巧去汽轮机螺栓不完整牙

韩俊峰， 周昊

（1.四川工程职业技术学院，四川德阳618000；2.德阳市重型机械备件厂，四川德阳618000）

巧去汽轮机螺栓不完整牙

韩俊峰1， 周昊2

（1.四川工程职业技术学院，四川德阳618000；2.德阳市重型机械备件厂，四川德阳618000）

介绍了如何利用合适的刀具和数控指令在数控机床上巧妙去除汽轮机螺栓的不完整牙,对于需去除螺纹不完整牙的零件具有实用价值。

汽轮机螺栓；螺纹的不完整牙型；去除

0 引言

汽轮机螺栓主要指高温高压的汽缸螺栓，汽缸螺栓将汽缸上下两半缸体连为一体，并确保汽缸严密不漏，这对于保证汽轮机组的安全起着至关重要的作用。汽缸螺栓在汽轮机组工作时承受着巨大的剪切应力和拉应力，并且其工作环境温度很高，对于大功率汽轮机机组，高中压汽缸的汽缸螺栓工作温度一般都在500℃以上。为了保证汽轮机组的密闭性及设备安全，需按期拆开汽缸水平结合面的螺栓进行检修，而汽缸螺栓螺纹一旦发生咬死现象，会给汽轮机的正常检修带来极大的麻烦，有时甚至需采取破坏性的方式来拆除螺栓。大功率汽轮机组的螺栓不仅数量多，且材料特殊，价格昂贵，而且局部尺寸还需要照配加工，导致生产周期比较长。因此，采取有效的措施避免螺栓螺纹咬死现象的发生，显得尤为必要，这样可提高汽轮机螺栓再次利用率，提高汽轮机检修效率，缩短检修时间。在一定程度上等于节约了成本，提高了效率，为企业增加了经济效益。

1 螺栓螺纹咬死原因分析

1）咬死现象的产生。由于汽轮机螺栓是在高温、高应力、蒸汽高腐蚀的恶劣条件下工作，因此汽轮机螺栓的材料要求比较高。目前，国内广泛使用的汽轮机螺栓材料有合金钢、铁素体不锈钢、高温合金钢等。这几类金属合金本身具有防锈蚀的特性，当金属表面受损伤时，会在金属表面产生一层薄薄的氧化层（以奥氏体不锈钢为例，会产生氧化铬）来防止进一步更深入的锈蚀。但这几种材料与碳钢材料对比，其硬度较软，且更具有延展性，当这几种材料的螺纹被锁紧时，牙纹间所产生的压力与热力会破坏并抹去其防锈保护层，使得螺纹的牙纹发生阻塞并进一步产生剪切，最后导致发生黏着。当黏着现象持续发生时（通常不超过一圈完整牙径），在力的作用下会使螺纹的牙型变形，使得螺栓与螺母完全锁死，再也无法卸下或装上，给装配和维修带来很大的麻烦，而此现象往往最先发生在螺纹的不完整牙处。

2）螺纹的不完整牙。螺纹起始处，螺纹牙顶宽小于标准要求宽度的螺纹牙称为螺纹的不完整牙。不完整牙容易产生毛刺、翻边以及上述所说的变形，给装配和检修带来不便。图1所示为汽轮机螺栓螺纹的不完整牙。

图1

2 去除方法

2.1 数控车床上使用切槽刀去除法

1）刀具：切槽刀（刀具宽度应略大于螺纹的螺距），对刀时以左刀尖为对刀基准。

2）原点：与加工螺纹时一致（即端面的中心）。

3）程序指令：螺纹加工指令（G32为螺纹切削指令，G92为螺纹切削单一循环，G76为螺纹切削复合循环）。

4）程序举例（以FANUC系统G92螺纹切削单一循环为例）：

图2

说明：起刀Z建议与螺纹车削加工时的起刀Z一致，需注意指令中的Z值为负1.5倍的螺距；指令中的X数值可参考螺纹加工逐次减小，逐次切削到螺纹小径；指令中的F即螺纹的螺距。加工示意如图2所示。

2.2 加工中心上使用立铣刀去除法

1）刀具：立铣刀（根据情况选择合适直径的刀具）。

2）装夹：若零件进行了二次装夹，找正圆心后，可目测螺纹起刀的点，作为程序螺旋插补的起点；因螺栓较长，超出立式加工中心Z向行程，建议采用卧式加工中心。

3）原点：螺栓端面中心。

4）程序指令：螺旋插补指令（G02/G03）。

5）程序举例（以FANUC系统为例）：

说明：Xp、Yp坐标值为螺纹螺旋线上的点，进给Fp值根据切削状况定，Zp值等于负1.5倍的螺距，Rp值为螺纹螺旋线半径。加工示意如图3所示。

图3 加工示意图

2.3 加工验证

采用上述方法去除汽轮机螺栓螺纹的不完整牙，比传统用手工去除不完整牙效率高、质量好，去除后的螺栓如图4所示。

3 结语

通过以上方法去除汽轮机螺栓的不完整牙，不但提高了去除的质量和效率，简单方便，而且对于螺母、环规、丝杠等其它需去除螺纹不完整牙的零件同样适用。

图4 去除不完整牙后的螺栓

［1］ 刘发，纪繁祥，彭建强.汽轮机用高温螺栓材料的发展动向［J］.机械工程师，2012（7）：169-170.

［2］ 郭延秋.大型火电机组检修实用技术丛书：汽轮机分册［M］.北京：中国电力出版社，2003.

［3］ 陈洪涛.数控加工工艺与编程［M］.2版.北京：高等教育出版社，2009.

（编辑昊 天）

TG 659

A

1002－2333（2014）05－0133－02

韩俊峰（1982—），男，高级技师，从事数控技术实训教学工作。

2014-03-05