利用牛头刨床加工汽轮机转子叶片插入槽

第42卷第3期2013年9月V0L_42NO3SEP2013利用牛头刨床加工汽轮机转子叶片插入槽赵文兵，刘毅，胡赞琦，庞兆智上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂，上海200240摘要提出了利用牛头刨床KX汽轮机转子叶片插入槽的整个工艺方案，通过改造牛头刨床、设计专用刀具、优化转子装夹方案和选择合适的检验方法，完成对叶片插入槽的加工，保证了叶片插入槽的加工精度，改善了质量稳定性，使加工效率提高。关键词汽轮机；转子；叶片插入槽；牛头刨床中图分类号TK266文献标识码A文章编号16725549201303020703MACHININGPROCESSFORBLADEINSERTIONGROOVESOFTURBINEROTORUSINGASHAPERZHAOWENBING，LIUYI，HUYUNQI，PANGZHAOZHISHANGHAIELECTRICPOWERGENERATIONEQUIPMENTCO，LFD，SHANGHAITURBINEPLANT，SHANGHAI200240，CHINAABSTRACTTHEWHOLEMACHININGPROCESSFORBLADEINSERTIONGROOVEONTURBINEROTORUSINGASHAPERISPRESENTED，THEMACHININGOFTHEBLADEINSERTIONGROOVEISFINISHEDVIAMODIFIEDSHAPER，SPECIALLYDESIGNEDTOOLS，IMPROVEDFIXINGMETHODOFROTOR，ANDSUITABLEINSPECTIONMETHODTOENSURETHEMACHININGPRECISIONOFTHEBLADEINSERTIONGROOVE，IMPROVETHEQUALITYSTABILITYANDTHEMACHININGEFFICIENCYKEYWORDSSTEAMTURBINE；ROTOR；BLADEINSERTIONGROOVE；SHAPER汽轮机转子上通常具有数十级叶轮，叶轮上有用于安装叶片的T形叶根槽或枞树形叶根槽。其中T形叶根槽是在叶轮外圆上车出的T形槽，其上开有一处叶片插入槽。叶片插入槽的截面是一个平行四边形，四个角均为尖角，因此仅使用铣刀等旋转刀具无法加工出来。以往的加工工艺是先铣出大体形状，再由钳工手工把4个铣削圆角修成尖角。这种工艺方法的缺点一是劳动强度大，二是质量稳定性不高，难以保证加工精度和表面粗糙度要求。为解决以上问题，本文提出了利用改造后的牛头刨床加工转子叶片插入槽的工艺方案，利用刨床的直线进给特点，使用角度成型插刀加工叶片插入槽的尖角，从而有效克服了旧的工艺方案的缺点。对于这一新的工艺方案，有必要展开全面研究，对牛头刨床的改造方法、刀具的设计优化、转子装夹方法、叶片插入槽加工过程和检验方法等做一个探索。1牛头刨床改造在加工转子叶片插人槽之前，需要根据转子和叶片插人槽的结构形状和实际加工方法，先对牛头刨床进行一番改造，具体改造过程如下第一步，为避免刨床与转子相互干涉，拆去刨床前部滑座及其上面的工作台。第二步，拆掉刨床头部刀架座上安装刨刀的部分，保留垂直方向方向的导轨，加装一个水平方向Y方向的导轨，然后再在Y方向的导轨上安装一个刀具夹头，加工时在Y方向和方向上便于调整刀具的位置。刀具夹头中心有一个方孔，刀具可以安装在这个方孔内，并用螺钉压紧。改造后的牛头刨床相当于一个切削方向为水平方向方向的插床，其头部结构如图1所示。收稿日期2013一O121修订日期20130305作者简介赵文兵1981一，男，毕业于大庆石油学院，本科，工程师，现从事工艺装备设计工作。羹II囫第3期利用牛头刨床加工汽轮机转子叶片插入槽图1改造后的牛头创床头部2叶片插入槽刀具的设计优化加工叶片插入槽主要的刀具是角度成型插刀。由于叶片插入槽的截面是一个平行四边形的形状，其4个角中有2个锐角和2个钝角，为了减少刀具数量和换刀次数，提高加工效率，刀具相应地设计成同时具有一个锐角和一个钝角，角度成型插刀如图2所示。图2角度成型插刀经过切削试验，选用W2MO9CR4VCO8M42作为刀具材料。该材料具有较好的韧性和耐磨性，可以满足常见汽轮机转子材料的加工要求。对于转子叶片插入槽加工，成型插刀的前角可以取6。一L0。，后角取3。一5。，侧隙角取2。左右较为合适。在实际使用中，锐角刀尖处容易崩刃。刀具设计中，可对锐角刀尖取负的刃倾角，使刀具切人工件时产生的冲击力首先作用在刀刃而不是刀尖上，还可以采用适当增大前角以减少切削阻力等方法增加刀具的强度和寿命一Z。3转子装夹为方便转子和牛头刨床的装夹，加工时转子和刨床应摆放在有T形槽的台面上，台面应干净、平整。转子支撑在一对滚轮架上并按照图3的方式装夹。调整转子水平并旋转转子使叶片插入槽处于正确的位置后，右端用角铁和压板固定以限制其轴向窜动；左端联轴器孔内对称地插入2个圈一黧销子，并用千斤顶支撑以限制其沿轴线转动。1垫箱2千斤顶3销子4滚轮架5转子6压板及螺栓等7角铁图3转子装夹示意图4转子叶片插入槽的MR过程用牛头刨床加工转子叶片插入槽可以有两种工艺路线。一是先在镗铣床上铣出叶片插入槽大体形状，四周留有加工余量，然后在刨床上用角度成型插刀精加工叶片插入槽；二是转子T形叶根槽加工完成后直接上刨床，先用普通插刀粗插叶片插入槽，再用角度成型插刀精加工。应根据现场实际情况并结合转子加工工艺流程合理选择路线。转子和刨床找正就位，刀具安装好后，先对刀并调整刨床行程，再试切，一切就绪后再开始在转子上正式加工。每刀的切削深度约01MM，让角度成型插刀自上向下或自下向上进给，加工完一个角后，移动刀子至下一个角处加工。加工完一级叶片插入槽的全部4个角并检验合格后，松开装夹件，旋转转子使下一级叶片插入槽处于正确位置并固定转子；再移动刀具至合适位置开始加工下一级叶片插入槽。如刀具无法移动到下一个加工位置，则移动刨床至合适位置，再按照以上方法开始加工。5转子叶片插入槽的质量检验转子叶片插入槽的检验内容主要包括尺寸精度和表面质量检验。叶片插入槽的尺寸精度要求不高，可以使用游标卡尺准确检测。生产实践中为了提高检测效率，通常使用叶片插入槽检验量规来进行检查。这是一种带手柄的仿形量规，量规的形状与叶片插入槽几乎一样，只是长度和宽度比叶片插入槽的尺寸下限小01MM左右，当量规恰好可以通过整个槽时，视为尺寸合格。利用牛头刨床加工汽轮机转子叶片插入槽热力透平转子叶片插入槽表面粗糙度一般要求R不大于32M，其检验主要依赖于目测检验，一般使用光源照射叶片插入槽内部表面观察其表面质量。6结论生产中应用并推广，实际加工效率和加工质量情况良好，在改善转子叶片插入槽加工精度、表面质量、提高产品质量稳定性、减轻生产人员劳动强度和提高生产效率等方面起到了很好的作用。参考文献本文提出了改造牛头刨床加工转子叶片插入1戴曙金属切削机床M北京机械工业出版社，一槽工苎墨，孽改造妻、袁11哲“俊，刘华明刀具设计手册M北京机械工业出版社，优化、转子和刨床安装调整、加工过程和质量检验L999228235方法等等。该工艺方案经开发和完善后，已经在L，OT。T，L，L一上接第196页主机本体的凝结水系统、空冷散热器等部位时，对机组的真空程度影响将相对较弱。因此，在对机组进行真空检测时，应根据泄漏和影响情况，及时布置出检测范围、检测线路，分清主次，从而提高检测效率，判断出泄漏重点。日山粑时间MIN图4直接空冷机组排汽压力与严密性速率的关系曲线3结论1本文通过对直接空冷机组多年的真空检漏试验的摸索，在真空系统检漏方面采取新技术、新仪器、新方法，获得良好的检漏效果，并提高了检测效率。2环境条件变化、机组负荷变化、空冷风机运行方式调整等对机组背压具有显著影响，因此提高机组真空严密性水平，能够保证机组运行安全和经济性，提高空冷系统的防冻能力。3目前，国内外直接空冷机组的真空严密性还没有统一和规范的试验标准，需要我们在不断的实践摸索中得出统一的标准。参考文献【1丁尔谋发电厂空冷技术【M北京高等教育出版社，198012142马义伟空冷器设计与应用M哈尔滨哈尔滨工业大学，1998，12981043NORBERTBERGERDRYCOOLINGSYSTEMSFORLARGEPOWERSTATIONSRBEIJING，CHINA第二次国际空冷技术研讨会，OCTOBER，19934翦天聪汽轮机原理M北京水利电力出版社，1985224235短讯能源局发展新能源是改变能源结构的必然选择据经济日报日前报道，在近日召开的全球能源安全智库论坛上，国家能源局总工程师杨昆表示，在未来的五年或更长的时间里，我国新能源产业仍将保持快速发展，每年风电的装机容量至少在1500万千瓦左右，太阳能的装机容量每年在1000万千瓦左右。杨昆指出，发展新能源是改变我国能源结构特别是针对中国目前以煤为主的能源格局的一个必然选择。2012年，我国的太阳能光伏发电装机总容量650万千瓦，全年发电量超过35亿千瓦时。为促进中国光伏产业的健康发展，前不久，国务院发布了关于促进光伏产业健康发展的若干意见，明确提出了中国光伏产业的发展目