CN100409999C - 大型设备主轴与转子红套方法 - Google Patents

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本发明涉及一种大型设备主轴与转子红套方法，其步骤为：①将陶瓷电加热板覆盖转子的上、下及外侧表面并覆保温材料；②转子内、外侧设置热电耦作为测温点；③对陶瓷电加热板通电以加热转子至红套温度；④在主轴红套处喷涂二硫化钼，套合主轴和转子；⑤完成后关闭电源，冷却定位。本发明提高了大型设备主轴与转子红套时对转子加热的可控性，并能保证转子加热均匀，使得加热过程简便易操作、安全可靠，提高生产效率。

Description

大型设备主轴与转子红套方法
技术领域
本发明涉及大型设备制造技术，特别涉及一种大型设备主轴与转子红套方法。
背景技术
一般大型设备，特别是水力测功器，其主轴与转子红套采用退火炉或火焰加热的方法。
其中采用退火炉加热进行红套需要把转子置于退火炉胎架上，进炉封闭加热到规定温度，然后用起重设备把转子转移到红套胎架上，再把主轴吊入进行红套。该方法的缺点是转子温度受大气环境及吊运时间影响，温降较快，所以操作周期紧，人员比较紧张，而转子重量大、温度高，安全可靠性较差；另外，由于在退火炉加热后转子表面会产生氧化皮，需要进行铲除，这样既费时又费力；同时本方法对起重要求也比较高；
采用火焰加热的方法需要配置专用加热装置，机构比较庞大，设计制造的成本较高；现场加热时火焰喷枪同时燃烧，温度控制困难，易产生局部过热及冷热不均匀的情况；另外，还需经常更换燃气瓶以保证充分加热，所以操作时安全隐患较大，且燃烧的气体对环境有副作用，不符合环保要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种大型设备主轴与转子红套方法，以提高大型设备主轴与转子红套时对转子加热的可控性，并保证转子加热均匀，使得加热过程简便易操作、安全可靠，提高生产效率。
为实现上述目的，本发明提供一种大型设备主轴与转子红套方法，采用设置于转子上的电加热装置通电时产生的辐射热量对转子进行加热，使转子达到红套的温度要求以与主轴红套，电加热装置为陶瓷电加热板，并包括下列步骤：
①.将转子置于胎架上，将陶瓷电加热板均匀覆盖在转子的上、下及外侧表面上，再用保温材料将覆有陶瓷电加热板的转子进行包裹；
②.在转子内侧及外侧分别设置热电偶作为温度测控点；
③.对陶瓷电加热板通电以加热转子至转子红套孔内径达到红套要求；
④.在主轴红套处均匀喷涂二硫化钼，利用吊具将主轴吊起，并从转子上表面伸进转子红套孔中与转子套和，套和过程中，保持主轴和转子间的间隙量均衡；
⑤.当主轴进入规定位置，关闭陶瓷电加热板的电源，使主轴和转子间冷却定位。
所述的大型设备主轴与转子红套方法，对陶瓷电加热板通电加热转子时，控制转子升温速率为40～70℃/h。
所述的大型设备主轴与转子红套方法，对陶瓷电加热板通电加热转子过程中，对转子的升温与保温交互进行。
该大型水力测功器为红套直径为902mm的水力测功器时，可控制其转子升温速率为50～60℃/h，温度升到100℃后，每升温50℃后保温至少半小时，再继续升温，使得转子整体温度达到280±10℃时，转子红套孔内径可达到红套要求。
所述的大型设备主轴与转子红套方法，给陶瓷电加热板通电加热时，通过布置加热区域的次序及控制各部位陶瓷电加热板的关闭、开启使转子红套孔膨胀均匀。
所述加热区域的次序可布置如下：先开启转子外侧表面的陶瓷电加热板，在转子外周温度上升后，再开启转子上、下表面的陶瓷电加热板。
所述的大型设备主轴与转子红套方法在转子叶片内侧上、下凹面呈180°方向上设置两处电热偶为温度测控点；在转子外侧上、下圆弧面上呈180°方向上设置两处电热偶为温度测控点。
所述保温材料是硅酸铝保温材料、厚陶瓷棉或复合岩棉材料。
本发明采用电加热的方法对大型设备的转子进行加热以与主轴红套，具有以下技术效果：
(1)生产效率高；
(2)受控性好：
a.转子加热温度取决于加热时间的长短，本发明可以通过监测电热偶温度测控点及开启/闭合电加热装置随时测量和控制转子的加热温度，加热温度比较精确；
b.转子的膨胀过程取决于加热区域的顺序，通过合理地布置加热区域的次序可以使转子红套孔膨胀均匀，大大降低内应力；另外，因为每个陶瓷电加热板都有可分别控制开关，便于关闭/开启，可以根据加热时所测的转子温度以及温度测控点温度的变化，调整局部陶瓷电加热板的关闭/开启，保证转子整体均匀升温或降温；
(3)由于加热均匀，并且在红套过程中保持热源，所以相对加热的温度底，红套后主轴和转子的质量稳定、可靠；
(4)整个红套过程在室内进行，操作方便，安全可靠，而且不破坏大气环境，满足环保要求。
以下结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明实施例大型水力测功器主轴与转子红套的主视示意图(未示保温材料)。
图2为本发明实施例大型水力测功器主轴与转子红套的俯视示意图(未示保温材料)。
图3为本发明实施例大型水力测功器主轴与转子红套的温度测控点布置示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，是本发明大型设备主轴与转子红套方法实施例的主视及俯视示意图。该实施例是型号为CFW-32.0、红套直径为902mm的水力测功器主轴与转子红套方法，由图可见，其具体步骤如下：
(1)将转子1置于事先安置好的胎架3上，将陶瓷电加热板4如图1所示均匀覆盖在转子1加热表面上即转子1的上、下及外侧表面上，再用保温材料(图未示)将覆有陶瓷电加热板4的转子1进行包裹；
(2)如图3所示，在转子1叶片内侧上、下凹面呈180°方向上设置两处电热偶5为温度测控点；在转子1外侧上、下圆弧面上呈180°方向上设置两处电热偶6为温度测控点；测控点位置需合理布置，以避免加热装置热量的直接辐射，设置前应对测控温度的热电偶进行动作(灵敏度)测试，确保可靠准确；
(3)将陶瓷电加热板4通电以加热转子1，针对本实施例：型号为CFW-32.0、红套直径为902mm的水力测功器，可控制其较佳升温速率为50～60℃/h，温度升到100℃后，每升温50℃后保温半小时以上，再继续升温，使得转子1整体温度达到280±10℃；其间每过半小时测量温度并记录一次；转子1整体温度达到280±10℃后，用红套量规测量转子红套孔7内径，确保满足红套要求，并记录；(该升温操作可视转子红套直径的不同而不同，如可温度升到80℃后再每升温30℃后保温20分钟等等)
(4)在主轴2上红套处均匀喷涂二硫化钼，用行车缓缓吊起主轴2，起升高度12m，将主轴2从转子1上平面上缓缓下降，徐徐伸进转子1红套孔7中进行套和，套和时保持主轴2和转子1间的间隙量均衡；
(5)当主轴2进入规定位置，断掉陶瓷电加热板4的加热电源，使主轴2和转子1间冷却定位。
其中步骤(3)中给陶瓷电加热板4通电加热时，可以通过合理地布置加热区域的次序可以使转子红套孔膨胀均匀，大大降低内应力，如可先开启转子1外侧表面的陶瓷电加热板4，等转子1外周温度上升后，再开启转子1上、下表面的陶瓷电加热板4。另外，因为每块陶瓷电加热板4都有可分别控制开关，在加热时可以同时测量转子温度以及观察设置好的温度测控点温度的变化，如局部过热，可以关闭附近的陶瓷电加热板4的电源，停止加热，等转子1整体温度上来后再开启，易于保证转子1整体均匀升温或降温。
因本实施例的水力测功器是双转子的结构，需进行两次转子与主轴的红套，第二次红套过程同第一次红套过程即上述过程。
本实施例中转子的电加热方法采用陶瓷电加热方法，其电加热装置相应为陶瓷电加热板，此外，转子的电加热方法还可以采用中频加热、电阻丝加热等方法，相应应用中频加热装置、电阻丝加热装置等作为电加热装置。本实施例中转子的保温材料可采用硅酸铝保温材料、厚陶瓷棉、复合岩棉材料等材料。
本发明采用电加热的方法对大型设备的转子进行加热以与主轴红套明显提高了生产效率，而且还具有以下优点：
(1)受控性好：
a.转子加热温度取决于加热时间的长短，本发明可以通过监测电热偶温度测控点及开启/闭合电加热装置随时测量和控制转子的加热温度，加热温度比较精确；
b.转子的膨胀过程取决于加热区域的顺序，通过合理地布置加热区域的次序可以使转子红套孔膨胀均匀，大大降低内应力；另外，因为每个电加热装置都有可分别控制开关，便于关闭/开启，可以根据加热时所测的转子温度以及温度测控点温度的变化，调整局部电加热装置的关闭/开启，保证转子整体均匀升温或降温；
(2)由于加热均匀，并且在红套过程中保持热源，所以相对加热的温度底，红套后主轴和转子的质量稳定、可靠；
(3)整个红套过程在室内进行，操作方便，安全可靠，而且不破坏大气环境，满足环保要求。
本发明可以适用于各类型不同红套直径的水力测功器，如红套直径为718mm、700mm、600mm、480mm、452mm、330mm、310mm等的水力测功器，其操作过程亦如上述实施例所述，加热温度及升温操作可视不同型号水力测功器的红套直径的不同而不同。此外，本发明亦可用于其他类似轴与盘类零件的套和。

Claims (8)

1. 一种大型设备主轴与转子红套方法，采用设置于转子上的电加热装置通电时产生的辐射热量对转子进行加热，使转子达到红套的温度要求以与主轴红套，其特征在于，电加热装置为陶瓷电加热板，并包括下列步骤：
①.将转子置于胎架上，将陶瓷电加热板均匀覆盖在转子的上、下及外侧表面上，再用保温材料将覆有陶瓷电加热板的转子进行包裹；
②.在转子内侧及外侧分别设置热电偶作为温度测控点；
③.对陶瓷电加热板通电以加热转子至转子红套孔内径达到红套要求；
④.在主轴红套处均匀喷涂二硫化钼，利用吊具将主轴吊起，并从转子上表面伸进转子红套孔中与转子套和，套和过程中，保持主轴和转子间的间隙量均衡；
⑤当主轴进入规定位置，关闭陶瓷电加热板的电源，使主轴和转子间冷却定位。
2. 根据权利要求1所述的大型设备主轴与转子红套方法，其特征在于对陶瓷电加热板通电加热转子时，控制转子升温速率为40～70℃/h。
3. 根据权利要求1所述的大型设备主轴与转子红套方法，其特征在于对陶瓷电加热板通电加热转子过程中，对转子的升温与保温交互进行。
4. 根据权利要求1所述的大型设备主轴与转子红套方法，其特征在于红套直径为902mm的水力测功器时，可控制其转子升温速率为50～60℃/h，温度升到100℃后，每升温50℃后保温至少半小时，再继续升温，使得转子整体温度达到280±10℃时，转子红套孔内径可达到红套要求。
5. 根据权利要求1或4所述的大型设备主轴与转子红套方法，其特征在于给陶瓷电加热板通电加热时，通过布置加热区域的次序及控制各部位电加热装置的关闭、开启使转子红套孔膨胀均匀。
6. 根据权利要求5所述的大型设备主轴与转子红套方法，其特征在于所述加热区域的次序可布置如下：先开启转子外侧表面的陶瓷电加热板，在转子外周温度上升后，再开启转子上、下表面的陶瓷电加热板。
7. 根据权利要求1或4所述的大型设备主轴与转子红套方法，其特征在于在转子叶片内侧上、下凹面呈180°方向上设置两处电热偶为温度测控点；在转子外侧上、下圆弧面上呈180°方向上设置两处电热偶为温度测控点。
8. 根据权利要求1或4所述的大型设备主轴与转子红套方法，其特征在于所述保温材料是硅酸铝保温材料、厚陶瓷棉或复合岩棉材料。
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