汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工工藝

150046 哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司 黑龍江 哈爾濱｜李海鵬

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汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工工藝

150046 哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司 黑龍江 哈爾濱｜李海鵬

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子作為汽輪機(jī)的一個(gè)重要部件在實(shí)際中有著重要的作用，它對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)作起著積極的推動(dòng)作用。在實(shí)際的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工過程中，由于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子本身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)工作溫度以及運(yùn)作速度等要求較高，所以其加工工藝就相應(yīng)的比較復(fù)雜。另外，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在加工中對(duì)其尺寸精度要求也是相應(yīng)較高的，所以對(duì)其加工工藝進(jìn)行分析是非常必要的。本文主要通過介紹影響汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工的因素來分析其具體的加工工藝。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子；加工工藝；影響因素

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子從結(jié)構(gòu)上來講相對(duì)復(fù)雜，主要由主軸、葉輪、聯(lián)軸器、葉片以及安裝在軸上的其他零部件組成。在實(shí)際中，對(duì)轉(zhuǎn)子的加工工藝要求又受到其工作環(huán)境的溫度以及轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度等的影響，因此其加工難度較大。另外，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量又是直接影響汽輪機(jī)工作性能的重要因素。轉(zhuǎn)子的尺寸精度以及相應(yīng)的跳動(dòng)要求都會(huì)影響汽輪機(jī)在實(shí)際中的工作，針對(duì)這些情況對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析，然后結(jié)合實(shí)際情況對(duì)加工工藝進(jìn)行相應(yīng)的總結(jié)概括以追求進(jìn)一步的完善發(fā)展。綜合來講，轉(zhuǎn)子的加工對(duì)汽輪機(jī)的影響是非常重要的，本文也主要對(duì)其加工工藝進(jìn)行相應(yīng)的分析。

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工應(yīng)考慮的因素

a汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的工作環(huán)境

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的工作環(huán)境包括很多因素，并且汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加工過程中也應(yīng)該綜合考慮這些因素來對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行改進(jìn)，以求其能夠適應(yīng)以后的工作環(huán)境，延長(zhǎng)其工作時(shí)間、工作壽命。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在實(shí)際的工作中受到環(huán)境影響的因素包括：工作環(huán)境的溫度、轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度以及應(yīng)力的集中部位。首先，就工作溫度來講，轉(zhuǎn)子在工作中如果熱應(yīng)力加大，其運(yùn)行的溫度就會(huì)升高，這就會(huì)使得轉(zhuǎn)子受到疲勞而損傷以及高溫?fù)p傷，影響汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子工作壽命。其次，就轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度來講，汽輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中如果轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度過來會(huì)造成轉(zhuǎn)子不同程度上的磨損，如果旋轉(zhuǎn)速度過慢又會(huì)影響汽輪機(jī)的工作效率。因此，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度也就成為其加工過程中必須考慮的因素之一。最后，就轉(zhuǎn)子的應(yīng)力集中部位來講，其受到溫度，旋轉(zhuǎn)速度等的綜合影響。應(yīng)力集中部位多，會(huì)使得轉(zhuǎn)子在實(shí)際的工作中會(huì)出現(xiàn)裂紋等損傷，而這些裂紋會(huì)在工作中不斷的擴(kuò)展造成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不平衡從而損壞轉(zhuǎn)子。總的來講這三者都是轉(zhuǎn)子的工作環(huán)境因素，是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工必須要考慮的因素。

b汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子主要包括主軸、葉輪、葉片、聯(lián)軸器以及安裝在軸上的各種零件。在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工過程中也必須綜合考慮這些結(jié)構(gòu)來進(jìn)行加工，只有對(duì)各部分結(jié)構(gòu)加工到位才能更好的改善轉(zhuǎn)子的質(zhì)量。這些結(jié)構(gòu)中主軸是非常重要的組成部分，主軸是支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的主要部件之一，因此對(duì)其加工方法的研究分析是很重要的。主軸加工必須對(duì)其精度以及耐高壓程度進(jìn)行相應(yīng)的考慮，然后對(duì)加工工藝進(jìn)行分析，使得主軸能夠適應(yīng)轉(zhuǎn)子的具體工作環(huán)境。針對(duì)葉輪、葉片、聯(lián)軸器等部件來講，在具體的加工中也要綜合考慮精度，強(qiáng)度，抗壓程度等因素。只有對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的各個(gè)零部件加工到位，才能提高汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，提高汽輪機(jī)的工作效率。

c汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子工作中易出現(xiàn)的損壞情況

轉(zhuǎn)子易出現(xiàn)的損壞情況也是其加工過程中需要分析的因素之一。一般來講，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在實(shí)際的工作中會(huì)受到不同因素的影響，從而造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲以及出現(xiàn)裂紋等情況。在轉(zhuǎn)子加工過程中必須綜合分析出現(xiàn)這類損壞情況具體原因，然后研究相應(yīng)的加工工藝對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)完善。

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工工藝分析

a選用正確的轉(zhuǎn)子裝夾方案

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裝夾方案會(huì)直接影響轉(zhuǎn)子加工的質(zhì)量，因此，在實(shí)際的加工過程中選用正確的轉(zhuǎn)子裝夾方案能夠有效的保證轉(zhuǎn)子工件加工的質(zhì)量。一般來講，對(duì)轉(zhuǎn)子裝夾方案的選取主要是看轉(zhuǎn)子前軸以及后軸頸外圓的粗糙程度，具體來講，粗糙要求為Ra0.8，其中形位公差應(yīng)該保持在0.01～0.02mm之間。除此之外，對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的精度的要求也是非常高的，在實(shí)際的加工過程中，每一尺寸內(nèi)都會(huì)有相應(yīng)的公差帶。因此，在實(shí)際的加工中要根據(jù)具體的制造工藝以及流程選用正確的裝夾方案來保證汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加工質(zhì)量。

b對(duì)轉(zhuǎn)子的撓度以及精度進(jìn)行分析

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的撓度將會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子加工過程帶來一系列的影響。具體來講，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在實(shí)際的加工中產(chǎn)生一定的撓度是非常正常的，撓度的存在會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子的加工產(chǎn)生相應(yīng)的影響，比如說撓度會(huì)影響轉(zhuǎn)子裝夾的松緊度從而使得機(jī)床的精度受到一定的損壞等。因此，對(duì)于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在實(shí)際加工過程中產(chǎn)生的撓度應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的分析，從而減輕撓度對(duì)轉(zhuǎn)子主軸等加工精度的影響。除此之外，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加工精度也是工藝要求的一部分。轉(zhuǎn)子的主軸，葉片等精度的要求是極高的，具體來講包括垂直度，平行度等。在選用相關(guān)刀具是也要對(duì)

刀具的進(jìn)行嚴(yán)格的要求以保證刀具能夠適應(yīng)加工精度的要求。當(dāng)然，在轉(zhuǎn)子表面加工時(shí)也要按照相應(yīng)的技術(shù)要求進(jìn)行精加工然后再進(jìn)行相應(yīng)的拋光處理。

c對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉根槽的加工工藝進(jìn)行分析

葉根槽是轉(zhuǎn)子一個(gè)非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在具體的生產(chǎn)加工中會(huì)遇到許多問題，因此對(duì)其加工工藝進(jìn)行分析是非常必要的。首先要對(duì)葉根槽的結(jié)構(gòu)加工進(jìn)行相應(yīng)的分析，其槽型結(jié)構(gòu)一般為倒T字型，在具體的加工中要確定T型的軸向定位面以及相應(yīng)的級(jí)數(shù)，另外對(duì)槽型的尺寸長(zhǎng)度也要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定以滿足實(shí)際工作的需求；再次，對(duì)T型槽的加工路線以及相應(yīng)的加工刀具分析也是非常必要的，加工路線要按照具體的要求以及步驟來進(jìn)行，相應(yīng)的加工刀具在不同的加工路線階段也應(yīng)該有所不同，以此來適應(yīng)加工的需求。除此之外，在轉(zhuǎn)子加工過程中也應(yīng)該考慮排屑這一問題，一般情況如果鐵屑向上排出會(huì)使得刀具與槽面發(fā)生碰撞從而損壞刀具影響工件的加工密度以及表面的粗糙度，所以在實(shí)際的加工中要采取相應(yīng)的加工工藝，使得鐵屑向下排出以此來保證工件的加工精度和表面的粗糙度，這樣也會(huì)加快轉(zhuǎn)子的加工進(jìn)度。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉根槽的加工工藝相對(duì)比較復(fù)雜，對(duì)加工路線、刀具尺寸都有嚴(yán)格的要求以此來保證轉(zhuǎn)子加工的精確度。

d滾壓加工工藝分析

這種加工工藝主要是針對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸頸以及推理面來講的，因?yàn)橐话闱闆r下汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度較快，對(duì)轉(zhuǎn)子的軸頸以及推力面的精度和形位公差要求也相應(yīng)的較高，采用滾壓加工方法能夠有效達(dá)到其精度和形位公差的要求。具體來講，滾壓加工方法要在操作前確保被滾壓工件的表面無橢圓度以及錐度，并且其表面粗糙度也要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，控制好加工誤差。另外，因?yàn)闈L壓加工對(duì)滾壓時(shí)的壓入量有一定的要求，所以應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況對(duì)車刀刀尖的尺寸進(jìn)行相應(yīng)的控制，確定刀尖尺寸的公差范圍。最后，在滾壓加工過程中，對(duì)加工參數(shù)也應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究確定，比如說汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速參數(shù)，滾壓時(shí)壓入量參數(shù)，工件直徑等參數(shù)。在實(shí)際滾壓加工前都應(yīng)該對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值范圍劃分，保證其能夠滿足滾壓加工工藝的要求。所以，綜合來講，只有對(duì)滾壓加工工藝進(jìn)行到位的分析，才能保證轉(zhuǎn)子工件的形位公差以及精度，提高汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量。

結(jié)語

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)的重要組成部分，它能夠推動(dòng)汽輪機(jī)的運(yùn)作。本文主要先分析了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在加工過程中應(yīng)考慮的實(shí)際因素，然后結(jié)合實(shí)際影響因素對(duì)轉(zhuǎn)子的加工工藝進(jìn)行分析，主要包括轉(zhuǎn)子的裝夾方案、轉(zhuǎn)子的撓度以及精度、轉(zhuǎn)子葉根槽加工工藝以及滾壓加工工藝分析等，旨在更好的改善汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加工工藝，提高轉(zhuǎn)子的質(zhì)量。

參考：

［1］來逢亮.［汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工工藝分析］；機(jī)械工程師；2014年12期

［2］工藝處，雷文.［汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子制造技術(shù)研究（摘要）］；《上海電氣杯》征文論文集；2010年

［3］曹紅波，李明超，徐冬.［F級(jí)燃汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工工藝研究］；熱力透平；2012年02期