水輪機零部件組合基本工藝探討

趙平平

摘 要：在工業(yè)生產(chǎn)中，水輪機是重要的運行設(shè)備，對于工業(yè)生產(chǎn)具有非常重要的作用。水輪機零部件的組合是水輪機能夠運行的基礎(chǔ)前提，在零部件組合的過程中，需要遵循一定的工藝標準，才能夠保證水輪機高效穩(wěn)定的運行。水輪機零部件的組合形式主要有相對運動和相對靜止兩種方式，文章會對這兩個方面進行詳細的闡述。

關(guān)鍵詞：零件；組成機械；組合關(guān)系

在水輪機中，是由成百上千個零件組合而成的，零件是獨立的個體，也是機械設(shè)備中最小的單元。而部件是具有一定功能的部分，一般由若干個零件組成，幾個或者幾十個部件構(gòu)成一個水輪機。按照一定的順序，將零部件進行組合連接，將其放到正確的位置，發(fā)揮應(yīng)有的功能。在零部件組合連接的過程中，需要遵循一定的規(guī)律和標準，最終才能夠組合成水輪機，并且能夠正常的運轉(zhuǎn)。

1 相對運動的組合方式

1.1 滾動配合

滾動配合在組合方式中相對來講是比較容易的，比如說在電動機等小型的設(shè)備中，經(jīng)常會用到滾動軸承，這就需要掌握滾動體與內(nèi)外卷之間的關(guān)系。而滾動軸承的標準基本都是由生產(chǎn)廠家制定的，所以說在安裝之前，主要對其進行清洗和檢查即可，在安裝完成后進行潤滑。這種組合過程比較簡單，只需要進行簡單的拆裝即可，沒有太多的工序。

1.2 滑動配合

水輪發(fā)電機組的軸承，除極少數(shù)以外都是滑動軸承，一種是圓柱面的導(dǎo)軸承，一種是平面的推力軸承，其中軸領(lǐng)和鏡板轉(zhuǎn)動，而導(dǎo)軸瓦和推力軸瓦不轉(zhuǎn)動，構(gòu)成了相互滑動的配合關(guān)系。另外，導(dǎo)葉軸與軸套之間，控制環(huán)與頂蓋之間也是滑動配合，不過滑移的范圍小，速度低。

2 相對靜止的組合方式

2.1 螺栓連接

螺栓連接是機械設(shè)備組合關(guān)系中比較常用的方法，而水輪機中除了相對運動的部分外，基本都是固定不變的，所以說大部分部件都是用螺栓將多個零件組成連接到一起，使其保持固定狀態(tài)，在有必要的情況下，還可以將其拆卸。在水輪機發(fā)電機組的安裝中，主軸與水輪機之間，水輪機軸與發(fā)電機軸之間的螺栓連接是最為重要的，這兩個部分的連接要求有很高的標準，對水輪機的運行有重要的影響。

2.2 過盈配合

這種方式既有可拆卸部分，又有不可拆卸部分。軸比孔大的配合方式稱為過盈配合。在組合時，可以使用強力將軸擠入孔內(nèi)，也可以用加熱后套入的方法，過盈配合后軸和孔會緊緊的連接在一起。如果過盈量較大的話，軸和孔將會牢牢的連接在一起，以后是不可拆卸的。過盈量較小的配合，在以后是可以拆卸的。

2.3 焊接

電弧焊也是比較常見的一種連接方式，這種連接方式，一般都是不可拆卸的。水輪機金屬蝸殼的拼節(jié)和掛裝；尾水管里襯與基礎(chǔ)環(huán)或者轉(zhuǎn)輪室之間的連接，就正是重要的焊接實例。

2.4 鉚接

在兩個零件的同一位置鉆孔，穿人鉚釘并將釘頭打變形，從而使兩者固定在一起的方式就是鉚接。就水輪發(fā)電機組而言，鉚接只用于一些次要的地方，而且應(yīng)用已越來越少。

3 滑動配合面的研磨和刮削

水輪發(fā)電機組的軸承，絕大多數(shù)是用透平油潤滑的滑動軸承。為了使軸瓦耐磨，都在鋼的瓦體上澆鑄一層巴氏合金來制成工作面。分塊瓦式的導(dǎo)軸承，由四周均勻分布的六塊、八塊或更多的軸瓦圍成圓柱面，包圍軸領(lǐng)并承受徑向力，以而使機組軸線穩(wěn)定。筒式導(dǎo)軸承則只有兩塊半圓形的軸瓦。推力軸瓦一般是分塊的，由八塊或更多的軸瓦圍成一個圓環(huán)形的平面，面對推力頭及鏡板，在軸線方向固定主軸并承受軸向力。

3.1 研、刮的目的

3.1.1 提高表面光潔度。在機床加工后的零件表面，都會存在不同程度的誤差，在形狀上和尺寸上有所差異，金屬表面也會存在痕跡而影響到表面的光潔度，進而影響到兩個物體的接觸表面積，影響到機械設(shè)備的正常運行。所以說為了提高金屬表面的光潔度，增加接觸面積，應(yīng)該對摩擦面進行修整，對鏡板或者軸領(lǐng)進行研磨，對軸瓦進行刮削，將誤差控制在最小范圍內(nèi)，提高表面的質(zhì)量，增加接觸面的面積。

3.1.2 有利于油膜的形成。刮，是人工用刀具去修整的過程。對軸瓦的刮削，一方面造成適當?shù)倪M油邊，使透平油能順利進入；另方面又在軸瓦表面留下大量凹坑，這種寬而淺的凹坑有利于形成并保持油膜。

3.1.3 提高耐磨性。在目前的大部分機組中，除了氟塑料推力瓦以外，巴氏合金軸瓦都需要經(jīng)過研刮程序。在對軸領(lǐng)或者鏡板進行研磨后，可以使工作面更加的平整和光潔，提高耐磨性，提升了軸瓦的使用性能，延長軸瓦的使用壽命。

3.2 鏡板的研磨

在研磨工序中，主要是使用工業(yè)毛氈和法蘭呢等軟性材料，加上研磨劑在工件的表面進行摩擦，因為研磨劑都是硬度較高的晶粒，在混亂無序的運行中，會對工件的表面形成切削力。雖然說切削量不大，但是對于機床加工中工件表面平整度的細小誤差來講，還是能起到很大作用的，可以減小工件表面平整度的誤差，提高工件表面的光潔度，直到形成不同程度的“鏡面”。

實際研磨應(yīng)注意以下幾點：

a.研磨前須對鏡板進行檢查和必要的修整。工作表面如果有局部傷痕、銹蝕等缺陷，應(yīng)該先用天然油石修磨。

b.研磨前用無水酒精或甲苯仔細清洗鏡板，并以綢布擦干，再加上適量的研磨劑。

c.研磨劑通常用煤油、豬油和粒度M5～M10。的氧化鉻粉末，按適當比例調(diào)合而成，必要時還需用細絹布過濾。由于氧化鉻成綠色，這種研磨劑俗稱“綠膏”，可以在專業(yè)商店購得。研磨劑的用量和稠度視具體情況決定，一般是先多后少，先稠后稀。

d.研磨條在鏡板表面的運動應(yīng)該包括兩個方面；既要隨轉(zhuǎn)臂繞中心旋轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)），又要以連接螺栓為中心自身旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)）。這才能保證混亂無序的研磨，不形成方向固定的磨痕。研磨條的運動還必須緩慢而平穩(wěn)，一般公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速控制為6～7r/min。

中小型機組的鏡板往往用人工研磨，其原理、方法和最終要求都與上述相同。但人工研磨應(yīng)特別注意以下問題：

a.事先準備研刮用的工作平臺。工作平臺的大小和高度視需要而定，但必須牢固，穩(wěn)定。

b.將鏡板工作面向上地放在工作平臺上，支撐成水平狀態(tài)，水平度誤差以不大于0.1mm/m為宜。

c.研磨工具可用毛氈包裹工業(yè)平板，或者用毛氈包裹推力瓦。研磨劑的配制和使用與前述相同。

d.用人力推動磨具進行研磨，但只能在水平方向用力，不允許向下按壓。

4 結(jié)束語

水輪機是由很多的零件組成的，其中每個零部件的組合都需要按照一定的順序和標準，才能夠發(fā)揮出各自的功能。在對零部件組合的過程中，有很多的組合方式，可以針對于每個部分的不同情況采用不同的組合方法，提高水輪機的整體穩(wěn)定性和運行效率。在組合的過程中，一定要按照規(guī)范的標準執(zhí)行，保證每個步驟都符合標準。只有按照正確的方法將零部件組合起來，才能夠保證水輪機的正常運行。

參考文獻

[1]李洪軍，馮濤，吳雄斌.二灘電站水輪機零部件焊接工藝[J].東方電機，2000-09-25.

[2]時旭光.水輪機零部件形位誤差檢測探討[J].大電機技術(shù)，2000-07-29.

[3]田震.納米塑料合金整體澆鑄高抗磨蝕水輪機零部件.水輪機抗磨蝕技術(shù)研討會論文集，2006-11-30.