大型汽轮发电机定子汇流管机械加工

刘瑜 李军

【摘要】本文详细介绍了大型汽轮发电机定子汇流管的机械加工工序，包括具体的加工设备，加工方法及工装工具的提制，极大提高了大型汽轮发电机定子汇流管加工的精准度。

【关键词】定子汇流管；加工工艺

1.前言

大型汽轮发电机定子汇流管为大型汽轮发电机的主要冷却零件之一，在发电机冷却系统中起到重要作用，其机械加工的精度也关系到后序发电机定子端部水路的装配。为了更加提高产品质量，制定了更详细的定子汇流管加工方案，提制工装工具，细化加工工艺，确保定子汇流管机械加工后，更好地满足后序装配要求。本文详细介绍了大型汽轮发电机定子汇流管的机械加工工序，包括具体的加工设备，加工方法及工装工具的提制。

2.定子汇流管的加工工艺

2.1定子汇流管的基本结构

大型汽轮发电机采用较高的电磁负荷，运行时产生损耗，这些损耗转变为热能，使得电机各部分温度升高。目前，较大容量的汽轮发电机定子一般均采用水内冷的冷却方式进行冷却。定子绕组线棒内通水冷却，定子绕组每根线棒为一条水路，由不锈钢材料制成的进、出水汇流管分别布置在绕组的两端，线棒和汇流管之间采用聚四氟乙烯绝缘材料制成的绝缘引水管联通，运行时汇流管接地。定子水路和电路连接采用分开的结构。水路连接由每根线棒的空心导线套入过渡接头，后者与绝缘引水管相连。常规的300MW、600MW及1000MW等级的汽轮发电机定子汇流管分别位于发电机的汽端和励端，每端各一根。每根定子汇流管由两个弧形的弯型管和三通构成，分半的定子汇流管两端加工焊接坡口，将其与三通焊接组圆。组圆后，在其上加工图纸要求角度的水接头孔，用于焊接水接头。

2.2定子汇流管的加工工艺

2.2.1定子汇流管单件经过弯型后，弯成弧形，每半两端的合口为焊接坡口，由镗床加工。加工后，焊接两端的三通，使其組合成圆。2.2.2定子汇流管组合成圆后，需要经过划线序，划出其上的水接头孔的位置，作为后序加工的参考。具体的划线步骤：划线、复检尺寸。将同一端的定子汇流管一同放置在划线平台上，首先先划定子汇流管的中心线。一般情况下，受到管件弯型精度的影响，通常，定子汇流管与平台面存在间隙，且间隙大小不等，同时，定子汇流管截面方向为椭圆。这些由于弯形精度的原因，给后序加工会带来一些困难。因此根据测量得到的间隙数据，按照图纸要求的定子汇流管上水接头的位置分布，取平均值，确定定子汇流管水平中心线。为了确保水接头孔的角度，由产品工艺根据分厂提供的每根定子汇流管截面椭圆的数据，用CAD计算出每组水接头对应的理论弦距，划线钳工根据工艺计算的弦距划出水接头孔的位置。如图1所示，C表示理论的汇流管圆截面，D表示实际椭圆椭圆截面，A为理论弦距，B为实际计算出的弦距。

2.2.3定子汇流管上水接头孔的机械加工。2.2.3.1工装工具的设计。定子汇流管上水接头的孔在龙门铣上加工是最为方便的，龙门铣的刀头可以直接转到图纸要求角度进行加工。但大龙门铣一般成本较高，工作量也较大。为了提高产品质量的情况下，降低加工成本，产品工艺根据定子汇流管的特点和厂内现有机床的加工能力，制定了用可移式万能钻床和φ130镗床使用的转胎结合自制工具过渡板加工水接头的孔的加工方案。加工使用的工具过渡板，工具由一个压板和4个连接板和过渡板等零件组成，压板上的尺寸根据600MW汽轮发电机定子汇流管尺寸制作，在600MW定子汇流管放置尺寸内，加工适合300MW汽轮发电机定子汇流管放置的孔，可以装把加工300MW汽轮发电机定子汇流管的水接头的孔。对于容量更大的发电机，定子汇流管直径大于压板的直径，可以使用过渡板和L型支撑块等部件，调整尺寸，使得该工具过渡板适合加工直径尺寸更大的定子汇流管，做到该工具具有通用性。

2.2.3.2定子汇流管水接头孔的机械加工。定子汇流管水接头孔的加工，可以使用可移式万能钻进行加工。因定子汇流管直径较大，定子汇流管放置到过渡板上之后，放置在φ130镗床配套的转胎上，配合加工定子汇流管。具体加工方法：将钻床刀头转到图纸要求的角度，固定，转胎旋转带动一半定子汇流管旋转360°，加工前先用刀头复查划水接头孔的位置，以确定划线和钻床位置的偏差。这样做的目的是用机床和划线互相校验孔的位置。如有偏差较大处，则需要划线钳工在过渡板上重新复查划线位置，钻床重新调整装夹位置，调整定子汇流管与过渡板平面间存在的间隙，以确保水接头加工位置的准确型。最后，定子汇流管水接头的孔加工的角度基本符合图纸要求。

3.总结

通过提制工装工具，细化工艺过程，极大提高了大型汽轮发电机定子汇流管加工的精准度，为更好地满足后序装配要求提供了有力的保证。