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转轮与大轴连接螺栓销钉孔现场同樘铰的工艺方法
作者:亢春建  王浩    文章来源:本站原创    点击数:5151    更新时间:2006-8-18

 

转轮与大轴连接螺栓销钉孔现场同樘铰的工艺方法

 

亢春建  王浩

 

丹江电厂完成了4台机的改造增容工作,转轮与大轴连接销钉螺栓孔进行工地同镗铰工作是整个工程中至关重要的一环。所铰孔的质量好坏直接影响孔与销钉螺栓的配合。对改造后机组的安全稳定运行有直接影响。在丹江电厂几台机的改造工程中,我们积累了一定的经验,取得了很好的效果。下面以丹江电厂3#机具体的镗孔方法加以介绍。

 

1 设备情况介绍

 

1.1被加工的转轮、水轮机大轴情况

丹江电厂转轮、大轴外形如图(一)和图(二)。转轮最大外径为φ591013个叶片。出厂时其连接法兰上的联接螺栓孔只加工成直径为φ142的毛坯孔,在运抵丹江电厂后,须等机组的原转轮与大轴分解后,将大轴吊出,在大轴法兰与新转轮转轮法兰结合好后,才可以将转轮与大轴连接销钉螺栓孔进行同镗。以保证大轴与转轮同心。                              

    

    

    

 

  

1.2设计制造专用数控镗孔机

根据水轮机大轴直径,大轴法兰环圈尺寸,法兰面距轴颈下端面空间尺寸,所镗联结螺栓销钉段直径、长度及精度要求等因素,设计制造专用数控镗孔机。

    

2  镗孔的工艺准备

 

2.1制定水轮机转轮与大轴同铰的技术要求

1)联轴螺栓孔与联轴螺栓销钉段的配合间隙和为0.04mm 0.06mm。镗孔后实测对应联轴螺栓和孔的销钉段直径进行检查。

2)铰孔前大轴与转轮止口的最大间隙差不大于0.03mm。大轴用工具螺栓把合后进行检查。

3)铰孔前铰刀杆与转轮联轴螺栓孔销钉段的不平行度不大于0.03 mm/M

4)镗削后,转轮与大轴螺栓联结孔销钉段的圆度、垂直度皆小于0.03mm

5)镗削后销钉段表面粗糙度Ra0.8μm

2.2 对原大轴法兰面进行处理

水轮机大轴由于运行多年,拆卸后,其法兰面有很厚的一层锈,因此我们首先处理大轴法兰上下面端面及直径为φ1300mm的法兰止口上锈斑。并对大轴法兰上端面有刨槽部位进行补焊,并打磨平整,最后达到无锈斑、无高点。

2.3 处理新转轮法兰及止口

由于新转轮法兰面有明显加工毛刺,故我们用锉刀及砂纸将新转轮法兰面及φ142孔和止口上的加工毛刺磨掉。直到手摸感到光滑为止。对于分瓣式转轮,处理前须对转轮法兰止口的P平面和N圆面进行检测。用内径千分尺检测N面内径,所测值应满足图纸要求,否则应对N圆面进行修整处理。用平尺和水平仪检查P平面的水平度,应满足图纸设计要求,否则应对P平面进行修整处理。

2.4、调整转轮水平

在安装场按转轮底环直径均布4个支墩,并在支墩上放好楔子板,并调整楔子板,使其标高一致。然后将转轮吊起,放在支墩上。测转轮上法兰P平面水平,并根据所测水平值,在转轮底部用液压千斤顶调整转轮水平,边调边用框式水平仪监测XY方向水平,使其水平值不大于0.02mm。并随之打紧楔子板。调整结果如下:

X方向:水平值0.01mm     

Y方向:水平值0.02mm

水平值符合不大于0.02mm的技术要求。调好后,将调整用的上下楔子板与支墩焊牢固。

2.5、分析分度圆情况

1)分别用千分尺测转轮和大轴18个孔之间的弦距和节圆,计算错牙量,根据错牙量计算结果进行分析。

2)确定主轴、转轮安装定位销孔,保证主轴转轮安装调整后各孔错牙量均匀,转轮每个待加工孔边缘尽量居于大轴相应的内孔中。

3)按螺栓毛坯尺寸,保证有足够的加工余量。

4)检验事前准备的扩孔钻、刀规格是否合适。因丹江电厂3#新转轮是用数控机床加工而成,其圆的分度几乎没有误差。故我们没有对新转轮与大轴进行分度计算比较,但考虑到大轴与转轮组装时,方便定位,避免错牙,采取先用定位销定位,再组装。组装后,转轮每个φ142内孔尽量居于大轴相应φ145之内.并检测18个孔的上下是否分布均匀。

 

3  施工过程

 

3.1 大轴与转轮同心度的调整

3.1.1 止口间隙调整

按上述步骤,吊装大轴后,用塞尺测量大轴法兰止口与转轮法兰止口之间的间隙,并将轴往间隙大的方向调整,使其止口四周对称

180°方向间隙差小于0.03mm。调整实测尺寸如图(三):

                 

                     + y (单位:mm 

   

0.04

0.03

0.04

0.05

0.05

0.06

0.05

0.07

0.04

0.02

                                 

   

   

               

 

                 图(三)止口间隙调整结果

满足大轴与转轮止口对称180°间隙差不大于0.03mm的技术要求。

3.1.2 大轴与转轮紧固并复测止口间隙

3个工具螺栓将大轴与转轮均匀紧固,并复测止口的间隙,前后一致,无变化。

3.1.3 吊纲琴线检测同心情况

调好间隙,从天车上吊钢琴线,在+Y-Y两相对应点,分别对钢琴线与轴领及转轮止漏环之间距离进行测量,进一步检测大轴与转轮同心状态,检测结果如图(四):

        

                                     

 图(四)大轴与转轮同轴度检测结果                       

通过计算得出大轴与转轮的中心偏差为0.04mm,即大轴中心应往+y方向移0.02mm。但据止口所测间隙上游只有0.03mm,且-XY方向间的间隙为0.02mm,还有两处小于0.02mm。经技术部门与厂家同意认可大轴与转轮同心度符合要求,无须再调整。

3.2 镗孔

1)镗孔机安装找正:在进行镗孔前,在保证有足够的加工余量及精度前提下,将镗孔机的镗刀杆中心与所镗孔的转轮销钉段孔中心同心,垂直度一致,具体方法:将深度百分表安放在刀杆圆盘上,用深度百分表测销钉段孔的圆度、垂直度,进行镗孔机调整。圆度、垂直度一般不超过0.03mm,然后将镗孔机固定,才可以镗孔.

2)在镗孔中,要注意镗杆和转速与进给速度匹配:速度与走刀量要匹配.首先进行扩孔加工,使上下孔见圆,然后再进行精镗。每完成一道镗削工序,必须对已加工表面的尺寸及精度进行测量,以确定进行下道工序工艺实施。

3)依次对18个孔进行镗削。所镗孔的同心度、粗糙度、垂直度合乎要求。

4)具体尺寸见后“转轮大轴销钉段内孔尺寸和配车尺寸要求及实测尺寸表”。

3.3 18个销钉螺栓的配车

根据技术要求,螺栓销钉段与孔销钉段配合间隙为,0.040.06mm。考虑到

大轴与转轮须分解移位后再组装;最大间隙不宜超过0.06mm。结合两者,最后以保证间隙最小有0.04mm来确定螺栓配车最小实体尺寸。

所有螺栓加工完后,最后检测螺栓的实际尺寸见“转轮大轴销钉段内孔尺寸和配车尺寸要求及实测尺寸表”。

 

4  结论

 

从“转轮大轴销钉段内孔尺寸和配车尺寸要求及实测尺寸表”中,可以看到,除12#螺栓最小实体尺寸超差0.02mm,但其最大实体尺寸满足要求,且最大、最小实体尺寸相差0.03mm,在规定的范围内,满足配合要求。

通过以上几节所述,按照机组改造对大轴、转轮同镗铰及联轴螺栓配车的技术要求,所加工的转轮螺栓销钉孔,螺栓销钉的尺寸及精度皆符合配合要求。经机组运行检验,没有出现因销钉螺栓与转轮螺栓销钉孔配合质量问题而造成机组不稳定情况。

根据我们在实际工作中得出的经验,今后在进行这项改造工程时,建议重点做好如下几方面工作:

1)设计制造性能稳定的专用数控镗孔机;

2)制定详细的水轮机转轮与大轴工地同镗铰技术措施及工艺措施;

3)严格按设计技术要求进行加工及验收。

 

转轮大轴销钉段内孔尺寸和配车尺寸要求及实测尺寸表

序号

销钉段内孔尺寸

配车尺寸要求

销钉螺栓实测尺寸

1#

φ146.00

φ145.95+0.01

φ145.95

2#

φ146.005

φ145.95+0.01

φ145.95

3#

φ146.51146.52

φ146.46+0.01

φ146.46

4#

φ146.500146.515

φ146.455+0.01

φ146.455

5#

φ146.19146.21

φ146.15_00.02

φ146.145

6#

φ146.514146.535

φ146.475_00.02

φ146.47

7#

φ146.512146.525

φ146.47_00.02

φ146.47

8#

φ146.295146.312

φ146.245_00.02

φ146.24

9#

φ146.18146.21

φ146.145_00.02

φ146.14

10#

φ146.195

φ146.15_00.02

φ146.15

11#

φ146.005146.01

φ145.96+0.01

φ145.955

12#

φ146.00146.01

φ145.95+0.01

φ145.96φ145.93

13#

φ148.17

φ148.13_00.02

φ148.13

14#

φ147.12147.09

φ147.05_00.02

φ147.045

15#

φ146.51146.518

φ146.46+0.01

φ146.46

16#

φ146.50

φ146.45+0.01

φ146.45

17#

φ146.51146.518

φ146.46+0.01

φ146.46

18#

φ145.995146.00

φ145.95+0.01

φ145.95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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