斐济水斗转轮数控加工工艺研究

刘金宝

(哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040)

0 引言

以前的水斗转轮翼型一直采用手工铲磨的方法进行。由于这种方法的精度较低，随着电站对转轮精度要求的不断提高，这种方法已经不能满足要求。我们决定对斐济水斗转轮的数控加工技术进行研究、分析，为以后水斗转轮的数控加工积累经验。

图1 斐济水斗转轮

1 水斗转轮的划检

以分水刃、水斗内表面为基准，划各圆线和高度线(见图1)。

用FARO检查各部尺寸及加工余量(见图2，右侧为一个水斗的检查结果)。

图2 水斗转轮外貌

2 水斗转轮的加工

2.1 水斗转轮的加工工艺流程(图3)

图3 加工流程图

2.2 水斗转轮加工注意事项

(1)粗车时需按转轮分水刃水平中心线调平，按基准圆线找圆，对点相等，合格后夹紧工件，复查找正结果，合格后才能加工。

(2)精车时需按已加工平面找平在0.05 mm以内，按内圆找圆在0.05 mm以内，合格后在外圆压牢工件，复查找正结果，合格后才能加工。

(3)划X－Y线、轴孔加工线于转轮上平面。

(4)粗镗轴孔时需同时刻水斗起始位置线于转轮外圆立车加工不到的部位。

(5)水斗转轮精车后需检查上平面平面度并标记高低点。

(6)粗铣水斗转轮时转轮φ420H8止口侧面朝上放置，下垫等高的垫筒，下垫铜皮保护，按轮毂法兰平面找平，误差小于0.02 mm/m，按主轴与转轮配合止口找圆，对点一致，压牢工件，复查找正结果，合格后才能加工。

(7)水斗转轮翻身与铣胎装配，同钻铰对称位置的两个定位销孔，并装销，粗铣上序加工不到的部位，并铣精铣时的找正基准。

(8)精铣水斗转轮时需将将转轮及铣胎整体吊到数控转胎上，将铣胎、转轮中心与数控转胎中心调至同心(图4)。按照小龙门铣加工的找正基准找正，并复测铣胎、转轮中心与数控转胎中心的同心，合格后压牢工件，复查找正结果，合格后编程精铣各个水斗达图纸要求并刻截面线。

(9)水斗转轮加工后需按图纸要求用样板检查(图5)，并进行探伤(图6)。

3 水斗转轮的平衡

3.1 转轮立式粗平衡

灵敏度测试公式:

式中:

h:平衡系统重心至平衡球心以下的垂直距离; cm

H:转轮因施加重物P而下降到平均值; cm

R:所加重物的中心至平衡系统轴心的水平距离; cm

G:平衡系统的总重物; kg

μ:动摩擦取 0.0015; cm

P:所挂重物的重量; kg

取值:

结论:在水斗外圆(R=85 cm)处加0.2 kg重物，如果转轮的下降值在0.54～1.07 mm 之间，则灵敏度合格，可以进行静平衡。如果转轮到下降值小于0.54 mm，说明灵敏度过低，需调整丝杠直至灵敏度合格为止。

3.1.1 配重计算并钻孔

依据粗平衡结果，利用公式:M=M＇将悬挂重物重量换算至φ910直径上，计算出钻孔半径尺寸大小。按照计算孔尺寸大小钻孔，若计算出的孔径较大，需将钻孔均匀布置分散载荷。

3.2 转轮精平衡

转轮平衡装置见图7～图8。

先用木楔挤住转轮不使其转动，再用框式水平仪及平尺复测单个刃形支承及两个刃形支承的平面度。

调整转轮，使芯轴与刃形支承平面垂直，撤去铜皮、木楔。

滚动转轮时，先使任一条通过转动中心的直线位于水平位置(如图9a中1－5位置)。

图9 转轮的平衡

在标记(1)r(mm)半径处加一试验质量m(g)，其大小应刚好能使转轮趋向左方转动，这个试验质量记作m1;若转轮在未加试验质量时，转轮已沿着刃形支承向左转动，则应在标记(1)对面标记(5)处加上试验质量，其大小应使转轮仍具有向左转动的趋势，这个试验质量可记以负号(－m1)。如此依次作完每一角度位置向左转动的最小试验质量m1或－m1。

同样还须确定转轮向右转动时，每一角度位置所需加的最小试验质量m2或－m2。

在检验时，所加试验质量的质心与转轮旋转轴线的距离r应保持不变，注:所加试验质量可用胶带粘在转轮上。

在各个等分位置上，对所加试验质量作点，并分别通过这些点作曲线(m1为实线，m2为虚线)，得两条近似正弦的曲线(如图9(b))。

转轮向左滚动时，测得在r处的残余不平衡质量:

转轮向右滚动时，测得在r处的残余不平衡质量:

若m1与m2绝对值相同，则可认为平衡准确;若m1与m2绝对值不同，则取其算术平均值作为在r处实测的残余不平衡质量，即:

若mr≤Uper(图纸允许残余不平衡力矩)，则认为转轮合格，否则须重新进行校正，钻配重孔，直至mr≤Uper为止。

4 结语

斐济水斗转轮是在技术准备、工具提制及加工过程中都遇到了一些问题，我们很好地解决了这些问题，使斐济水斗转轮数控加工得以顺利进行，并成功通过了业主验收，为以后冲击式水斗转轮的数控加工积累了宝贵的经验。