CN111992996B - 一种400mw级g/h级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法 - Google Patents
一种400mw级g/h级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法，它涉及汽轮机技术领域。本发明为解决现有整流罩结构产品结构复杂，加工过程中易变形，常规机械加工制造的方式难以进行生产制造的问题。制造方法包括零件拆分；加工各分段；定位焊接；焊缝打磨；加工腰形孔。本发明用于薄壁整流罩的加工。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，具体涉及一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法。
背景技术
400MW级G/H级重型燃机喷嘴整流罩为筒装薄壁件，其整体为内外三层结构，内壁两层均为喇叭口结构，大口侧位于整流罩内壁，内外三层间外侧间隙尺寸仅为13.5mm及12.5mm，直段长度为88mm及74mm，壁厚仅1.5mm，由于薄壁件刚度不足，加工过程中易变形，常规机械加工制造的方式难以进行生产制造，导致整体加工制造极其困难。
发明内容
本发明为了解决现有整流罩结构产品结构复杂，加工过程中易变形，常规机械加工制造的方式难以进行生产制造的问题，进而提出一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法包括如下步骤：
步骤一：零件拆分：根据整流罩图纸，将整流罩沿轴向方向设计三条分割线，将零件拆分成第一工件A、第二工件B、第三工件C和第四工件D；
步骤二：加工各分段：按照拆分后的图纸尺寸分别加工第一工件A、第二工件B、第三工件C和第四工件D的外形；
步骤三：定位焊接：将第一工件A、第二工件B、第三工件C和第四工件D装配定位后，对第一工件A与第二工件B、第二工件B与第三工件C和第三工件C与第四工件D之间的连接处进行焊接；
步骤四：焊缝打磨：对焊缝进行打磨抛光；
步骤五：加工腰形孔：焊接完成后分别加工盖板1、内侧罩体2、中间罩体3和外侧罩体4上的腰形孔。
本发明与现有技术相比包含的有益效果是：
本发明针对产品结构特点，采用将工件确定位置进行分段，将零件拆分为4段，再通过焊接的方式使之连接为一体的方法进行生产制造，解决了因结构复杂难以加工的问题，同时采用浇筑低熔点合金的方法解决了加工过程中薄壁件由于刚性不足容易发生变形的难题，极大的降低了加工制造的难度，提高了生产效率及合格率，解决了生产制造的技术难点。
附图说明
图1是本发明中整流罩的结构示意图；
图2是本发明中整流罩分段制造结构拆分示意图；
图3是本发明中整流罩焊接时的装配定位示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法包括如下步骤：
步骤一：零件拆分：根据整流罩图纸，将整流罩沿轴向方向设计三条分割线，将零件拆分成第一工件、第二工件、第三工件和第四工件；
步骤二：加工各分段：按照拆分后的图纸尺寸分别加工第一工件、第二工件、第三工件和第四工件的外形；
步骤三：定位焊接：将第一工件、第二工件、第三工件和第四工件装配定位后，对第一工件与第二工件、第二工件与第三工件和第三工件与第四工件之间的连接处进行焊接；
步骤四：焊缝打磨：对焊缝进行打磨抛光；
步骤五：加工腰形孔：焊接完成后分别加工盖板、内侧罩体、中间罩体和外侧罩体上的腰形孔。
针对产品结构特点，将整流罩拆分为4个部分，通过拆分的方法解决了内部型线及尺寸复杂，常规加工方法难以加工的难题，以此整体降低整流罩的生产制造难度。
同时，针对拆分后的各部分均为薄壁件，自身刚度不够，加工过程中易产生变形，型线及尺寸难以保证的技术难点，采用铋锡低熔点合金浇筑的方法，通过熔点差异较大的两种材料便于分离的特点，增加其零件刚度以完成加工，加工后通过加热的方式分离工件与低熔点合金，获得完整的各部分零件。
针对加工获得的各零件装焊时薄壁件变形，装焊尺寸控制，内部两层零件平行度精度控制等技术难点采用自行设计制作装焊辅助工装的方式以保证装焊后的尺寸满足图纸及设计要求。
本实施方式中所述的焊接方式采用手工氩弧焊的方法进行施焊。
具体实施方式二：结合图2至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤一中，第一条分割线设置在盖板1与内侧罩体2的圆弧底面之间，第二条分割线设置在内侧罩体2的圆弧底面与中间罩体3的圆弧底面之间，第三条分割线设置在中间罩体3的圆弧底面的外侧。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤二中，加工第一工件A的外形时采用车削加工，加工第二工件B、第三工件C和第四工件D的外形时采用低熔点合金浇筑的方法进行车削加工。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图2至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤二中，在加工第二工件B时，首先车削加工内侧罩体2的内侧壁型线，加工完成后在内侧罩体2的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工内侧罩体2外侧壁与外侧罩体4内侧壁之间的型线，加工完成后在内侧罩体2与外侧罩体4之间浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工外侧罩体4外侧壁的型线，加工完成后对第二工件B进行加热，使浇筑的低熔点合金受热熔化与工件分离；
在加工第三工件C时，首先车削加工内侧罩体2的内侧壁型线，加工完成后在内侧罩体2的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工内侧罩体2外侧壁的型线和中间罩体3内侧壁的型线，加工完成后在中间罩体3的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工中间罩体3外侧壁与外侧罩体4内侧壁之间的型线，加工完成后在中间罩体3与外侧罩体4之间浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工外侧罩体4外侧壁的型线，加工完成后对第三工件C进行加热，使浇筑的低熔点合金受热熔化与工件分离；
在加工第四工件D时，首先车削加工内侧罩体2的内侧壁型线，加工完成后在内侧罩体2的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工内侧罩体2外侧壁的型线和中间罩体3内侧壁的型线，加工完成后在中间罩体3的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工中间罩体3外侧壁的型线和外侧罩体4内侧壁的型线，加工完成后在外侧罩体4的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工外侧罩体4外侧壁的型线，加工完成后对第四工件D进行加热，使浇筑的低熔点合金受热熔化与工件分离。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图2至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤三中，第一工件A、第二工件B、第三工件C和第四工件D装配定位时，首先在第四工件D中外侧罩体4的内侧放置紫铜型线定位块6，紫铜型线定位块6的上端面沿圆周方向设有限位凸缘6-1，限位凸缘6-1设置在第四工件D中的中间罩体3与外侧罩体4之间，再在限位凸缘6-1的内侧安装内部支撑块7，内部支撑块7设置在第四工件D中的中间罩体3与内侧罩体2之间，最后再紫铜型线定位块6上端面的中部设置异型管间定位圆环8，异型管间定位圆环8设置在第四工件D中内侧罩体2的内侧，如此将第四工件D中的内侧罩体2、中间罩体3和外侧罩体4进行有效定位；定位后将第三工件C放置在第四工件D的正上方，由先至后依次完成内侧罩体2、中间罩体3和外侧罩体4的焊接，再将第二工件B放置在第三工件C的正上方，由先至后依次完成内侧罩体2和外侧罩体4的焊接，最后将第一工件A放置在第二工件B的正上方，完成外侧罩体4的焊接，由此完成整个整流罩的焊接。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。
本实施方式中装配时，紫铜型线定位块6的外圆周侧壁与外侧罩体4的内圆周侧壁紧密配合，内部支撑块7的外圆周侧壁与中间罩体3的内圆周侧壁配合，异型管间定位圆环8的外圆周侧壁与内侧罩体2的内圆周侧壁配合，如此以实现第四工件D中的内侧罩体2、中间罩体3和外侧罩体4的有效定位。
拆卸时将第四工件D放置在拆卸支撑工装5上，拆卸支撑工装5的上端面上设有限位凹槽5-1，第四工件D中的外侧罩体4部分安装在限位凹槽5-1内，拆卸支撑工装5的中部设有通孔，紫铜型线定位块6设置在通孔内，以便于拆卸。紫铜型线定位块6和异型管间定位圆环8下端面的中部均设有螺纹通孔，内部支撑块7的下端面上对称设有多个螺纹通孔，拆卸时在螺纹通孔内旋装螺栓，将对应的定位工装取出，以方便拆卸。
具体实施方式六：结合图2至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤三中，限位凸缘6-1顶端的型线与中间罩体3圆弧底面的型线相同。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图2至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤五中，加工盖板1、内侧罩体2、中间罩体3和外侧罩体4上的腰形孔时采用低熔点合金浇筑的方法进行铣削加工。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：结合图2至图3说明本实施方式，本实施方式所述步骤五中，铣削腰形孔时，首先在内侧罩体2的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，铣削加工出盖板1和内侧罩体2上的腰形孔，然后在中间罩体3的内侧壁与内侧罩体2的外侧壁之间浇筑低熔点合金，待冷却成型后，铣削加工中间罩体3上的腰形孔，再在外侧罩体4的内侧壁与中间罩体3的外侧壁之间浇筑低熔点合金，待冷却成型后，铣削加工外侧罩体4上的腰形孔，加工完成后对整流罩进行加热，使浇筑的低熔点合金受热熔化与工件分离。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图2至图3说明本实施方式，本实施方式所述低熔点合金为铋锡合金。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式三、四、七或八相同。
本实施方式中铋锡合金的熔点可达到70℃左右，加热时通过用沸水浇淋的方式即可实现低熔点铋锡合金的熔化，使之与工件分离，操作简单方便。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
Claims (5)
1.一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法，其特征在于：所述制造方法包括如下步骤：
步骤一：零件拆分：根据整流罩图纸，将整流罩沿轴向方向设计三条分割线，将零件拆分成第一工件（A）、第二工件（B）、第三工件（C）和第四工件（D）；
步骤二：加工各分段：按照拆分后的图纸尺寸分别加工第一工件（A）、第二工件（B）、第三工件（C）和第四工件（D）的外形；
步骤三：定位焊接：将第一工件（A）、第二工件（B）、第三工件（C）和第四工件（D）装配定位后，对第一工件（A）与第二工件（B）、第二工件（B）与第三工件（C）和第三工件（C）与第四工件（D）之间的连接处进行焊接；
步骤四：焊缝打磨：对焊缝进行打磨抛光；
步骤五：加工腰形孔：焊接完成后分别加工盖板（1）、内侧罩体（2）、中间罩体（3）和外侧罩体（4）上的腰形孔；
所述步骤一中，第一条分割线设置在盖板（1）与内侧罩体（2）的圆弧底面之间，第二条分割线设置在内侧罩体（2）的圆弧底面与中间罩体（3）的圆弧底面之间，第三条分割线设置在中间罩体（3）的圆弧底面的外侧；
所述步骤二中，加工第一工件（A）的外形时采用车削加工，加工第二工件（B）、第三工件（C）和第四工件（D）的外形时采用低熔点合金浇筑的方法进行车削加工；
所述步骤二中，在加工第二工件（B）时，首先车削加工内侧罩体（2）的内侧壁型线，加工完成后在内侧罩体（2）的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工内侧罩体（2）外侧壁与外侧罩体（4）内侧壁之间的型线，加工完成后在内侧罩体（2）与外侧罩体（4）之间浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工外侧罩体（4）外侧壁的型线，加工完成后对第二工件（B）进行加热，使浇筑的低熔点合金受热熔化与工件分离；
在加工第三工件（C）时，首先车削加工内侧罩体（2）的内侧壁型线，加工完成后在内侧罩体（2）的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工内侧罩体（2）外侧壁的型线和中间罩体（3）内侧壁的型线，加工完成后在中间罩体（3）的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工中间罩体（3）外侧壁与外侧罩体（4）内侧壁之间的型线，加工完成后在中间罩体（3）与外侧罩体（4）之间浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工外侧罩体（4）外侧壁的型线，加工完成后对第三工件（C）进行加热，使浇筑的低熔点合金受热熔化与工件分离；
在加工第四工件（D）时，首先车削加工内侧罩体（2）的内侧壁型线，加工完成后在内侧罩体（2）的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工内侧罩体（2）外侧壁的型线和中间罩体（3）内侧壁的型线，加工完成后在中间罩体（3）的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工中间罩体（3）外侧壁的型线和外侧罩体（4）内侧壁的型线，加工完成后在外侧罩体（4）的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，再车削加工外侧罩体（4）外侧壁的型线，加工完成后对第四工件（D）进行加热，使浇筑的低熔点合金受热熔化与工件分离；
所述步骤三中，第一工件（A）、第二工件（B）、第三工件（C）和第四工件（D）装配定位时，首先在第四工件（D）中外侧罩体（4）的内侧放置紫铜型线定位块（6），紫铜型线定位块（6）的上端面沿圆周方向设有限位凸缘（6-1），限位凸缘（6-1）设置在第四工件（D）中的中间罩体（3）与外侧罩体（4）之间，再在限位凸缘（6-1）的内侧安装内部支撑块（7），内部支撑块（7）设置在第四工件（D）中的中间罩体（3）与内侧罩体（2）之间，最后在紫铜型线定位块（6）上端面的中部设置异型管间定位圆环（8），异型管间定位圆环（8）设置在第四工件（D）中内侧罩体（2）的内侧，如此将第四工件（D）中的内侧罩体（2）、中间罩体（3）和外侧罩体（4）进行有效定位；定位后将第三工件（C）放置在第四工件（D）的正上方，由先至后依次完成内侧罩体（2）、中间罩体（3）和外侧罩体（4）的焊接，再将第二工件（B）放置在第三工件（C）的正上方，由先至后依次完成内侧罩体（2）和外侧罩体（4）的焊接，最后将第一工件（A）放置在第二工件（B）的正上方，完成外侧罩体（4）的焊接，由此完成整个整流罩的焊接。
2.根据权利要求1所述一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法，其特征在于：所述步骤三中，限位凸缘（6-1）顶端的型线与中间罩体（3）圆弧底面的型线相同。
3.根据权利要求1所述一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法，其特征在于：所述步骤五中，加工盖板（1）、内侧罩体（2）、中间罩体（3）和外侧罩体（4）上的腰形孔时采用低熔点合金浇筑的方法进行铣削加工。
4.根据权利要求3所述一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法，其特征在于：所述步骤五中，铣削腰形孔时，首先在内侧罩体（2）的内侧浇筑低熔点合金，待冷却成型后，铣削加工出盖板（1）和内侧罩体（2）上的腰形孔，然后在中间罩体（3）的内侧壁与内侧罩体（2）的外侧壁之间浇筑低熔点合金，待冷却成型后，铣削加工中间罩体（3）上的腰形孔，再在外侧罩体（4）的内侧壁与中间罩体（3）的外侧壁之间浇筑低熔点合金，待冷却成型后，铣削加工外侧罩体（4）上的腰形孔，加工完成后对整流罩进行加热，使浇筑的低熔点合金受热熔化与工件分离。
5.根据权利要求1、3或4任意一项所述一种400MW级G/H级重型燃气轮机喷嘴整流罩制造方法，其特征在于：所述低熔点合金为铋锡合金。
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