汽轮机轴系对轮孔加工方法及应用张跃普

汽轮机轴系对轮孔加工方法及应用张跃普

张跃普

身份证号码：1301811984****7910(河北国源电气股份有限公司河北石家庄050000)

摘要:在电厂汽轮机安装或者检修工作当中，汽轮机转子的安装调试工作直接关系到汽轮机组的运行状态。这里汽轮机转子包含高压转子、中压转子、低压转子、发电机轴。因此，在汽轮机安装过程中有必要注重汽轮机各转子的安装工作。一般情况下，安装调试好各转子后，其两端连接处对轮跳动公差不得超过0.02。调试好后各转子对轮孔均会出现位置偏差，需要现场对对轮孔进行加工，从而进一步满足螺栓的安装和紧固。由此可见，汽轮机轴系对轮孔的现场加工十分重要。本文在阐述汽轮机轴系对轮孔加工技术难点的基础上，提出了新的汽轮机轴系对轮孔加工方案，希望以此为相关人员对汽轮机轴系对轮孔加工提供具有参考价值的建议。

关键词:汽轮机轴系；对轮孔；加工方法；应用

汽轮机安装过程中，螺栓作为重要的组成部分，为转子轴系连接提供了保证。当汽轮机运行一个周期后需要拆解检修，其中包含高压、中压、低压、发电机各转子轴，检修完毕后各转子轴安装复位，首先通过水平、竖直两个方向把合四条工艺螺栓将各转子紧固，轴两端对轮处固定百分表，要求对轮跳动公差不得超过0.02。调整好后的各转子对轮连接孔均有偏差无法实现同轴，加之各对轮孔均已安装过螺栓，均有划伤和刮痕，因此无法直接安装螺栓紧固，需要修复对轮孔，满足配对螺栓的安装。另外新机组安装时，对应对轮孔均有留量，也需要现场将转子调试确定位置后加工对轮孔，以便螺栓安装。由于电厂现场施工空间小，施工环境不同，以致无法使用标准机床进行现场加工。本文通过具体实例应用解说现场对轮孔的加工方法，具有极为重要的现实意义。

1.柳林电厂汽轮机轴系对轮孔现场加工

1.1柳林电厂对轮孔背景

柳林电厂安装有北重生产的100MW型汽轮机，大修期间该汽轮机需要将低压转子替换为光轴，对轮一端连接高压转子端，对轮另一端连接电机转子端，现场将光轴安装就位，高压转子端与光轴端在水平和竖直方向上安装4条工艺螺栓，同样发电机端与光轴另一端在水平和竖直方向上安装4条工艺螺栓，将光轴把合固定，经过两端打表确定跳动符合回转要求。

高压转子对轮孔通过肉眼观察，孔光洁度差，有拆装螺栓留下的划痕、点蚀等缺陷，通过百分表测量，尺寸在φ54.60-φ55.08范围内不等，如图1所示。

发电机轴端对轮孔通过肉眼观察，孔光洁度差，有拆装螺栓留下的划痕、点蚀、面蚀等缺陷，通过百分表测量，尺寸在φ54.76-φ55.22范围内不等，如图2所示。

该镗孔机以下5轴功能：1.伺服电机通过同步带减速带动主轴以及安装在主轴上的镗杆、镗刀回转并能调速；2.伺服电机通过同步带减速带动进给导轨以及安装在导轨上的主轴前进回退并能调速；3.导轨及主轴可绕机架水平方向回转；4.导轨及主轴可绕机架竖直方向上回转；5.导轨及主轴可沿机架水平方向左右平移。

首先将刀口尺置于对轮孔内，通过光隙法检测各对轮孔在圆周方向上均有加工余量，确认满足镗孔要求。将磁力表1吸附在镗孔机平面上，与缸面垂直90°方向上对转子母线进行找正，位置偏差控制在0.02以内。再将磁力表2吸附在镗孔机平面上，与缸面平行方向上对转子母线进行找正，位置偏差控制在0.02以内。再将磁力表3吸附在转子上，测量镗杆回转时圆跳动控制在0.01以内。

上述镗孔机位置调整完毕后，再调整镗杆与对轮孔的同轴度，初期先粗找正，通过肉眼观察，将主轴调整在孔的中心。然后精找正，镗杆上安装内径端面百分表，主轴低速转动，测量镗杆与加工对轮孔的同轴度偏差，通过调整镗孔机水平、垂直偏摆，使同轴度公差控制在0.01范围内，以满足加工要求。镗孔机位置与镗杆位置调整完毕后，采用精密微镗头镗孔加工。图4为对轮镗孔尺寸示意图。

2石家庄热电对轮孔加工分析

2.1石家庄热电对轮孔背景

石家庄热电厂现场安装西门子生产的SGT-4000F型燃气轮机新机组，其中燃机转子通过中间轴与发电机转子连接，现场需要对该处对轮孔加工，该对轮上设计有14个对轮孔，见图7。经测量中间轴一端对轮孔尺寸为φ74.75，电机端对轮孔尺寸为φ74.94，加工方案为各对轮孔加工尺寸至φ75（+0.03,0）。

该研磨机具有体积小、轻便、无需找正等优点，是由电机驱动可调直径研磨刀回转研磨孔，其中电机输出端通过万向联轴器与研磨刀连接并传递扭矩和转速，从而避免了电机输出轴与对轮孔的找正，消除了找正时间。生产人员通过手动推拉两个导向杆并带动电机、研磨刀等部件一起进给、回退，从而实现了刀具的进给。

可调直径研磨刀圆周方向均布5片刀片，刀片可随孔径调节径向伸出量，从而满足对轮孔的扩孔加工。同时布置5片刀片可快速提高单位时间内孔加工效率，从而从根本上满足孔加工精度、光洁度的前提下大幅缩短加工时间，降低现场加工成本。经现场采用该设备研磨对轮孔，设定电机输出转速300r/min，单次吃刀量0.01，单孔平均耗时约1h，经对比粗糙度样块，孔光洁度达到0.8。通过内径百分表在垂直方向、水平方向测量，各孔成孔尺寸范围φ75（+0.01,0），均满足电厂对轮螺栓安装，见图9。

图9

3.结语

汽轮机轴系对轮孔的连接是汽轮机安装、大修工作当中尤为重要的一部分，其直接影响汽轮机的运行状况。应根据对轮实际工况选择对应加工工艺，否则不仅增加现场加工成本，还影响电厂安装周期。为此，选择合适的对轮孔加工工艺新方法，新工艺，有助于改变当前对轮孔加工存在的不足，还能够使对轮孔加工精度得到有效提高，进一步使对轮孔现场安装问题得到有效解决，从而有助于缩短现场安装时间，进而无形中缩减了现场加工成本。

参考文献

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