多缸汽轮机转子轴系同轴度的加工工艺研究

李冬羽

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046）

0 引言

火力发电的三大主机中，汽轮机是整个发电机组动力转换的关键机械，也是最为精密的机械。随着技术与科技的进步，需要越来越大容量的汽轮机，而单缸汽轮机显然已经不能达到人们的设计要求。现在无论是大容量的火电汽轮机还是核电汽轮机都是两缸和两缸以上的汽轮机，现在的百万核电汽轮机则是四个缸体。多缸体的汽轮机就都面临两个问题：第一是如何保证两相邻转子紧密贴合。如果两转子有间隙，销栓根本承受不了高速旋转的扭力，如果两转子过盈，电厂也不具备加工转子的条件，所以在实际装配时必须保证两转子零间隙。第二就是多根转子连接组成轴系的同轴度的问题。第三是对轮孔的加工，就是如何保证各转子法兰面圆周阵列的对轮孔的位置度。因为对轮孔是销孔，孔与栓的间隙非常小，如果相连接的对轮孔有错位，销栓就无法连接各转子。

图1

1 垫片的设计理念

汽轮机的制造与加工是一个巨大的工程，从设计到安装需要数年的时间，好多工件都是在机组已经安装时才加工。因为现代汽轮机都是多缸装配。在实际装配中，当已经把一个缸体整体落入安装场地后，电厂建设单位只能大概估计另一个缸体与这个缸体的距离，他们也只能把两个连接转子之间的距离控制在几毫米之内，但这根本不具备连接条件，所以我们只能移动缸体。为了解决这个问题，我们可以设计一个垫片，通过实际测量两根转子的距离来加工垫片的厚度。这样就可以保证转子与垫片的零间隙接触。为了保证垫片与相对应的两根转子同心，我们可以在转子中间设计一凸台止口，在垫片中间设计一凹止口。在加工完转子后测量转子之口的实测值，根据实测值实际配准垫片止口，保证两止口0～0.02mm的间隙值，如果同轴度要求特别高可以做成过盈配合。

用垫片、止口配合，可以解决转子轴向配合零间隙、转子轴系的同轴度问题，剩下就只有对轮孔错位问题了。

2 对轮孔的加工方案

对轮孔是在转子法兰面圆周阵列的孔。以前加工车间都是靠普通钻床加工对轮孔，因为刀具不能准确地定位到对轮孔中心，我们需要设计钻模来定位刀具。钻模圆心处也应有止口，用止口定位保证与转子同心。钻模自身有孔，孔的位置度与转子对轮孔一样，孔数也一样。我们通过找正钻模上的孔来加工转子对轮孔。

因为操作方便，使用的刀具更多，各几何尺寸加工更准，数控机床越来越多地被各大公司所采用。对轮孔的加工也因此而改变。

技术员编制数控程序，将对轮孔各坐标输入数控机床即可，用数控程序加工各孔，就可以保证各孔坐标永远不变。但是，因为对轮孔不是4个，是很多孔均匀分布在一周，这就要求机床的精度必须很好。但是机床在使用一段时间后都会出现重复定位不准，机床坐标有误差。而对轮孔的销栓与孔的间隙只有0.04mm，相邻转子对轮孔有一点偏差销栓都装不进去。因此我们需要在电厂装配时，先将转子把紧，现场同铰两相邻转子对轮孔，保证两孔无错位。加工完对轮孔后，测量对轮孔直径大小，根据对轮孔大小实际加工销栓，配准间隙即可。

3 结语

通过添加垫片的方案，我们可以保证两相邻转子通过垫片是零间隙接触，通过垫片的止口可以保证汽轮机轴系在一条线上，并通过增加对轮孔现场同铰工序，保证对轮孔无错位。通过以上方案，保证转子轴系同轴度的要求。