CN110238611A - 发电机单流环式密封瓦加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机单流环式密封瓦加工方法，包括以下步骤：S1、将单流环式密封瓦四个弧段放置在胎具的环形槽内，并使每相邻的两个弧段的对接面的接触面积≥70％，组成单流环式密封瓦；S2、采用箍圈箍在单流环式密封瓦的外圈上；S3、调整弧段之间对接处的径向、轴向错口；S4、采用压板将单流环式密封瓦定位在胎具上，圆周找正；S5、测量单流环式密封瓦的内径，求得单流环式密封瓦的目标内径d₀；根据目标内径d₀对单流环式密封瓦的内径进行加工；S6、测量单流环式密封瓦内圈表面的圆柱度和锥度；S7、对加工后的单流环式密封瓦内圈表面进行抛光；S8、测量单流环式密封瓦的顶面，加工、抛光。本发明的单流环式密封瓦加工方法，加工精度高。

Description

发电机单流环式密封瓦加工方法

技术领域

本发明涉及发电机加工技术领域，尤其涉及一种发电机单流环式密封瓦加工方法。

背景技术

单流环式密封瓦是发电机前、后两端轴密封装置，每一端密封装置又由空侧、氢侧瓦块和密封瓦室组成，空、氢侧各有4块90°的弧段块，在背部弹簧和密封瓦室一起作用下箍成一个整圆与大轴之间形成极小的径向间隙，密封油从空侧和氢侧瓦块中间进入，沿大轴分别向两侧排出起到密封氢气的作用。

每一环单流环式密封瓦原始是由一个环状铜合金材料铸件加工完成后切成4段，每段为90°弧段块，作为备件内孔都留有一定加工余量供货至现场，在现场按照每台机组不同的轴颈和间隙要求，用手工的方式在一个研磨胎具上研磨，由于研磨加工量较大，安装期间一台机组的密封瓦研磨配置需要一个月的时间，在之后的大修中每台机组需要一周时间。

研磨胎具分成上、下两个面，氢侧、空侧密封瓦各使用一个面，每个面按不同机组轴颈配备略大于轴颈的尺寸，具体研磨方式是将密封瓦放置在研磨胎具上进行手动对研接触，去出高点，最终通过不断修刮使得密封瓦内圈表面、顶面和弧段块对接面都达到接触良好，同时4块弧段块在胎具上紧密靠紧仅仅在圆周方向弧段块对接面留出一道缝隙，通过测量该缝隙值，计算得出密封瓦间隙是否达到标准。由于研磨胎具的加工圆柱度、垂直度、锥度、平面度和表面高精度都达不到精度要求，以及密封瓦弧段块手动修研受力不均，测量偏差，最终累计偏差造成密封瓦无法达到加工精度要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种加工精度高的发电机单流环式密封瓦加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种单流环式密封瓦加工方法，单流环式密封瓦包括四个相接的弧段，所述发电机单流环式密封瓦加工方法包括以下步骤：

S1、将胎具安装在车床上，将四个所述弧段放置在胎具的环形槽内，所述弧段的底面与所述环形槽的底面相贴合，并使每相邻的两个所述弧段的对接面的接触面积≥70％，组成单流环式密封瓦；

S2、采用箍圈箍在所述单流环式密封瓦的外圈上；

S3、调整所述弧段之间对接处的径向、轴向错口，使径向、轴向错口分别≤0.02mm；

S4、采用压板将所述单流环式密封瓦定位在所述胎具上，以单流环式密封瓦内圈表面为基准面，采用百分表进行圆周找正，要求偏差≤0.05mm；

S5、测量所述单流环式密封瓦的内径，根据下式(一)求得所述单流环式密封瓦的加工目标内径d₀：

d₀＝[D₀+D₀*0.0000120*(20-T₀)+δ]/[1+0.0000175*(20-t₀)] (一)

其中，d₀为加工温度下的单流环式密封瓦内径，单位为mm；D₀为密封瓦轴颈，单位为mm；T₀为测量密封瓦轴颈时的温度，单位为℃；t₀为加工时单流环式密封瓦温度，单位为℃；δ为单流环式密封瓦与密封瓦轴颈的间隙标准，单位为mm；

根据所述单流环式密封瓦的加工目标内径d₀对所述单流环式密封瓦的内径进行加工，使所述单流环式密封瓦的内径达到加工目标内径d₀；

S6、测量所述单流环式密封瓦内圈表面的圆柱度和锥度，要求圆柱度≤0.02mm，锥度≤0.01mm；

S7、对加工后的所述单流环式密封瓦内圈表面进行抛光；

S8、采用百分表测量所述单流环式密封瓦的顶面平面度，对所述顶面进行加工、抛光。

优选地，步骤S1中，在相邻的两个所述弧段的对接面的接触面积＜70％时，对所述弧段的对接面进行修刮对研，使接触面积≥70％。

优选地，步骤S1中，使用塞尺检查所述弧段底面与所述环形槽底面之间的对接缝，控制≤0.02mm。

优选地，步骤S1之前，还包括：

将所述弧段平放在研磨平台上，通过所述研磨平台的研磨平面对所述弧段的底面进行磨平，去除所述弧段底面上的高点、毛刺；

将所述弧段的对接面在铣床上找正后进行车削0.10mm-0.15mm，然后打磨去除高点、毛刺。

优选地，步骤S4中，所述压板对所述单流环式密封瓦施加的紧固力矩为3-4N·m。

优选地，步骤S4中，还包括采用多组顶丝调整所述单流环式密封瓦的圆度；

所述顶丝从所述胎具外圈侧面穿进所述环形槽内以顶抵所述单流环式密封瓦的外圈表面。

优选地，步骤S5中，对所述单流环式密封瓦的内径进行加工中，加工公差为0-0.02mm。

优选地，步骤S5中，在发电机中，对于氢侧密封瓦，其间隙标准δ为0.11mm-0.15mm；对于空侧密封瓦，其间隙标准δ为0.04mm-0.08mm。

优选地，步骤S7中，所述单流环式密封瓦内圈表面的表面粗糙度要求≤0.8μm。

优选地，步骤S8中，所述单流环式密封瓦顶面的表面粗糙度要求≤0.8μm。

本发明的有益效果：采用车床配合胎具对密封瓦进行加工，加工精度高，受力均匀，转速高，能够确保密封瓦内孔圆柱度、锥度、密封瓦与密封瓦室配合面的平面度，以及内圈表面和顶面两个面的垂直度，和所有配合面的表面粗糙度高精度。缩短了修配时间，由原一周时间，缩短为3天。

本发明中，考虑了密封瓦加工温度的影响，加工尺寸给出的温度修正值，确保在不同环境温度下密封瓦最终设计间隙能够达到标准要求。

无需手工修研，在精密车床上一次性加工完成，密封瓦孔径直接测量得出，消除以前通过测量对缝间隙间接计算得出密封瓦配合间隙，消除累计误差。消除以往使用胎具造成的偏差，这些偏差有胎具制造偏差如：加工表面的圆柱度、锥度、表面高精度，垂直度，有测量偏差，如：测量过程中密封瓦在胎具上贴合不佳，瓦块之间有间隙等等。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明中单流环式密封瓦一弧段的结构示意图；

图2是本发明中单流环式密封瓦的弧段的横截面结构示意图；

图3是本发明中胎具的结构示意图；

图4是本发明中箍圈箍在单流环式密封瓦的外圈上的俯视图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明用于发电机单流环式密封瓦的加工，如图1所示，单流环式密封瓦10包括四个相接的弧段11，由该四个弧段11拼接形成整圆的密封瓦10。

结合图1-4，本发明一实施例的发电机单流环式密封瓦加工方法，包括以下步骤：

S1、将胎具20安装在车床上，将四个弧段11放置在胎具21的环形槽21内，弧段11的底面112与环形槽21的底面相贴合，并使每相邻的两个弧段11的对接面的接触面积≥70％，组成单流环式密封瓦。

其中，胎具20为环形结构，内圈设有环形槽21用于放置单流环式密封瓦10。四个弧段11在胎具21的环形槽21首尾相接形成单流环式密封瓦10。每一弧段11具有内侧表面111、与内侧表面111相对的外侧表面114、底面112、对于底面112相背的顶面113，弧段11的顶面113上设有油槽。

如图2、4所示，四个弧段11拼接形成单流环式密封瓦10后，四个弧段11的内侧表面111相接形成单流环式密封瓦10的内圈表面12，外侧表面114相接形成单流环式密封瓦10的外圈表面13，底面112相接形成单流环式密封瓦10的底面，顶面113相接形成单流环式密封瓦10的顶面，顶面上的油槽也相接形成单流环式密封瓦10上环形的完整油槽。

每一弧段11的底面112与环形槽21的底面相贴合，弧段11的顶面113朝上，远离环形槽21的底面。

在相邻的两个弧段11的对接面110的接触面积＜70％时，对弧段11的对接面110进行修刮对研，使接触面积≥70％。

在步骤S1之前，还包括：

将弧段11平放在研磨平台上，通过研磨平台的研磨平面对弧段11的底面112进行磨平，去除弧段11底面112上的高点、毛刺。

将弧段11的对接面110在铣床上找正后进行车削0.10mm-0.15mm，然后轻微打磨去除高点、毛刺。此外，对接面110处的局部倒角应符合1.6×45°，不符合时进行修锉至满足要求。

步骤S1中，弧段11在放置到胎具20的环形槽21内后，使用塞尺检查弧段11底面112与环形槽21底面之间的对接缝，控制≤0.02mm。若对接缝大于0.02mm，对弧段11的底面112再进行磨平。

S2、采用箍圈30箍在单流环式密封瓦10的外圈上，如图4所示。

箍圈30箍紧在单流环式密封瓦10的外圈上的紧固力矩不应太大，可选用3N·m，方便后续对单流环式密封瓦10进行再调整等。

S3、调整弧段11之间对接处的径向、轴向错口，使径向、轴向错口分别≤0.02mm。

S4、采用压板将单流环式密封瓦10定位在胎具20上，以单流环式密封瓦10内圈表面12为基准面，采用百分表进行圆周找正，要求偏差≤0.05mm。

其中，压板对单流环式密封瓦10施加的紧固力矩为3-4N·m。

在放置压板后，还包括采用多组顶丝调整单流环式密封瓦10的圆度。具体地，顶丝从胎具20外圈侧面穿进环形槽21内以顶抵单流环式密封瓦10的外圈表面。单流环式密封瓦10在调整圆度后可通过压板再进行定型，因此单流环式密封瓦10的圆度调整后，可将顶丝放松，使其不需抵紧单流环式密封瓦10。

S5、测量单流环式密封瓦10的内径，根据下式(一)求得单流环式密封瓦10的加工目标内径d₀：

d₀＝[D₀+D₀*0.0000120*(20-T₀)+δ]/[1+0.0000175*(20-t₀)] (一)

其中，d₀为加工温度下的单流环式密封瓦的加工目标内径，单位为mm；D₀为密封瓦轴颈(发电机转子直径)，单位为mm；T₀为测量密封瓦轴颈时的温度，单位为℃；t₀为加工时单流环式密封瓦温度(单流环式密封瓦加工进行前测得的温度)，单位为℃；δ为单流环式密封瓦与密封瓦轴颈的间隙标准，单位为mm。

单流环式密封瓦10的内径采用千分尺测量，测量时千分尺的温度应与单流环式密封瓦10上测得的温度相同。

根据单流环式密封瓦的加工目标内径d₀对单流环式密封瓦10的内径进行加工，使单流环式密封瓦10的内径达到加工目标内径d₀。加工时，根据单流环式密封瓦10的内径和加工目标内径d₀的差值可以获得加工量。

启动车床，对单流环式密封瓦10的内径进行加工中，加工公差为0-0.02mm。

在发电机中，对于氢侧密封瓦，其间隙标准δ为0.11mm-0.15mm；对于空侧密封瓦，其间隙标准δ为0.04mm-0.08mm。

S6、测量单流环式密封瓦10内圈表面12的圆柱度和锥度，要求圆柱度≤0.02mm，锥度≤0.01mm。

圆柱度和锥度采用百分表测得。

S7、对加工后的单流环式密封瓦10内圈表面12进行抛光。

抛光使单流环式密封瓦10内圈表面12的表面粗糙度达到标准：≤0.8μm。

S8、采用百分表测量单流环式密封瓦10的顶面平面度，对顶面进行加工、抛光，使其达到标准，即：使该顶面的表面粗糙度≤0.8μm。

其中，平面度的测量可以采用百分表实现，可以取圆周上均匀间隔的八个点作为测量点进行测量，要求任意相邻的两个测量点之间的偏差≤0.10mm，最高点和最低点之间的偏差≤0.10mm。对顶面加工时，加工量尽可能小，只需要整个顶面见光即可。加工后对顶面的平面度再进行测量，应满足标准。

通过上述的加工方法，完成单流环式密封瓦的加工，该加工方法可用于密封瓦安装前，也可用于检修期对密封瓦的再加工调整。

本发明的发电机单流环式密封瓦加工方法，采用车床配合胎具对密封瓦进行加工，加工精度高，受力均匀，转速高，能够确保密封瓦内孔圆柱度、锥度、密封瓦与密封瓦室配合面的平面度，以及内圈表面和顶面两个面的垂直度和所有配合面的表面粗糙度高精度，缩短了修配时间。

本发明中，考虑了密封瓦加工温度的影响，加工尺寸给出的温度修正值，确保在不同环境温度下密封瓦最终设计间隙能够达到标准要求，适用于百万核电半速机组发电机中单流环式密封瓦的加工。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种发电机单流环式密封瓦加工方法，单流环式密封瓦包括四个相接的弧段，其特征在于，所述发电机单流环式密封瓦加工方法包括以下步骤：

S1、将胎具安装在车床上，将四个所述弧段放置在胎具的环形槽内，所述弧段的底面与所述环形槽的底面相贴合，并使每相邻的两个所述弧段的对接面的接触面积≥70%，组成单流环式密封瓦；

S2、采用箍圈箍在所述单流环式密封瓦的外圈上（具体数值限定实施例部分记载）；

S3、调整所述弧段之间对接处的径向、轴向错口，使径向、轴向错口分别≤0.02mm；

S4、采用压板将所述单流环式密封瓦定位在所述胎具上，以单流环式密封瓦内圈表面为基准面，采用百分表进行圆周找正，要求偏差≤0.05mm；

S5、测量所述单流环式密封瓦的内径，根据下式（一）求得所述单流环式密封瓦的加工目标内径d₀：

d₀=[D₀+D₀*0.0000120*(20-T₀) +δ]/[ 1+0.0000175*(20-t₀)] （一）

其中，D₀为密封瓦轴颈，单位为mm；T₀为测量密封瓦轴颈时的温度，单位为℃；t₀为加工时单流环式密封瓦的温度，单位为℃；δ为单流环式密封瓦与密封瓦轴颈间隙标准，单位为mm；

根据所述单流环式密封瓦的加工目标内径d₀对所述单流环式密封瓦的内径进行加工，使所述单流环式密封瓦的内径达到加工目标内径d₀；

S6、测量所述单流环式密封瓦内圈表面的圆柱度和锥度，要求圆柱度≤0.02mm，锥度≤0.01mm；

S7、对加工后的所述单流环式密封瓦内圈表面进行抛光；

S8、采用百分表测量所述单流环式密封瓦的顶面平面度，对所述顶面进行加工、抛光。

2.根据权利要求1所述的发电机单流环式密封瓦加工方法，其特征在于，步骤S1中，在相邻的两个所述弧段的对接面的接触面积＜70%时，对所述弧段的对接面进行修刮对研，使接触面积≥70%。

3.根据权利要求1所述的发电机单流环式密封瓦加工方法，其特征在于，步骤S1中，使用塞尺检查所述弧段底面与所述环形槽底面之间的对接缝，控制≤0.02mm。

4.根据权利要求1所述的发电机单流环式密封瓦加工方法，其特征在于，步骤S1之前，还包括：

将所述弧段平放在研磨平台上，通过所述研磨平台的研磨平面对所述弧段的底面进行磨平，去除所述弧段底面上的高点、毛刺；

将所述弧段的对接面在铣床上找正后进行车削0.10 mm -0.15mm，然后打磨去除高点、毛刺。

5.根据权利要求1所述的发电机单流环式密封瓦加工方法，其特征在于，步骤S4中，所述压板对所述单流环式密封瓦施加的紧固力矩为3-4N·m。

6.根据权利要求1所述的发电机单流环式密封瓦加工方法，其特征在于， 步骤S4中，还包括采用多组顶丝调整所述单流环式密封瓦的圆度；

所述顶丝从所述胎具外圈侧面穿进所述环形槽内以顶抵所述单流环式密封瓦的外圈表面。

7.根据权利要求1所述的发电机单流环式密封瓦加工方法，其特征在于，步骤S5中，对所述单流环式密封瓦的内径进行加工中，加工公差为0-0.02mm。

8.根据权利要求1所述的发电机单流环式密封瓦加工方法，其特征在于，步骤S5中，在发电机中，对于氢侧密封瓦，其间隙标准δ为0.11mm-0.15mm；对于空侧密封瓦，其间隙标准δ为0.04mm-0.08mm。

9.根据权利要求1所述的发电机单流环式密封瓦加工方法，其特征在于，步骤S7中，所述单流环式密封瓦内圈表面的表面粗糙度要求≤0.8μm。

10.根据权利要求1所述的发电机单流环式密封瓦加工方法，其特征在于，步骤S8中，所述单流环式密封瓦顶面的表面粗糙度要求≤0.8μm。