CN109570937B - 一种单轴颈转子加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种单轴颈转子加工方法，它涉及汽轮机转子加工技术领域。本发明解决了现有的单轴颈转子无轴颈侧法兰由于缺少支撑位置存在加工困难，在铣轮槽、叶片装配以及后续转子动平衡试验时均无法进行的问题。本发明是通过以下步骤实现的：步骤一、粗车转子；步骤二、精车转子轴颈、除了作为支撑位置处汽封外圆的其余部位和无轴颈侧第一转子法兰；步骤三、加工转子两端转子对轮孔，并做匹配标记及转子对轮孔编号；步骤四、加工工艺轴；步骤五、加工工艺轴轴颈及转子无轴颈侧汽封外圆；步骤六、铣削转子轮槽；步骤七、装配转子叶片；步骤八、进行转子动平衡试验；完成了单轴颈转子的加工、装配和动平衡试验。本发明用于单轴颈转子的加工、装配和动平衡试验。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机转子加工技术领域,具体涉及一种单轴颈转子加工方法。
背景技术
随着汽轮机行业的技术发展，n+1支承轴系结构逐渐应用于汽轮机机组中，此支撑轴系中有一根转子仅一端有支撑轴颈。转子双顶加工时，对机床的顶尖和转子的顶尖孔加工精度要求非常高，加工转子的跳动很难达到图纸要求，因此，现有的单轴颈转子加工方法一般采用一夹一托的方式加工转子。单轴颈转子无轴颈侧的法兰由于缺少支撑位置而难以加工，需采用一夹一托的方式进行加工；另外，单轴颈转子往往具有枞树型轮槽结构，其在铣轮槽、叶片装配以及后续转子动平衡试验时均由于一侧无支撑轴颈而无法进行。对于此类单轴颈转子的加工尚未形成成熟的加工方案。
综上所述，现有的单轴颈转子无轴颈侧法兰由于缺少支撑位置存在加工困难，在铣轮槽、叶片装配以及后续转子动平衡试验时均无法进行的问题。
发明内容
本发明为了解决现有的单轴颈转子无轴颈侧法兰由于缺少支撑位置存在加工困难，在铣轮槽、叶片装配以及后续转子动平衡试验时均无法进行的问题，进而提供一种单轴颈转子加工方法。
本发明的技术方案是：
一种单轴颈转子加工方法，所述单轴颈转子加工方法是通过以下步骤实现的，
步骤一、转子的粗车：
利用机床两侧的顶尖将转子的两端定位，对转子无轴颈侧汽封外圆和另一侧转子轴颈进行粗车并抛光；
通过机床卡盘将无轴颈侧第一转子法兰装夹，通过机床的一个托架将转子轴颈托住，对转子进行粗车；
将转子翻转180°，通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆托住，对无轴颈侧第一转子法兰进行粗车；
步骤二、转子的精车：
通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆托住，对转子轴颈进行精车并抛光；
将转子翻转180°，通过机床卡盘将无轴颈侧第一转子法兰装夹，通过机床的一个托架将转子轴颈托住，对转子上除了作为支撑位置处的汽封外圆的其余部位进行精车；
将转子翻转180°，通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆托住，对无轴颈侧第一转子法兰进行精车；
步骤三、转子对轮孔的加工：
在转子两端的第一转子法兰和第二转子法兰端面上分别加工有转子对轮孔，并在第一转子法兰和第二转子法兰外圆上做匹配标记，做转子对轮孔编号；
步骤四、工艺轴的加工：
设计并加工出一个工艺轴，所述工艺轴的一侧设有用于与转子连接的第一工艺轴法兰，所述工艺轴的另一侧设有用于与轮槽铣连接盘连接或动平衡机的动平衡连接盘连接的第二工艺轴法兰；
步骤五、工艺轴及无轴颈侧汽封外圆的加工：
将工艺轴的第一工艺轴法兰与转子的无轴颈侧第一转子法兰连接；
通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆托住，对工艺轴轴颈进行加工；
通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰装夹，通过机床的一个托架将工艺轴轴颈托住，对支撑位置处汽封外圆的汽封齿进行加工；
步骤六、转子轮槽的铣削：
将转子通过传动装置安装在轮槽铣床上，通过对称位置的传动装置的两个传动销拨动转子转动；
通过轮槽铣床的两托架分别将转子轴颈和工艺轴轴颈托住，对转子轮槽进行铣削；
步骤七、叶片的装配：
预先在转子轴颈和工艺轴轴颈上分别套设轴颈保护套；
通过两个滚轮支架分别将转子轴颈和工艺轴轴颈托住，对转子叶片进行装配；
步骤八、转子的动平衡试验：
在转子叶片围带加工后，将转子送进动平衡中心进行动平衡试验；
将转子翻转180°，将工艺轴的第二工艺轴法兰与动平衡机的动平衡连接盘连接；
通过动平衡机的两个托架分别将转子轴颈和工艺轴轴颈托住，对转子进行动平衡试验；
至此，完成了单轴颈转子的加工、装配和动平衡试验。
进一步地，步骤四中所述的第一工艺轴法兰的端面上加工有用于与转子连接的工艺轴对轮孔，所述对轮孔的数量与转子无轴颈侧第一转子法兰上的转子对轮孔数量一致；
进一步地，所述第一工艺轴法兰的外圆周上沿周向均布多个工艺轴低速动平衡用第一螺孔。
进一步地，步骤四中所述的第二工艺轴法兰的端面上加工有用于与轮槽铣连接盘连接的销孔，所述销孔的孔径与转子对轮孔一致；
进一步地，步骤四中所述的第二工艺轴法兰的端面上加工有用于与动平衡机的动平衡连接盘连接的动平衡螺孔；
进一步地，第二工艺轴法兰的外圆周上沿周向均布多个工艺轴低速动平衡用第二螺孔。
进一步地，步骤四中所述的工艺轴加工后需进行低速动平衡实验，保证工艺轴两端残余不平衡量在7200g/mm以内。
进一步地，步骤四中所述的工艺轴加工后，需要将第一工艺轴法兰端面上的工艺轴对轮孔内安装的把紧螺栓和螺母需要进行重量平衡排序，整圈螺栓中包括作为周向定位使用的两个对称位置的第一螺栓和作为连接使用的其余第二螺栓，第一螺栓与转子对轮孔的间隙在0～0.03mm以内，其余第二螺栓与转子对轮孔的间隙在0.1～0.2mm以内。
进一步地，步骤五中的工艺轴与转子连接后，需测量工艺轴各处跳动，车削去除跳动超差位置处跳动量，保证工艺轴轴颈和转子轴颈的同心度。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、本发明形成了一个完整的新型单轴颈转子的加工流程方案，能够保证新型单轴颈转子的顺利加工、装配和动平衡试验。在实际使用过程中，通过对新型机组转子的加工，验证了方案正确可行性，保证了产品转子的顺利加工，形成了单轴颈转子成熟的加工方案，为新型机组加工和市场开发提供了保障。
附图说明
图1是粗车无轴颈侧汽封外圆和转子轴颈时，双顶转子的装配示意图；
图2是粗车转子时，夹无轴颈侧第一转子法兰，托转子轴颈的装配示意图；
图3是粗车无轴颈侧第一转子法兰时，夹轴颈侧第二转子法兰，托无轴颈侧汽封外圆的装配示意图；
图4是精车转子轴颈时，夹轴颈侧第二转子法兰，托无轴颈侧汽封外圆的装配示意图；
图5是精车转子轴颈时，夹无轴颈侧第一转子法兰，托转子轴颈的装配示意图；
图6是精车无轴颈侧第一转子法兰时，夹轴颈侧第二转子法兰，托无轴颈侧汽封外圆的装配示意图；
图7是工艺轴的结构示意图；
图8是图7的B向视图；
图9是图7的A向视图；
图10是加工工艺轴轴颈时，夹轴颈侧第二转子法兰，托无轴颈侧汽封外圆的装配示意图；
图11是加工支撑位置处汽封外圆时，夹轴颈侧第二转子法兰，托工艺轴轴颈的装配示意图；
图12是铣削转子轮槽时，托转子轴颈和工艺轴轴颈的装配示意图；
图13是转子叶片装配时，托转子轴颈和工艺轴轴颈的装配示意图；
图14是转子动平衡时，托转子轴颈和工艺轴轴颈的装配示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图10、图11、图12、图13和图14说明本实施方式，本实施方式的一种单轴颈转子加工方法，所述单轴颈转子加工方法是通过以下步骤实现的，
步骤一、转子1的粗车：
利用机床两侧的顶尖将转子1的两端定位，对转子1无轴颈侧汽封外圆1-1和另一侧转子轴颈1-2进行粗车并抛光(见图1)；
通过机床卡盘将无轴颈侧第一转子法兰1-3装夹，通过机床的一个托架将转子轴颈1-2托住，对转子1进行粗车(见图2)；
将转子1翻转180°，通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰1-4装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆1-1托住，对无轴颈侧第一转子法兰1-3进行粗车(见图3)；
步骤二、转子1的精车：
通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰1-4装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆1-1托住，对转子轴颈1-2进行精车并抛光(见图4)；
将转子1翻转180°，通过机床卡盘将无轴颈侧第一转子法兰1-3装夹，通过机床的一个托架将转子轴颈1-2托住，对转子1上除了作为支撑位置处的汽封外圆1-1的其余部位进行精车(见图5)；
将转子1翻转180°，通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰1-4装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆1-1托住，对无轴颈侧第一转子法兰1-3进行精车(见图6)；
步骤三、转子对轮孔的加工：
在转子1两端的第一转子法兰1-3和第二转子法兰1-4端面上分别加工有转子对轮孔，并在第一转子法兰1-3和第二转子法兰1-4外圆上做匹配标记，做转子对轮孔编号；
步骤四、工艺轴的加工：
设计并加工出一个工艺轴，所述工艺轴的一侧设有用于与转子1连接的第一工艺轴法兰2-1，所述工艺轴的另一侧设有用于与轮槽铣连接盘连接或动平衡机5的动平衡连接盘5-1连接的第二工艺轴法兰2-2(见图7)；
步骤五、工艺轴及无轴颈侧汽封外圆1-1的加工：
将工艺轴的第一工艺轴法兰2-1与转子1的无轴颈侧第一转子法兰1-3连接；
通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰1-4装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆1-1托住，对工艺轴轴颈2-3进行加工(见图10)；
通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰1-4装夹，通过机床的一个托架将工艺轴轴颈2-3托住，对支撑位置处汽封外圆1-1的汽封齿进行加工(见图11)；
步骤六、转子1轮槽的铣削：
将转子1通过传动装置安装在轮槽铣床3上，通过对称位置的传动装置的两个传动销拨动转子1转动；
通过轮槽铣床3的两托架分别将转子轴颈1-2和工艺轴轴颈2-3托住，对转子1轮槽进行铣削(见图12)；
步骤七、叶片的装配：
预先在转子轴颈1-2和工艺轴轴颈2-3上分别套设轴颈保护套；
通过两个滚轮支架分别将转子轴颈1-2和工艺轴轴颈2-3托住，对转子1叶片进行装配(见图13)；
步骤八、转子1的动平衡试验：
在转子1叶片围带加工后，将转子1送进动平衡中心进行动平衡试验；
将转子1翻转180°，将工艺轴的第二工艺轴法兰2-2与动平衡机5的动平衡连接盘5-1连接；
通过动平衡机5的两个托架分别将转子轴颈1-2和工艺轴轴颈2-3托住，对转子1进行动平衡试验(见图14)；
至此，完成了单轴颈转子的加工、装配和动平衡试验。
本实施方式的步骤四所述的工艺轴的一侧通过止口与转子1实现定位；工艺轴通过螺栓与转子1连接。
具体实施方式二：结合图8说明本实施方式，本实施方式的步骤四中所述的第一工艺轴法兰2-1的端面上加工有用于与转子1连接的工艺轴对轮孔2-1-1，所述对轮孔2-1-1的数量与转子1无轴颈侧第一转子法兰1-3上的转子对轮孔数量一致(见图8)。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图8说明本实施方式，本实施方式的所述第一工艺轴法兰2-1的外圆周上沿周向均布多个工艺轴低速动平衡用第一螺孔2-1-2。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图9说明本实施方式，本实施方式的步骤四中所述的第二工艺轴法兰2-2的端面上加工有用于与轮槽铣连接盘连接的销孔2-2-1，所述销孔2-2-1的孔径与转子对轮孔一致(见图9)。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图9说明本实施方式，本实施方式的步骤四中所述的第二工艺轴法兰2-2的端面上加工有用于与动平衡机5的动平衡连接盘5-1连接的动平衡螺孔2-2-2(见图9)。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图9说明本实施方式，本实施方式的第二工艺轴法兰2-2的外圆周上沿周向均布多个工艺轴低速动平衡用第二螺孔2-2-3。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图7、图8和图9说明本实施方式，本实施方式的步骤四中所述的工艺轴加工后需进行低速动平衡实验，保证工艺轴两端残余不平衡量在7200g/mm以内。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图7、图8和图9说明本实施方式，本实施方式的步骤四中所述的工艺轴加工后，需要将第一工艺轴法兰2-1端面上的工艺轴对轮孔2-1-1内安装的把紧螺栓和螺母需要进行重量平衡排序，整圈螺栓中包括作为周向定位使用的两个对称位置的第一螺栓和作为连接使用的其余第二螺栓，第一螺栓与转子对轮孔的间隙在0～0.03mm以内，其余第二螺栓与转子对轮孔的间隙在0.1～0.2mm以内。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
具体实施方式九：结合图10和图11说明本实施方式，本实施方式的步骤五中的工艺轴与转子1连接后，需测量工艺轴各处跳动，车削去除跳动超差位置处跳动量，保证工艺轴轴颈2-3和转子轴颈1-2的同心度。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
Claims (9)
1.一种单轴颈转子加工方法，其特征在于：所述单轴颈转子加工方法是通过以下步骤实现的，
步骤一、转子(1)的粗车：
利用机床两侧的顶尖将转子(1)的两端定位，对转子(1)无轴颈侧汽封外圆(1-1)和另一侧转子轴颈(1-2)进行粗车并抛光；
通过机床卡盘将无轴颈侧第一转子法兰(1-3)装夹，通过机床的一个托架将转子轴颈(1-2)托住，对转子(1)进行粗车；
将转子(1)翻转180°，通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰(1-4)装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆(1-1)托住，对无轴颈侧第一转子法兰(1-3)进行粗车；
步骤二、转子(1)的精车：
通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰(1-4)装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆(1-1)托住，对转子轴颈(1-2)进行精车并抛光；
将转子(1)翻转180°，通过机床卡盘将无轴颈侧第一转子法兰(1-3)装夹，通过机床的一个托架将转子轴颈(1-2)托住，对转子(1)上除了作为支撑位置处的汽封外圆(1-1)的其余部位进行精车；
将转子(1)翻转180°，通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰(1-4)装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆(1-1)托住，对无轴颈侧第一转子法兰(1-3)进行精车；
步骤三、转子对轮孔的加工：
在转子(1)两端的第一转子法兰(1-3)和第二转子法兰(1-4)端面上分别加工有转子对轮孔，并在第一转子法兰(1-3)和第二转子法兰(1-4)外圆上做匹配标记，做转子对轮孔编号；
步骤四、工艺轴的加工：
设计并加工出一个工艺轴，所述工艺轴的一侧设有用于与转子(1)连接的第一工艺轴法兰(2-1)，所述工艺轴的另一侧设有用于与轮槽铣连接盘连接或动平衡机(5)的动平衡连接盘(5-1)连接的第二工艺轴法兰(2-2)；
步骤五、工艺轴及无轴颈侧汽封外圆(1-1)的加工：
将工艺轴的第一工艺轴法兰(2-1)与转子(1)的无轴颈侧第一转子法兰(1-3)连接；
通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰(1-4)装夹，通过机床的一个托架将无轴颈侧汽封外圆(1-1)托住，对工艺轴轴颈(2-3)进行加工；
通过机床卡盘将轴颈侧第二转子法兰(1-4)装夹，通过机床的一个托架将工艺轴轴颈(2-3)托住，对支撑位置处汽封外圆(1-1)的汽封齿进行加工；
步骤六、转子(1)轮槽的铣削：
将转子(1)通过传动装置安装在轮槽铣床(3)上，通过对称位置的传动装置的两个传动销拨动转子(1)转动；
通过轮槽铣床(3)的两托架分别将转子轴颈(1-2)和工艺轴轴颈(2-3)托住，对转子(1)轮槽进行铣削；
步骤七、叶片的装配：
预先在转子轴颈(1-2)和工艺轴轴颈(2-3)上分别套设轴颈保护套；
通过两个滚轮支架分别将转子轴颈(1-2)和工艺轴轴颈(2-3)托住，对转子(1)叶片进行装配；
步骤八、转子(1)的动平衡试验：
在转子(1)叶片围带加工后，将转子(1)送进动平衡中心进行动平衡试验；
将转子(1)翻转180°，将工艺轴的第二工艺轴法兰(2-2)与动平衡机(5)的动平衡连接盘(5-1)连接；
通过动平衡机(5)的两个托架分别将转子轴颈(1-2)和工艺轴轴颈(2-3)托住，对转子(1)进行动平衡试验；
至此，完成了单轴颈转子的加工、装配和动平衡试验。
2.根据权利要求1所述的一种单轴颈转子加工方法，其特征在于：步骤四中所述的第一工艺轴法兰(2-1)的端面上加工有用于与转子(1)连接的工艺轴对轮孔(2-1-1)，所述对轮孔(2-1-1)的数量与转子(1)无轴颈侧第一转子法兰(1-3)上的转子对轮孔数量一致。
3.根据权利要求2所述的一种单轴颈转子加工方法，其特征在于：所述第一工艺轴法兰(2-1)的外圆周上沿周向均布多个工艺轴低速动平衡用第一螺孔(2-1-2)。
4.根据权利要求1所述的一种单轴颈转子加工方法，其特征在于：步骤四中所述的第二工艺轴法兰(2-2)的端面上加工有用于与轮槽铣连接盘连接的销孔(2-2-1)，所述销孔(2-2-1)的孔径与转子对轮孔一致。
5.根据权利要求4所述的一种单轴颈转子加工方法，其特征在于：步骤四中所述的第二工艺轴法兰(2-2)的端面上加工有用于与动平衡机(5)的动平衡连接盘(5-1)连接的动平衡螺孔(2-2-2)。
6.根据权利要求5所述的一种单轴颈转子加工方法，其特征在于：第二工艺轴法兰(2-2)的外圆周上沿周向均布多个工艺轴低速动平衡用第二螺孔(2-2-3)。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种单轴颈转子加工方法，其特征在于：步骤四中所述的工艺轴加工后需进行低速动平衡实验，保证工艺轴两端残余不平衡量在7200g/mm以内。
8.根据权利要求7所述的一种单轴颈转子加工方法，其特征在于：步骤四中所述的工艺轴加工后，需要将第一工艺轴法兰(2-1)端面上的工艺轴对轮孔(2-1-1)内安装的把紧螺栓和螺母需要进行重量平衡排序，整圈螺栓中包括作为周向定位使用的两个对称位置的第一螺栓和作为连接使用的其余第二螺栓，第一螺栓与转子对轮孔的间隙在0～0.03mm以内，其余第二螺栓与转子对轮孔的间隙在0.1～0.2mm以内。
9.根据权利要求1所述的一种单轴颈转子加工方法，其特征在于：步骤五中的工艺轴与转子(1)连接后，需测量工艺轴各处跳动，车削去除跳动超差位置处跳动量，保证工艺轴轴颈(2-3)和转子轴颈(1-2)的同心度。
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Legal Events
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