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1000MW 超超临界汽轮机阀杆套筒深孔加工

2017-08-30陈钊

中国设备工程 2017年16期
关键词:阀杆内孔套筒

陈钊

(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,黑龙江 哈尔滨 150046)

1000MW 超超临界汽轮机阀杆套筒深孔加工

陈钊

(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,黑龙江 哈尔滨 150046)

超(超)临界发电技术的发展至今已有半个多世纪的历史。从20世纪50年代起,以英国、德国和日本为代表,就开始了对超(超)临界发电技术的开发和研究,而且起步就是超越临界参数。在以阀杆套筒的深孔加工为研究对象的过程中,对于研究深孔加工的特点,在内孔如果不采用传统磨削加工的条件下,一定会带来加工工艺的复杂性和高难度。在这种情况下,如果想设计一种新型的直径比较大的蹚杆,那么在高密度的要求之下,就一定要采用更多的应用工艺方案来解决这个问题,也就是说,为了解决套筒高精度深孔切削加工的难度问题,那么在实施的过程中,就需要能够满足阀杆套筒加工技术的各种细节要求,并且可以举一反三、触类旁通地推广到其他类似的零件深孔加工生产技术之中。

1000MW; 超超临界;汽轮机;阀杆套筒;深孔加工

阀杆套筒的技术,是汽轮机中联合压力气阀的核心部件,在1000MW超超临界机组的阀杆套筒,可以采用平面示意图的角度规定其比例,套筒的长度一般为1000~1500mm,宽度一般为200~500mm之间,整个套筒的形状类似鱼雷,后面带有尾翼。在配备内孔为阶梯孔的设计过程里,一般长的口径比会大于8。套筒的常规加工方法,在以往的加工类产品经验的范畴里,仅仅依靠内孔在半精车车工之后的打磨工艺。

1 阀杆套筒核心性的关键技术

1.1 阀杆套筒的定义

防水阀杆套筒包括筒体,在筒体的顶端设置有柱状突起,在柱状突起的轴心开设有柱形孔,在柱形孔处设置有将其封堵的堵头,堵头由置入柱形孔的柱体及设置在柱体一端的帽体组成,在柱体上设置有外螺纹,在柱形孔的孔壁上设置有与柱体外螺纹相适配的内螺纹槽,在堵头的轴心开设有贯通的阀杆孔;在筒体的底端设置有与齿轮箱连接的外螺纹,在外螺纹的上方位置处设置有凸缘,在凸缘的下部开设有环形槽,在环形槽中固定“O”型密封圈。本实用新型密封性能好,可有效防止雨水进入齿轮箱内,避免齿轮箱内存有积水,减缓齿轮箱内部部件锈蚀,从而延长了阀门的下一次保养时间,大大节省了保养费用,经济效益显著。

1.2 阀杆套筒的深孔加工问题

目前,在我国现有的生产制造条件下,由于条件的局限,对于内孔磨削方案实施的技术中的精加工打磨,对于加工工艺的复杂性和高难度,会在设计新的加工工艺方案和车工磨合时,需要采用现有的技术基础,想办法研究新的加工工艺。深孔加工是在封闭和半封闭状态下进行,无论在哪种情况下,在进行深孔加工的过程中,对于刀具的要求比较高,刀具往往细长、具有很大的刚性、强度较低,在加工的过程中,如果轻微的震动或者走偏的现象,就可能是孔的精细度和方向位置都产生比较大的变化。尤其是在系统加工的过程中,要注意这种加工可能会使得孔的粗糙度不能满足实际要求。在深孔加工时,由于刀具本身因为摩擦会产生温度的上升,那么刀孔的散热条件和刀具的耐用程度磨损,可能会划伤已有的加工面,很重的时候甚至会因为刀具而造成空隙的打磨失误。

1.3 阀杆套筒的工艺措施及新方案

针对公司和生产过程中各样的深孔加工技术存在的问题,为了结合工程及工程现有设备的具体情况,需要制定合理的工艺方案,内孔加工和粗加工技术的设计方案中,要考虑到不同的孔径尺寸的要求。而且需要注意的是,在半精加工和精加工三个阶段孔隙的粗糙度要求是比较精细的,尤其是在使用过程中,人们可能对于零件的装夹方法采纳“一夹(四爪卡盘)一托(滚动中心架)方案。对于减少工件振动的指数控制,再配合工件系统的刚性要求,就可以对于加工设备采纳较新的数控技术。在深孔加工过程中,机床的径向、轴向和跳动小幅度,会对于导轨的直线度和抗振性提出要求,在冷却液的压力较大的过程中,为了保证机器的运作动力相对供应充足,因此,要考虑到刀具的散热铁屑的排出以及冷却更加方便的具体情况。对于内孔精加工方案,采用的是以车工来代替打磨的工艺,深加工的机床要求带有非常强的减震功能,并且对于刀具系统的刚性有很好的保障作用。

2 超超临界的汽轮机阀杆套筒深孔加工的过程

2.1 粗加工工艺要点

考虑到具体的加工效率要求和内孔深度的情况,因此,对于初加工的尺寸要考虑到基数160,镗床可能是机床主轴最大伸长量的决定因素,很多机床,大概生产量能够达到1200mm,因此,在刀具的长度要求方面,如果想要满足初加工的需要,就必须要对于工件的大头端头采用面对主轴的方式,为了采纳V型垫铁垫平的技术,用采用机床压紧和外圆拉直方式,是可以重点使用的方法。另外,对于小头小端的外圆拉直,对于施工时候的单边留量需要镗准内孔,保证直线度的0.1mm之内,就可以保证粗加工的精度了。

2.2 半精细加工和精加工的使用技术

要注意的一点是,汽轮机阀的刀杆选用原则,为了能够对于切屑顺利排除,就要首先计算好刀杆的强度和刚度系数,这样做是为了能够避免在加工时由于刀具的不正常振动,使得加工精度受到很大的影响,如果刀的直径过大,刀孔和孔器之间的距离不合理,造成排除屑的不畅通排出,这样就可以造成堵塞。因此,为了能够排除这种故障,就需要加入冷却润滑液,润滑液不能与直径太大的刀杆合作,为了能够将道具的磨损影响减少到最小,不影响刀具加工的精度,所以需要采用防振镗杆,对于直径和长度要求更加合理的镗杆,只要配合镗杆内部的可调节减振体,就可以带动内龙孔的刚性夹紧工艺。

2.3 刀座的配合工序

镗杆的夹紧方式,是加工时候专用的道具和过渡工序。合理的刀做是为了防止刀具崩刃和折断的保护设计,对于声音和切屑的不顺利排出,可视外观现象和触摸振动的外况,根据一定的触摸振动来完善刀具底座。根据镗杆的夹紧方式,对于设计专用的道具和过渡,在加工时候的专业化刀道具,其刚性是过渡套筒的只要基础,刀座适用机型不同,尺寸标准不同; 材质可选用高速钢、铜材等。

2.4 工艺试验的刀头选用

工艺实验室的检验方法可以更好保证老鹰头切削头的精确度,为了使得镗杆的前端更加轻灵,当蒸汽压力提高到25MPa时,要严格的控制机组的物料平衡关系,要求协调控制及时准确。在控制镗杆前段更加轻便,因此,为了抑制住不正当的振动,就应该将刀头的切削头的周围空间更加有活动空隙,对于排出磨损的碎屑,才能够将刀头的使用过程安排得更加合理。考虑到切削头的接口的锋利需求,尤其是在锯齿面的夹紧螺栓安排之上,一般三个螺栓需要有更加坚实的结构形式。这些结构是为了更好地提升阀杆套筒刀口的刚性,刚性是为了能够将加工中的振动过程被控制住的保障,也就是说,对于防止套筒深孔加工的质量应该从刀口开始就被紧密控制。对于零件材料和汽轮机高温部件的耐热选择,需要考虑到抗氧化的性能。

3 控制好阀杆套筒深孔加工过程的要点

在阀杆套筒刀头工艺试验的半精密车工选择时,对于刀片的加工效果,要采纳保证稳定的切削排出碎屑的过程更加精确,而为了确保刀具寿命,以及满足孔内径的刀片取得更好的加工效果,就要保证阀杆套筒夹工件的大端,势必按照工件小端的外圆中间位置对比。对于0.05mm内部复验工件大端外圆,应该粗加工车距工件的小端端面,将左右位置的宽度和表面粗糙程度的支架中心,配置在出车小端端面的内孔上。为了将上闷头的位置顶紧,外圆和斜面的加工件须更加精密的车工安排,需要将各外圆和大端的斜面都按照单面的流动余量车工车出即可。发给套筒的掉头和夹小端,在靠近阀杆套筒大端约为50°的时候,斜面和见光圆柱的带处支架和中心架,应该出于正外圆的小范围尺寸内部。在将专用刀座吊上车床的时候,一定要控制住夹角的正确和精度,就是在装入过渡套管和防振镗杆的时候,对于开口处的刀座中分面,检查镗杆的安全夹紧,都在刀座的悬伸量的范围,能够将刀尖的高度接近机床主轴中心,这个时候可以安排在中拖板后面放上具有标准重量的平衡物,保证车的平稳和内孔孔径,为了保证粗糙度和形位公差符合要求数据,就要求对于镗杆系统的确定和加工过程时,注意观察切屑的形状和性状。

4 结语

新时代要求,在大口径的阀杆套筒高精度深孔加工工艺方案的制作过程中,对于解决阀杆套筒的加工难题,应该从分解的结构方面下功夫。为了加强和推广应用到其它类似零件的深孔加工,在总结了车床方面的额镗杆、深孔的切削参数和数控程度的运作规律,在奠定技术基础和解决大直径深孔加工的刀具、散热,以及排出灰屑和深孔加工的尺寸精度,对于表面粗糙度的程度控制,需要加强对于精度的精确控制,并且要推广类似零件的深孔加工工作的技术。

[1]郑洪福.汽轮机阀杆离子渗氮层失效分析[D].青岛科技大学,2014.

[2]罗小明,胡轶佳.汽轮机阀杆漏汽量计算[J].机械工程师,2013,(08):67-68.

TK263

A

1671-0711(2017)08(下)-0218-02

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