CN110253168B - 一种汽轮发电机鸽尾型定位筋找正的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种汽轮发电机鸽尾型定位筋找正的工艺方法，根据大型汽轮发电机鸽尾型定位筋结构特点和装配要求，采用光学测量方式的工艺方法，使用激光跟踪仪测量机座上端板与下端板的中心坐标作为定位筋装配的基准，使用测量工具测量定位筋的位置坐标，将定位筋的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，最终获得定位筋的位置偏差，并根据数据分析结果逐根调整定位筋，避免以主筋为基准进行调整造成的累积误差，解决大型汽轮发电机对定位筋焊接装配的内径、弦距和扭度要求较高且定位筋各尺寸关联性较大的难题，保证大型汽轮发电机鸽尾型定位筋焊接装配质量。

Description

一种汽轮发电机鸽尾型定位筋找正的工艺方法
技术领域
本发明涉及的是一种大型汽轮发电机鸽尾型定位筋找正的新工艺方法。
背景技术
传统汽轮发电机鸽尾型定位筋找正采用以钢丝或中心柱为基准的方式进行找正。以钢丝为基准的方式找正定位筋工艺方法，钢丝在制造过程中被拉伸并卷成盘状存储，导致钢丝呈螺旋状，即使钢丝在使用前被拉直处理，实际应用时受钢丝螺旋影响仍存在0.4mm的测量误差。以中心柱为基准的方式找正定位筋工艺方法，受中心柱加工精度限制，一根十米长中心柱的直线度误差大于0.4mm。同时，使用钢丝或中心柱找正的方式存在受环境影响大、工装工具多等缺点。随着汽轮发电机机组容量的不断提升，大型汽轮发电机对定位筋焊接装配的内径、弦距和扭度要求较高，且定位筋各尺寸关联性较大，传统的以钢丝或中心柱为基准进行定位筋找正无法满足定位筋焊接装配的精度要求。为此发明了一种基于光学测量方式的大型汽轮发电机鸽尾型定位筋找正的新工艺方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的汽轮发电机鸽尾型定位筋找正的新工艺方法，解决大型汽轮发电机对定位筋焊接装配的内径、弦距和扭度要求较高且定位筋各尺寸关联性较大的难题，保证大型汽轮发电机定位筋焊接装配质量。本发明的技术方案为：
1.在定位筋(7)安装工位摆放4件等高的方箱(1)；
2.将机座(2)竖直放置在方箱(1)上，机座(2)端面朝上；
3.使用水平仪调整机座(2)与地面的垂直度≤0.1mm，找正部位为机座底脚(3)；
4.使用水平仪调整机座(2)上端面的水平度，找正部位为机座(2)上端面等分圆周四处，要求对称部位水平度≤0.05mm；
5.在机座(2)上端面安装固定横梁(4),将固定横梁(4)中心调整至与机座(2)同心，中心偏差≤5mm；
6.在固定横梁(4)下方以水平方式安装激光跟踪仪(5)；
7.使用激光跟踪仪(5)测量机座(2)的上端板(11)的中心坐标与下端板(12)的中心坐标，上下各测量四点，两测量点间隔90°；
8.建立机座(2)的上端板(11)与下端板(12)的中心连接线，该中心线是机座(2)的中心，作为定位筋(7)装配的基准；
9.按照图纸尺寸建立所有定位筋(7)的理论位置坐标并作为定位筋(7)找正的基准；
10.将定位筋(7)吊入机座(2)，使用调整夹具(8)将定位筋(7)两端临时固定在隔板(6)上；
11.使用调整夹具(8)调整定位筋(7)的轴向位置、周向位置和角度；
12.使用激光跟踪仪(5)测量定位筋(7)的内径尺寸,测量工具(9)包含L型端和V型端，将测量工具(9)的L型端分别放在鸽尾型定位筋(7)的两侧,将空心靶球(10)放置于测量工具(9)的V型端，保证空心靶球(10)与测量工具(9)间可靠接触,使用激光跟踪仪(5)测量定位筋(7)的位置坐标；
13.每根定位筋(7)轴向共测量6处位置，包括4处定位筋(7)与机座(2)焊接位置和定位筋(7)两端端头位置，每处位置需要分别测量鸽尾型定位筋(7)的两侧位置坐标，每根定位筋(7)共需要测量12组数据,每台产品共有18根定位筋(7)，共需测量216组数据；
14.在定位筋(7)的两侧分别测量后，计算出定位筋(7)的中心点坐标，通过定位筋(7)的中心点坐标计算出以下两个关键尺寸：①定位筋(7)中心与机座(2)中心的距离，即定位筋(7)的半径；②相邻定位筋(7)中心的距离，即定位筋(7)的弦距；
15.将定位筋(7)的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，最终获得定位筋(7)的鸽尾平面角度偏差,当偏差超过规定值时，按照数据分析结果重新调整定位筋(7)；
16.将定位筋(7)的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，并将计算出的定位筋(7)的半径和弦距尺寸与图纸要求进行比较分析，要求半径尺寸比公称尺寸小0.2-0.3mm，要求弦距最大值与最小值之差不超过0.2mm，最终获得定位筋(7)的位置偏差,当偏差超过规定值时，按照数据分析结果重新调整定位筋(7)；
17.将定位筋(7)的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，最终获得定位筋(7)垂直度偏差,当偏差超过规定值时，按照数据分析结果重新调整定位筋(7)；
18.定位筋(7)位置调整合格后，将定位筋(7)与隔板(6)点焊固定；
19.重新测量所有定位筋(7)位置坐标，并与理论位置坐标进行比较分析，根据数据分析结果对定位筋(7)进行局部调整；
20.定位筋(7)全部调整合格后，将定位筋(7)与隔板(6)之间的焊缝进行满焊；
21.焊缝满焊后，重新测量所有定位筋(7)位置坐标，并与理论位置坐标进行比较分析，检查定位筋(7)焊接装配是否符合图纸要求,对于偏差超过规定值时，需要磨开定位筋(7)焊缝，按照数据分析结果重新调整定位筋(7)，直至全部尺寸合格，完成定位筋(7)焊接装配。
技术效果：
1.本发明首次实现了基于光学测量方式的大型汽轮发电机鸽尾型定位筋找正的新工艺方法。在此之前，汽轮发电机鸽尾型定位筋找正采用以钢丝或中心柱为基准的方式进行找正，受钢丝螺旋影响存在0.4mm的测量误差，受中心柱加工精度影响存在0.4mm的测量误差。而本发明，实现了基于光学测量方式的鸽尾型定位筋找正的新工艺方法，该工艺方法具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，解决大型汽轮发电机对定位筋焊接装配的内径、弦距和扭度要求较高且定位筋各尺寸关联性较大的难题。
2.本发明首次实现了定位筋找正不受测量状态与工装工具影响的突破。在此之前，汽轮发电机鸽尾型定位筋找正采用以钢丝或中心柱为基准的方式进行找正，定位筋找正时受钢丝或中心柱安装状态的变化，找正基准将发生变化，导致测量数据出现误差，同时操作人员使用内径尺长时间连续测量也会影响测量数据的准确性。而本发明，使用激光跟踪仪测量定位筋位置坐标，激光跟踪仪具有光路最短、误差传递链最短、实现无折反光路的特点，从最大程度上减少误差来源。激光跟踪仪的光路在任何一个角度上的精度一致，能够适应不同的温度条件，达到高精度测量目的，同时仪器在长时间的工作条件下保证激光的稳定性，不受操作人员的人为影响，从而保证测量精度，解决了定位筋找正不受测量状态与工装工具影响的问题。
3.本发明实现运用光学测量的逻辑计量与检测。在此之前，汽轮发电机鸽尾型定位筋找正测量数据依靠技术人员手动记录并计算，计算量较大，且容易出错。而本发明，实现了运用光学测量的逻辑计量与检测，利用激光跟踪仪测量的位置坐标进行计算分析准确、效率高。
4.本发明已成功应用于300MW汽轮发电机定位筋焊接装配，定位筋焊接装配后的定位筋内径、弦距和扭度符合图纸要求，且基于光学测量方式的定位筋找正具有安装操作快捷、找正精度高、重复定位精度高、测量效率高的特点。
附图说明
图1是汽轮发电机鸽尾型定位筋焊接装配工位布置示意图；
图2是汽轮发电机鸽尾型定位筋找正测量示意图；
图3是利用调整夹具调整鸽尾型定位筋示意图；
图4是利用测量工具测量鸽尾型定位筋位置坐标示意图。
图中：1.方箱，2.机座，3.机座底脚，4.固定横梁，5.激光跟踪仪，6.隔板，7.定位筋，8.调整夹具，9.测量工具，10.空心靶球，11.上端板，12.下端板。
具体实施方式
如图1所示，应用本发明的定位筋7焊接装配工位布置方式。在定位筋7安装工位摆放4件等高的方箱1，将机座2竖直放置在方箱1上，在机座2上端面安装固定横梁4，在固定横梁4下方以水平方式安装激光跟踪仪5。使用激光跟踪仪5测量机座2的上端板11的中心坐标与下端板12的中心坐标，建立机座2的上端板11与下端板12的中心连接线，该中心线是机座2的中心，可作为定位筋7装配的基准。按照图纸尺寸建立所有定位筋7的理论位置坐标并作为定位筋7找正的基准。
如图2所示，将定位筋7吊入机座2，并将定位筋7两端临时固定在隔板6上。
如图3所示，使用调整夹具8调整定位筋7的轴向位置、周向位置和角度。定位筋7位置调整合格后，将定位筋7与隔板6点焊固定。
如图4所示，使用测量工具9测量定位筋7的内径尺寸。测量工具9包含L型端和V型端，将测量工具9的L型端分别放在鸽尾型定位筋7的两侧。将空心靶球10放置于测量工具9的V型端，保证空心靶球10与测量工具9间可靠接触。使用激光跟踪仪5测量定位筋7的位置坐标。
本发明的具体实施工艺步骤如下：
1.在定位筋7安装工位摆放4件等高的方箱1；
2.将机座2竖直放置在方箱1上，机座2端面朝上；
3.使用水平仪调整机座2与地面的垂直度≤0.1mm，找正部位为机座底脚3；
4.使用水平仪调整机座2上端面的水平度，找正部位为机座2上端面等分圆周四处，要求对称部位水平度≤0.05mm；
5.在机座2上端面安装固定横梁4,将固定横梁4中心调整至与机座2同心，中心偏差≤5mm；
6.在固定横梁4下方以水平方式安装激光跟踪仪5；
7.使用激光跟踪仪5测量机座2的上端板11的中心坐标与下端板12的中心坐标，上下各测量四点，两测量点间隔90°；
8.建立机座2的上端板11与下端板12的中心连接线，该中心线是机座2的中心，可作为定位筋7装配的基准；
9.按照图纸尺寸建立所有定位筋7的理论位置坐标并作为定位筋7找正的基准；
10.将定位筋7吊入机座2，使用调整夹具8将定位筋7两端临时固定在隔板6上；
11.使用调整夹具8调整定位筋7的轴向位置、周向位置和角度；
12.使用激光跟踪仪5测量定位筋7的内径尺寸,测量工具9包含L型端和V型端，将测量工具9的L型端分别放在鸽尾型定位筋7的两侧,将空心靶球10放置于测量工具9的V型端，保证空心靶球10与测量工具9间可靠接触,使用激光跟踪仪5测量定位筋7的位置坐标；
13.每根定位筋7轴向共测量6处位置，包括4处定位筋7与机座2焊接位置和定位筋7两端端头位置，每处位置需要分别测量鸽尾型定位筋7的两侧位置坐标，每根定位筋7共需要测量12组数据,每台产品共有18根定位筋7，共需测量216组数据；
14.在定位筋7的两侧分别测量后，计算出定位筋7的中心点坐标，通过定位筋7的中心点坐标计算出以下两个关键尺寸：①定位筋7中心与机座2中心的距离，即定位筋7的半径；②相邻定位筋7中心的距离，即定位筋7的弦距；
15.将定位筋7的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，最终获得定位筋7的鸽尾平面角度偏差,当偏差超过规定值时，按照数据分析结果重新调整定位筋7；
16.将定位筋7的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，并将计算出的定位筋7的半径和弦距尺寸与图纸要求进行比较分析，要求半径尺寸比公称尺寸小0.2-0.3mm，要求弦距最大值与最小值之差不超过0.2mm，最终获得定位筋7的位置偏差,当偏差超过规定值时，按照数据分析结果重新调整定位筋7；
17.将定位筋7的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，最终获得定位筋7垂直度偏差,当偏差超过规定值时，按照数据分析结果重新调整定位筋7；
18.定位筋7位置调整合格后，将定位筋7与隔板6点焊固定；
19.重新测量所有定位筋7位置坐标，并与理论位置坐标进行比较分析，根据数据分析结果对定位筋7进行局部调整；
20.定位筋7全部调整合格后，将定位筋7与隔板6之间的焊缝进行满焊；
21.焊缝满焊后，重新测量所有定位筋7位置坐标，并与理论位置坐标进行比较分析，检查定位筋7焊接装配是否符合图纸要求,对于偏差超过规定值时，需要磨开定位筋7焊缝，按照数据分析结果重新调整定位筋7，直至全部尺寸合格，完成定位筋7焊接装配。

Claims (1)

1.一种汽轮发电机鸽尾型定位筋找正的工艺方法，其特征是：包括如下步骤：
1)在定位筋(7)安装工位摆放4件等高的方箱(1)；
2)将机座(2)竖直放置在方箱(1)上，机座(2)端面朝上；
3)使用水平仪调整机座(2)与地面的垂直度≤0.1mm，找正部位为机座底脚(3)；
4)使用水平仪调整机座(2)上端面的水平度，找正部位为机座(2)上端面等分圆周四处，要求对称部位水平度≤0.05mm；
5)在机座(2)上端面安装固定横梁(4),将固定横梁(4)中心调整至与机座(2)同心，中心偏差≤5mm；
6)在固定横梁(4)下方以水平方式安装激光跟踪仪(5)；
7)使用激光跟踪仪(5)测量机座(2)的上端板(11)的中心坐标与下端板(12)的中心坐标，上下各测量四点，两测量点间隔90°；
8)建立机座(2)的上端板(11)与下端板(12)的中心连接线，该中心线是机座(2)的中心，作为定位筋(7)装配的基准；
9)按照图纸尺寸建立所有定位筋(7)的理论位置坐标并作为定位筋(7)找正的基准；
10)将定位筋(7)吊入机座(2)，使用调整夹具(8)将定位筋(7)两端临时固定在隔板(6)上；
11)使用调整夹具(8)调整定位筋(7)的轴向位置、周向位置和角度；
12)使用激光跟踪仪(5)测量定位筋(7)的内径尺寸,测量工具(9)包含L型端和V型端，将测量工具(9)的L型端分别放在鸽尾型定位筋(7)的两侧，将空心靶球(10)放置于测量工具(9)的V型端，保证空心靶球(10)与测量工具(9)间可靠接触，使用激光跟踪仪(5)测量定位筋(7)的位置坐标；
13)每根定位筋(7)轴向共测量6处位置，包括4处定位筋(7)与机座(2)焊接位置和定位筋(7)两端端头位置，每处位置需要分别测量鸽尾型定位筋(7)的两侧位置坐标，每根定位筋(7)共需要测量12组数据，每台产品共有18根定位筋(7)，共需测量216组数据；
14)在定位筋(7)的两侧分别测量后，计算出定位筋(7)的中心点坐标，通过定位筋(7)的中心点坐标计算出以下两个关键尺寸：定位筋(7)中心与机座(2)中心的距离，即定位筋(7)的半径；相邻定位筋(7)中心的距离，即定位筋(7)的弦距；
15)将定位筋(7)的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，最终获得定位筋(7)的鸽尾平面角度偏差，当偏差超过规定值时，按照数据分析结果重新调整定位筋(7)；
16)将定位筋(7)的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，并将计算出的定位筋(7)的半径和弦距尺寸与图纸要求进行比较分析，要求半径尺寸比公称尺寸小0.2-0.3mm，要求弦距最大值与最小值之差不超过0.2mm，最终获得定位筋(7)的位置偏差，当偏差超过规定值时，按照数据分析结果重新调整定位筋(7)；
17)将定位筋(7)的测量数据与理论位置坐标进行比较分析，最终获得定位筋(7)垂直度偏差，当偏差超过规定值时，按照数据分析结果重新调整定位筋(7)；
18)定位筋(7)位置调整合格后，将定位筋(7)与隔板(6)点焊固定；
19)重新测量所有定位筋(7)位置坐标，并与理论位置坐标进行比较分析，根据数据分析结果对定位筋(7)进行局部调整；
20)定位筋(7)全部调整合格后，将定位筋(7)与隔板(6)之间的焊缝进行满焊；
21)焊缝满焊后，重新测量所有定位筋(7)位置坐标，并与理论位置坐标进行比较分析，检查定位筋(7)焊接装配是否符合图纸要求，对于偏差超过规定值时，需要磨开定位筋(7)焊缝，按照数据分析结果重新调整定位筋(7)，直至全部尺寸合格，完成定位筋(7)焊接装配。
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800MW级巨型全空冷水轮发电机定子安装技术;赵晓东等;《机械工程师》;20130210(第02期);全文 *
激光跟踪仪在定位筋安装检测中的应用;张冠宇等;《全国工程测量2012技术研讨交流会论文集》;20120820;第98-100页 *

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