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水轮机转轮现场车磨圆方法
作者:亢春建  兰顺文    文章来源:本站原创    点击数:4970    更新时间:2006-8-21


水轮机转轮现场车磨圆方法

亢春建  兰顺文

  大型水轮机转轮,为了便于运输,一般采用分瓣式制造,工地组装。即转轮需在工地先组装,焊接完成后,再对转轮的上下止漏环进行车磨圆工作,使其满足运行的要求。

  转轮的车磨圆质量的好坏,直接影响整个机组改造后的安全经济运行,因此,工地大型转轮的车磨圆是一项很重要的工作。在转轮车磨圆过程中,它涉及到尺寸测量、分析及加工技术等几个方面。丹江电厂通过四台机组改造,已积累了一定的磨圆经验。现以丹江电厂其中1台转轮的车磨圆为例,介绍转轮工地车磨圆步骤及实用技术。

1  水轮机转轮止漏环磨圆的技术要求

  1)转轮上下止漏环的单侧间隙为2~2.45mm。间隙过小,运行中容易出现撞击、间隙过大,影响水轮机的效率。

  2)磨圆机磨圆前的旋转中心与转轮法兰止口的偏心不大于0.10mm。磨圆机与转轮法兰把合后,实测磨圆机轴法兰止口与转轮法兰止口的间隙应满足要求。

  3)磨圆机法兰平面与转轮的P平面必须完全接触,用0.03mm塞尺检查,应不能通过。

2  分瓣式转轮组焊后,转轮法兰止口P平面、N圆面的要求

  1)转轮找平:按转轮底环直径均布四个支墩,每个支墩上放一对楔子板,并借助水准仪将楔子板标高调成一致,然后将转轮放在支墩上。用水平仪检测P平面水平,不符合要求,用液压千斤顶进行调整,直到转轮符合要求为止。

  2)用内径千分尺对N面内径进行检测,应满足图纸尺寸,否则应对N面进行修整处理。

  3)用平尺和水平仪检查P平面的水平度,应满足设计图纸要求,否则应对P平面进行修整处理。

3  圆前重要基准尺寸的确定(以上止漏环为例)

  1)对于机组改造而言,上固定止漏环尺寸是一定的,新转轮尺寸应与其相适应,所以,将顶盖上的固定止漏环尺寸作为基准尺寸。

  2)为了使顶盖上固定止漏环尺寸测量真实可靠,将顶盖固定止漏环在径向方向划分为十六等分,轴向方向分为上中下三段。如图1所示。

图1 顶盖上固定止漏环测点布置图

 
  测对称两点的内径值。结果如表1所示。顶盖公称直径为φ5270mm。

 表1 对称两点的内径值

距顶盖下

端面距离

 

1-9

2-10

3-11

4-12

5-13

6-14

7-15

8-16

385

2.76

2.91

2.86

2.50

2.89

2.89

2.58

2.25

242

3.20

3.31

3.19

3.00

3.57

3.41

2.98

2.76

25

1.46

1.785

1.75

1.72

1.61

1.37

0.99

1.00


  分析止漏环内径测点,发现内径最大与最小值相差2.58mm。通过测量转轮25  mm处尺寸,发现边小直径宽带约有40 mm,顶盖上止漏环小内径宽带上最大与最小值相差0.795 mm。

  3)确定转轮上止漏环外径工地最终加工尺寸

  综合以上测量结果,考虑到顶盖、底环不同心度,为保证顶盖能下装,顶盖与转轮止漏环最小间隙应不小于2mm(即间隙和不小于4mm),定出转轮止漏环外径最终加工尺寸为φ5266.80 ±0.10 mm。

  4)转轮上止漏环加工前测量尺寸

  为确定转轮止漏环加工余量,必须先测量转轮止漏环加工前尺寸。因转轮外径大,无法用外径千分尺直接测量转轮止漏环外径。采取用内径千分尺测转轮上冠(φ4908)内圆面与转轮止漏环之间距离。方法是:测量转轮上冠内圆面尺寸,如图2所示。

   

图2 转轮上冠内圆面尺寸测量

  测量上冠止漏环加工前尺寸,如图3所示。

图3  冠止漏环加工前尺寸测量

4 磨圆机安装

4.1 落磨圆机

  磨圆机落装到位后,用塞尺检查磨圆机定位段与转轮止口N面的间隙,对称180度两点误差不超过0.15mm,并作记录和标记。同时用塞尺检测磨圆机与转轮P平面贴合情况。一般要求0.03mm塞尺通不过,两者达到要求,可证明磨圆机吊装到位,可对磨圆机与转轮进行初步连接。

4.2 找正

  对磨圆机与转轮进行初步连接后,用百分表检测上止漏环圆度情况,以便找正。

  现场采用50T千斤顶对磨圆机进行找正,直到磨圆机与转轮中心同心,同心度为0.10mm,将磨圆机与转轮进行紧固连接后,用百分表上下同时复测转轮上下止漏环偏心情况。

4.3 尺寸检测

  因确定转轮φ4908圆面为上止漏环的测量基准,用百分表检查其径向跳动,结果如图4所示,单位为0.01mm。

注:百分表显示正负状况

图4 用百分表检查转轮φ4908圆面的径向跳动

  据上图所列数据分析表明:

  1)与我们所测出的φ4908实测值(除3~10一点外)基本一致,即φ4908圆面所测数据可靠。

  2)原转轮焊接后存在错牙现象。

  3)磨圆机中心与原转轮中心不重合。

4.4 确定上止漏环最终加工尺寸测量基准点

  根据φ4908径向跳动情况和上止漏环圆度情况,计算分析后,确定测量点7~14为上止漏环测量基准。为兼顾其余测点,上止漏环外径车磨加工尺寸取下限φ5266.80—0.1。

5 转轮上止漏环加工过程注意事项

  1)仔细检查加工余量,用外径千分尺对14个测量点进行检测止漏环余量情况,应大致均匀,在确认各部位有足够加工余量后,方可进行下道工序。

  2)上止漏环在第一次车削见圆后,应特别注意计算尺寸是否见圆,若计算尺寸不见圆,应当分析是什么原因造成的,并采取技术安全措施。

  3)在关键工序,测量手段,采用了吊钢琴线,用内径千分尺,通过耳机听声音的方法对上止漏环锥度进行检测,锥度不大于0.10mm。

  4)磨圆机刀架导轨的垂直度应调整。

  5)确定磨削余量。

6 丹江电厂转轮上止漏环工地加工后最终尺寸

6.1 直径

  测量示意图如下图5,单位:mm。

图5 转轮测点示意图

表2 转轮加工尺寸

 

A

B

C

1

180.345

179.405

φ4907.835

2

180.275

179.44

φ4907.73

3

180.29

179.28

φ4908.145

4

180.43

179.26

φ4907.965

5

180.53

179.295

φ4907.98

6

180.40

179.27

φ4907.995

7

180.40

179.28

φ4908.08

8

180.365

179.545

φ5266.78

9

180.42

179.605

φ5266.775

10

180.31

179.55

φ5266.975

11

180.49

179.5

φ5266.725

12

180.55

179.50

φ5266.775

13

180.55

179.08

φ5266.745

14

180.47

179.35

φ5266.71

   注:

  A——加工前测量φ4908圆面到转轮外径尺寸;

  B——加工后测量φ4908圆面到转轮外径尺寸;

  C——加工最终各测点直径尺寸。

  在“4.4”中确定测量点7~14为上止漏环测量基准,即在7~14方向,上止漏环外径在给定的公差范围内,其余各点直径最大、最小相差0.25mm,除一点3~10直径未到给定公差上限(5266.90mm)差0.075 mm,其它都到中下限,总之,所加工上止漏环外径能满足技术要求。

  上止漏环外径确定为:φ5266.71 mm。

6.2 径向跳动

  用百分表检查,上止漏环径向跳动为0.045 mm,见下图6示。

 


图6 上止漏环径向跳动测量

6.3 锥度

  吊铅垂线检查7~14、3~10对称4点,上止漏环锥度见下图7所示。

 

图7 上止漏环锥度测量

 
  上述尺寸显示,上止漏环在工地加工后的尺寸精度完全满足给定的技术要求,满足转轮结构要求。

  转轮下止漏环磨圆步骤与上止漏环基本相同,就不再介绍。

  丹江电厂的转轮工地车磨圆,由于我们采取的方法好,工艺控制严格,车磨圆工作完成后,经机组回装,实测上下止漏环单侧间隙皆满足技术要求,并经运行检验,机组转轮运行状况良好。

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