多缸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸系同軸度的加工工藝研究

李冬羽

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

0 引言

火力發(fā)電的三大主機(jī)中，汽輪機(jī)是整個發(fā)電機(jī)組動力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵機(jī)械，也是最為精密的機(jī)械。隨著技術(shù)與科技的進(jìn)步，需要越來越大容量的汽輪機(jī)，而單缸汽輪機(jī)顯然已經(jīng)不能達(dá)到人們的設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)在無論是大容量的火電汽輪機(jī)還是核電汽輪機(jī)都是兩缸和兩缸以上的汽輪機(jī)，現(xiàn)在的百萬核電汽輪機(jī)則是四個缸體。多缸體的汽輪機(jī)就都面臨兩個問題：第一是如何保證兩相鄰轉(zhuǎn)子緊密貼合。如果兩轉(zhuǎn)子有間隙，銷栓根本承受不了高速旋轉(zhuǎn)的扭力，如果兩轉(zhuǎn)子過盈，電廠也不具備加工轉(zhuǎn)子的條件，所以在實(shí)際裝配時必須保證兩轉(zhuǎn)子零間隙。第二就是多根轉(zhuǎn)子連接組成軸系的同軸度的問題。第三是對輪孔的加工，就是如何保證各轉(zhuǎn)子法蘭面圓周陣列的對輪孔的位置度。因?yàn)閷喛资卿N孔，孔與栓的間隙非常小，如果相連接的對輪孔有錯位，銷栓就無法連接各轉(zhuǎn)子。

圖1

1 墊片的設(shè)計(jì)理念

汽輪機(jī)的制造與加工是一個巨大的工程，從設(shè)計(jì)到安裝需要數(shù)年的時間，好多工件都是在機(jī)組已經(jīng)安裝時才加工。因?yàn)楝F(xiàn)代汽輪機(jī)都是多缸裝配。在實(shí)際裝配中，當(dāng)已經(jīng)把一個缸體整體落入安裝場地后，電廠建設(shè)單位只能大概估計(jì)另一個缸體與這個缸體的距離，他們也只能把兩個連接轉(zhuǎn)子之間的距離控制在幾毫米之內(nèi)，但這根本不具備連接條件，所以我們只能移動缸體。為了解決這個問題，我們可以設(shè)計(jì)一個墊片，通過實(shí)際測量兩根轉(zhuǎn)子的距離來加工墊片的厚度。這樣就可以保證轉(zhuǎn)子與墊片的零間隙接觸。為了保證墊片與相對應(yīng)的兩根轉(zhuǎn)子同心，我們可以在轉(zhuǎn)子中間設(shè)計(jì)一凸臺止口，在墊片中間設(shè)計(jì)一凹止口。在加工完轉(zhuǎn)子后測量轉(zhuǎn)子之口的實(shí)測值，根據(jù)實(shí)測值實(shí)際配準(zhǔn)墊片止口，保證兩止口0～0.02mm的間隙值，如果同軸度要求特別高可以做成過盈配合。

用墊片、止口配合，可以解決轉(zhuǎn)子軸向配合零間隙、轉(zhuǎn)子軸系的同軸度問題，剩下就只有對輪孔錯位問題了。

2 對輪孔的加工方案

對輪孔是在轉(zhuǎn)子法蘭面圓周陣列的孔。以前加工車間都是靠普通鉆床加工對輪孔，因?yàn)榈毒卟荒軠?zhǔn)確地定位到對輪孔中心，我們需要設(shè)計(jì)鉆模來定位刀具。鉆模圓心處也應(yīng)有止口，用止口定位保證與轉(zhuǎn)子同心。鉆模自身有孔，孔的位置度與轉(zhuǎn)子對輪孔一樣，孔數(shù)也一樣。我們通過找正鉆模上的孔來加工轉(zhuǎn)子對輪孔。

因?yàn)椴僮鞣奖?，使用的刀具更多，各幾何尺寸加工更?zhǔn)，數(shù)控機(jī)床越來越多地被各大公司所采用。對輪孔的加工也因此而改變。

技術(shù)員編制數(shù)控程序，將對輪孔各坐標(biāo)輸入數(shù)控機(jī)床即可，用數(shù)控程序加工各孔，就可以保證各孔坐標(biāo)永遠(yuǎn)不變。但是，因?yàn)閷喛撞皇?個，是很多孔均勻分布在一周，這就要求機(jī)床的精度必須很好。但是機(jī)床在使用一段時間后都會出現(xiàn)重復(fù)定位不準(zhǔn)，機(jī)床坐標(biāo)有誤差。而對輪孔的銷栓與孔的間隙只有0.04mm，相鄰轉(zhuǎn)子對輪孔有一點(diǎn)偏差銷栓都裝不進(jìn)去。因此我們需要在電廠裝配時，先將轉(zhuǎn)子把緊，現(xiàn)場同鉸兩相鄰轉(zhuǎn)子對輪孔，保證兩孔無錯位。加工完對輪孔后，測量對輪孔直徑大小，根據(jù)對輪孔大小實(shí)際加工銷栓，配準(zhǔn)間隙即可。

3 結(jié)語

通過添加墊片的方案，我們可以保證兩相鄰轉(zhuǎn)子通過墊片是零間隙接觸，通過墊片的止口可以保證汽輪機(jī)軸系在一條線上，并通過增加對輪孔現(xiàn)場同鉸工序，保證對輪孔無錯位。通過以上方案，保證轉(zhuǎn)子軸系同軸度的要求。