浅析大型汽轮机汽缸的机械加工杨一鸣

浅析大型汽轮机汽缸的机械加工杨一鸣

杨一鸣

(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046)

摘要：工业汽轮机作为大型的动力设备，随着其大型汽缸的增多和机型的多样化，在加工中会遇到各种各样的问题：本研究从车间实际出发，对大型汽缸加工中几个关键工序及有关难加工部位所存在的一些难点及细节问题进行了探讨。

关键词：大型汽轮机；汽缸机械加工；工业技术；泵水

引言：

工业汽轮机属于一种大型的动力设备。随着我国工业技术的不断发展，大型汽缸的种类和数量逐渐增多，机型也变得更加多样化。在实际机械加工过程中，也会遇到整段结构的汽缸，这种汽缸采用整体浇筑形式，不存在接合面。一般而言，大型汽轮机中的汽缸体积较大、形状极为复杂，为加工工作带来了很多困难。因此，在加工过程中需要采用新工艺和新方法，为机械加工工作提供方便。

1完成大型汽轮机汽缸的划线工作

在传统机械加工工艺中，汽缸划线工作需要在三个轴坐标系中进行，为各个部门的划线工作增加了难度，其中，最主要的原因为工件体型大、翻转困难，且很容易将吊线拉断，再加之零件大部分没有支撑点，无法找到一个合适的水平面支持划线工作。通过实践工作的不断总结和摸索，在划好二轴坐标要求的加工线之后，可在轴向两端确定出各自的中心线。在进行中分面加工时，利用机床上的x和y数显功能，将重复两端的各自中心转化成一个中心，之后在点出新的坐标。这种划线方式不仅可以节省大量的时间，还能为工作人员提供很多便利，提升工作效率。

2对大型汽轮机汽缸的内腔进行加工

就大型汽轮机汽缸而言，其自身具有显著的特征，如质量大、体积大等，影响内腔加工的效率。对此，在加工大型汽轮机汽缸的内腔时，可以凭借数控龙门铣的方式将内腔分为两部分，以此降低内腔加工的难度，缩短机械设备加工的总体时间。

2.1内腔加工流程

根据大型汽轮机汽缸的内腔加工的实际过程，可以将其分为以下几步：第一，完成装镗杆、角铣头、百分表的安装工作，并将完成加工的前汽封内控作为翻出气缸基准回转的中心，也就是常说的数据坐标轴。第二，使用符合大型汽轮机汽缸内腔加工需求的三面刃刀盘，在垂直法兰面的位置设置基准点，同时还应该在基准面贴上白钢条，而此时则需要使用三面刃刀盘进行盘动，保证白条钢面、刀片基准点处于水平状态，因此应该计算出大型汽轮机汽缸y轴的数据。第三，确定大型汽轮机汽缸x、y、z3个坐标轴的基准点以后，工作人员就应该设计相应的程序，此时还需要准备好带有角铣头的滑枕，随后根据内腔零部件的加工数量、孔径大小来选择三面刃盘铣刀。第四，选择好三面刃盘铣刀以后，需要在角铣头上完成安装，并采用圆轨道的工艺去加工大型汽轮机汽缸的内腔、孔径，在加工的过程中避免对内腔造成任何破坏，否则会直接影响大型汽轮机汽缸的加工质量。第五在选择粗细加工的过程中，需要结合大型汽轮机汽缸内腔切削的实际予以确定，与此同时还要计算、确定切削的宽度、用量，确保正式加工前的余量充足，孔径的余量在1mm左右，而定位断面、非定位断面的余量均为0.5mm。此外，在完成大型汽轮机汽缸的内腔加工以后，工作人员需要仔细测量、计算轴向位置所存在的公差，并通过百分表测试内腔的中分面、中心。通过计算，一旦发现其中存在问题，便需要对参数进行调整、修复。另外，如果发现大型汽轮机汽缸的工件发生了偏移，都需要重新测绘x、y、z3轴的坐标，从而重新进行定位，保证其处于恰当的位置。完成基准点位置的调整以后，再次使用百分表测试大型汽轮机汽缸的内腔端面，将误差控制在0.05mm之内，同时更换盘铣刀，便于对大型汽轮机汽缸的内腔进行精加工。在整个过程中，可以通过铣带车对气缸进行加工，确保完全落实图纸中的相关要求，将大型汽轮机汽缸内腔的两部分结合以后，基准点位置的公差应控制在0.03mm内。

2.2在数控龙门铣上进行大汽缸加工的难点

在大型汽轮机汽缸内腔的加工中，可以将其下半部分置于工作台上，当完成所有项目的加工以后，工作人员需要测量密封槽的具体直径，并记录相关的数据参数，将其与设计的标准值进行对比，分析大型汽轮机汽缸加工的质量。当完成气缸内腔的合拢以后，需要增强两部分的夹紧程度，然后将整体置于数控机床之上，并通过该项技术，对大型汽轮机汽缸内腔的密封进行处理，从而使上下两部分成为一个整体。为了最大程度的满足大型汽轮机汽缸机械加工的需求，工作人员还应该优化、改进镗刀，使其侧开口径保持在20×20mm的状态中，并使用六角螺钉进一步拧紧刀杆。在选择道具的过程中，工作人员可以使用白钢条刃，侧开口径为20×20mm，而在规格方面，尽可能多准备几种不同的刀具，如7.5、6.5、5、3mm等。在对端面槽进行粗割时，工作人员可以使用规格为3mm的白钢刀，并对水平、平面进行分割，保证划线所得的x、y轴线能够沿着圆轨迹进行延伸，而z轴线则会向着大型汽轮机汽缸内腔所要求的深度进行延伸。

3优化大型汽轮机汽缸的泵水

完整性水压试验是以考核汽轮机壳体类工件的结构强度及其变形程度为目的的一种试验方法，结合面完整性水压试验是以考核汽轮机壳体类工件的结合面泄漏程度主目的的一种试验方法，试验压力通常为腔室最高工作绝对压力的l.5-2倍泵水是汽缸精加工结束后的最后一道工序，也是非常关键的一道工序，如果处理不好，则需重新泵水而耽误生产进度，大汽缸工作状态是高温、高压，因此大型汽缸拼缸时，螺栓、螺母的拧紧基本上是用电加热，且随着螺栓的直径加大而加长，有以下一些细节问题值得注意：

3.1螺栓的电加热孔中心不能偏

由于螺栓长度长，在加工时，往往采用钻头两头接通的办法如果中心不直，往往在接通处会产生台阶电加热时，加热棒与孔之间的间隙要求较高:如孔太大，则由于空气的隔热，热量传不到螺栓上，致使螺栓伸长量不够，长时间加热也不能使螺母拧到设计位置如孔太小，则加热棒热膨胀时容易损坏如果有台阶，则容易在台阶处造成间隙过小而损坏加热棒，如果修直，则孔径变大~加热效果不好。

3.2螺母问题

随着中分面螺栓的规格越来越大，拧紧螺母的扳手一般采用标准扳手，因此重量相当重，需两人抬，特别是拧下面的螺母时很不方便考虑到是采用电加热方式，螺母拧紧时所需力不是很大，笔者自行设计了薄且轻的扳手，较好地解决了上述问题。在预紧螺母时，一颗螺母被拧紧，由于变形，先前拧紧的螺母可能松动而导致预紧力不够~需重新预紧特别要注意一些扳手不容易扳的地方，不能因怕麻烦而忽略大汽缸一般所受的压力较大，再加上内腔面积大，因此中分面螺栓承受的拉伸力更大，如果螺栓预紧力不够，即使电加热后螺母按设计的角度拧紧，实际上螺栓并没有达到设计的拉伸长度，从而导致拉紧力不够~产生中分面泄露的情况。

结束语：

综上所述，随着我国工业的不断发展，人们对大型汽轮机的需求越来越高，汽轮机技术也不断得到更新，让汽缸结构变得更加多元化。因此，相关生产企业应把握住我国工业的发展方向，积极引进新的机械加工技术，尤其是在汽缸内腔加工时，可根据实际情况选择合适的加工方式，保证在加工技术提升的同时，提升机械生产效率。

参考文献：

[1]孙保卫.浅析大型汽轮机汽缸的机械加工[J].科技与创新.2018(02)

[2]张玉胜.关于大型汽轮机汽缸的机械加工研究[J].中国设备工程.2018(12)

[3]魏翠.汽轮机汽缸结合面漏汽原因及处理措施[J].中国高新区.2018(09)