关于大型汽轮机汽缸的机械加工研究

2018-06-28张玉胜

中国设备工程 2018年12期

张玉胜

（东方汽轮机有限公司，四川德阳 618000）

随着我国工业技术水平的不断提升，大型汽轮机汽缸的数量、种类逐渐增多，同时机械设备的形状也在发生变化，增加了加工的难度。实际上，通常在加工的过程中也会出现整段结构的汽缸，基本上以整体浇筑的方式完成加工，也就是说汽缸的表面没有结合面。与之相比，由于大型汽轮机汽缸自身的特点，无法采用整体浇筑的方式进行加工，因此需要加大创新力度，采用全新的方式、工艺，提高机械加工的质量、效率。

1 完成大型汽轮机汽缸的划线工作

在传统的机械加工中，通常需要在3个坐标轴（x、y、z）系中完成划线工作，这样的工作方式加大了各个部门工作的实际难度，从而影响工作的质量与效率。其中，导致划线工作难度加大的主要因素包括大型汽轮机汽缸的体积大、翻转困难等，甚至经常拉断吊线，加之该机械设备中不存在支撑点，所以几乎无法找到恰当的水平面去开展工作，进而影响了划线工作的进度。

经过长时间的研究、摸索和总结，工作人员可以在完成二坐标轴的划线工作后，分别在轴向两端将其各自的中心线确定出来。在这一基础上，当工作人员对中分面进行加工时，可以凭借数控机床自身具备的x、y数显功能，将二坐标两端的中心线合并为同一个中心，从而画出加工所需的x、y、z三系坐标轴，为大型汽轮机汽缸的加工提供了基本保障。总的来说，采用这样的划线方式，不仅能够提高坐标的标准性，节约更多的设计与加工时间，还能够为大型汽轮机汽缸的工作人员提供便利条件，进而全面提高机械加工的效率。

2 对大型汽轮机汽缸的内腔进行加工

就大型汽轮机汽缸而言，其自身具有显著的特征，如质量大、体积大等，影响内腔加工的效率。对此，在加工大型汽轮机汽缸的内腔时，可以凭借数控龙门铣的方式将内腔分为两部分，以此降低内腔加工的难度，缩短机械设备加工的总体时间。

2.1 内腔加工流程

根据大型汽轮机汽缸的内腔加工的实际过程，可以将其分为以下几步。

（1）完成装镗杆、角铣头、百分表的安装工作，并将完成加工的前汽封内控作为翻出气缸基准回转的中心，也就是常说的数据坐标轴。

（2）使用符合大型汽轮机汽缸内腔加工需求的三面刃刀盘，在垂直法兰面的位置设置基准点，同时还应该在基准面贴上白钢条，而此时则需要使用三面刃刀盘进行盘动，保证白条钢面、刀片基准点处于水平状态，因此应该计算出大型汽轮机汽缸y轴的数据。

（3）确定大型汽轮机汽缸x、y、z3个坐标轴的基准点以后，工作人员就应该设计相应的程序，此时还需要准备好带有角铣头的滑枕，随后根据内腔零部件的加工数量、孔径大小来选择三面刃盘铣刀。

（4）选择好三面刃盘铣刀以后，需要在角铣头上完成安装，并采用圆轨道的工艺去加工大型汽轮机汽缸的内腔、孔径，在加工的过程中避免对内腔造成任何破坏，否则会直接影响大型汽轮机汽缸的加工质量。

（5）在选择粗细加工的过程中，需要结合大型汽轮机汽缸内腔切削的实际予以确定，与此同时还要计算、确定切削的宽度、用量，确保正式加工前的余量充足，孔径的余量在1mm左右，而定位断面、非定位断面的余量均为 0.5mm。

此外，在完成大型汽轮机汽缸的内腔加工以后，工作人员需要仔细测量、计算轴向位置所存在的公差，并通过百分表测试内腔的中分面、中心。通过计算，一旦发现其中存在问题，便需要对参数进行调整、修复。另外，如果发现大型汽轮机汽缸的工件发生了偏移，都需要重新测绘x、y、z3轴的坐标，从而重新进行定位，保证其处于恰当的位置。完成基准点位置的调整以后，再次使用百分表测试大型汽轮机汽缸的内腔端面，将误差控制在0.05mm之内，同时更换盘铣刀，便于对大型汽轮机汽缸的内腔进行精加工。在整个过程中，可以通过铣带车对气缸进行加工，确保完全落实图纸中的相关要求，将大型汽轮机汽缸内腔的两部分结合以后，基准点位置的公差应控制在0.03mm内。

2.2 解决加工难点

在大型汽轮机汽缸内腔的加工中，可以将其下半部分置于工作台上，当完成所有项目的加工以后，工作人员需要测量密封槽的具体直径，并记录相关的数据参数，将其与设计的标准值进行对比，分析大型汽轮机汽缸加工的质量。当完成气缸内腔的合拢以后，需要增强两部分的夹紧程度，然后将整体置于数控机床之上，并通过该项技术，对大型汽轮机汽缸内腔的密封进行处理，从而使上下两部分成为一个整体。

为了最大程度的满足大型汽轮机汽缸机械加工的需求，工作人员还应该优化、改进镗刀，使其侧开口径保持在20×20mm的状态中，并使用六角螺钉进一步拧紧刀杆。在选择道具的过程中，工作人员可以使用白钢条刃，侧开口径为20×20mm，而在规格方面，尽可能多准备几种不同的刀具，如7.5、6.5、5、3mm等。在对端面槽进行粗割时，工作人员可以使用规格为3mm的白钢刀，并对水平、平面进行分割，保证划线所得的x、y轴线能够沿着圆轨迹进行延伸，而z轴线则会向着大型汽轮机汽缸内腔所要求的深度进行延伸。

3 优化大型汽轮机汽缸的泵水

3.1 避免中心位移

在对大型汽轮机汽缸进行加工时，由于气缸自身的特征，所以其使用的螺栓长度较大，会增加工作的难度。所以，在执行大型汽轮机汽缸加工的相关操作时，需要保证钻头将气缸的两侧全部接通，为进行螺栓工作奠定基础。在实际加工的过程中，如果螺栓的中心未保持垂直的状态，那么就会直接影响工作人员的操作质量，导致螺栓与钻头相互连接的位置存在台阶，阻碍工作的进展。在此工作条件下，如果对大型汽轮机汽缸进行电加热，由于孔隙与加热棒之间需要较高的精度，那么这样的安装显然不符合大型汽轮机汽缸的相关标准，影响其使用的实际效果。如果螺栓安装后存在较大的空隙，那么加热棒的热量则无法传递给螺栓，严重影响了螺栓的伸长程度。另外，如在安装的过程中出现台阶现象，就会导致加热棒被磨损，影响其加热的实际效果。因此，为了能够优化大型汽轮机汽缸的加热效果，就需要保证螺栓与加热棒孔不会发生偏移，避免因产生空隙而导致热量无法传递，从而实现加热的目的。

3.2 使用恰当的螺母

随着我国工业的发展，由于需求呈现多样化的趋势，导致大型汽轮机汽缸的实际规格不断发生变化，进而为了满足大型汽轮机汽缸的机械加工的需求，需要对螺栓的规格进行优化、设计。在拧紧螺母的过程中，对于扳手的选择性较低，基本都选择标准的或者与之配套的扳手，但是其实际的质量较大，通常需要两位或者两位以上的工作人员才能够将其搬走，也就是说大型汽轮机汽缸螺母的固定工作具有较大的难度。

所以，为了解决这一问题，降低拧紧螺母工作的难度，工作人员就需要尽可能的增强大型汽轮机汽缸自身的稳定性，并将电加热的工艺方式应用在螺母固定的环节中。通过这样的方式，能够在根本上降低拧紧螺母的工作难度，并减轻工作人员的压力，提高了工作的质量与效率，同时还能够使用其它型号的扳手进行工作，为工作人员提供了更多的便利，并在很大程度上优化了大型汽轮机汽缸的机械加工的过程。

4 结语

综上所述，由于大型汽轮机汽缸自身的特征，传统的加工方式无法保证质量、效率，因此需要积极引进更加先进、智能的加工工艺。以此为基础，在大型汽轮机汽缸的加工过程中，提高了划线的准确性，完善了内腔加工的流程，解决了加工中存在的难点，保证了螺栓电加热孔中心不发生偏移，并且优化了螺母拧紧的过程中，从而在根本上提高了大型汽轮机汽缸的机械加工的质量。所以，工作人员可借鉴本文中的方式，落实在具体的工作中。