陳瑞華，宮玉龍

（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150040）

1 引言

向家壩水電站位于金沙江下游，電站共8 臺(tái)800MW水輪發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量640 萬(wàn)kW，是我國(guó)整體規(guī)模第三大水電站，也是西電東送骨干電源點(diǎn)。

向家壩水輪機(jī)座環(huán)是哈電加工尺寸和重量最大的座環(huán)，向家壩座環(huán)由上、下環(huán)板與固定導(dǎo)葉焊接而成，座環(huán)分為六瓣，總重量約435.2t（精加工后），因座環(huán)大舌板按業(yè)主要求參加整體裝焊，故焊接后座環(huán)最大回轉(zhuǎn)直徑達(dá)φ22878mm。向家壩座環(huán)的加工尺寸超大，加工重量超重，均已經(jīng)達(dá)到公司現(xiàn)有設(shè)備加工能力的最大極限，在整體重量方面已經(jīng)超出公司水電分廠的起吊能力。針對(duì)這些制造難點(diǎn)，立足公司設(shè)備，深挖設(shè)備加工能力，制定合理有效的加工工藝方案，進(jìn)行工藝攻關(guān)，保質(zhì)保量完成了座環(huán)加工任務(wù)。

2 座環(huán)加工工藝

座環(huán)制造中采用新的座環(huán)合縫面加工工藝，直接在立車(chē)上組整圓的工藝方案，不僅避免了座環(huán)起吊超重問(wèn)題，而且解決了加工座環(huán)1/2 瓣合縫面時(shí)鏜床行程不足的問(wèn)題。修改了座環(huán)把合塊形式，不僅降低了制造成本，而且確保了新工藝方案能夠有效地實(shí)施。

根據(jù)哈電公司大型座環(huán)加工經(jīng)驗(yàn)，向家壩水輪機(jī)座環(huán)車(chē)序加工同樣采用7.1m 立車(chē)整圓加工工藝方案。但座環(huán)的加工尺寸均已經(jīng)接近或超出7.1m 立車(chē)設(shè)備加工能力的最大極限，同時(shí)座環(huán)的整體重量增加，通過(guò)對(duì)立車(chē)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)調(diào)整，并進(jìn)行合理配重，提制合理的工裝器具，增大了立車(chē)設(shè)備加工最大范圍，滿(mǎn)足座環(huán)最大加工尺寸要求。

向家壩座環(huán)分為6 瓣，傳統(tǒng)加工工藝過(guò)程如圖1 所示。

圖1的加工過(guò)程，座環(huán)加工質(zhì)量能得到保證，但適用于向家壩座環(huán)加工時(shí)，存在兩個(gè)較難解決的問(wèn)題：座環(huán)組合成1/2 瓣時(shí)，座環(huán)加工范圍長(zhǎng)度方向超過(guò)13m，高度方向超過(guò)5m，超出了水電分廠大件工段鏜床設(shè)備的加工能力；座環(huán)組合成1/2 瓣時(shí)，座環(huán)起吊重量同樣超出水電分廠大件工段起吊能力。針對(duì)以上問(wèn)題，向家壩座環(huán)加工時(shí)采用了單瓣加工合口面、一次組圓的加工工藝方法。座環(huán)焊接完畢后，成品分廠和焊接分廠進(jìn)行座環(huán)單瓣聯(lián)合劃線(xiàn)檢驗(yàn)為鏜床加工提供更為精準(zhǔn)的找正基準(zhǔn)。根據(jù)座環(huán)六瓣組合順序?qū)⒐ぜ骱峡诿孢M(jìn)行編號(hào)，鏜床加工合口面時(shí)嚴(yán)格按照工藝制定的銑削順序執(zhí)行。同時(shí)利用數(shù)控檢查組合面處過(guò)渡段R、H 值，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修正，單瓣提前處理，減少組合序。為了解決劃線(xiàn)、加工、組合、測(cè)量產(chǎn)生的誤差，我們采取了相應(yīng)的措施，特制20m 鋼卷尺，在尺前拉環(huán)處接一個(gè)彈簧秤，在計(jì)量測(cè)試檢驗(yàn)時(shí)確定尺的拉力值。在加工過(guò)程中劃線(xiàn)檢驗(yàn)、加工、組合均使用同一把卷尺和固定的拉力值進(jìn)行測(cè)量，消除因尺的制造誤差和因拉力不等產(chǎn)生的測(cè)量誤差。座環(huán)劃線(xiàn)、加工合口面、組合時(shí)工件的調(diào)平均采用同一個(gè)經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量誤差要求小于0.5mm。

圖1

按照過(guò)去的工藝方案，座環(huán)把合塊和定位塊均需要座環(huán)進(jìn)行一次組合，才能完成裝焊工作。在新工藝方案中，將座環(huán)把合塊和定位塊變更為裝配塊，裝配塊與座環(huán)一起焊接后轉(zhuǎn)入加工車(chē)間進(jìn)行加工。座環(huán)加工完合縫面后，可通過(guò)工具把合螺栓將座環(huán)組合起來(lái)，并通過(guò)調(diào)整偏心銷(xiāo)套位置，裝工具銷(xiāo)進(jìn)行定位，這樣不僅有效地控制了座環(huán)裝配質(zhì)量，同時(shí)減少了大型座環(huán)在成品車(chē)間組合次數(shù)，大大降低座環(huán)加工工期。

通過(guò)以上合理有效工藝改進(jìn)，向家壩1#機(jī)座環(huán)一次性組合成功，各項(xiàng)裝配數(shù)據(jù)均滿(mǎn)足圖紙要求，達(dá)到預(yù)期攻關(guān)目標(biāo)，可以進(jìn)行座環(huán)車(chē)序加工。

圖2 座環(huán)銑合縫面圖片

向家壩座環(huán)車(chē)序加工，根據(jù)公司現(xiàn)有大型座環(huán)加工經(jīng)驗(yàn)，同樣采用了7.1m 立車(chē)整圓加工工藝方案。向家壩座環(huán)最小加工圓尺寸為φ10060mm，最大加工圓尺寸為φ12960mm，單邊差值為1450mm，已超出設(shè)備行程范圍。座環(huán)加工過(guò)程中，在7.1m 立車(chē)設(shè)備允許的范圍內(nèi)調(diào)整立車(chē)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，進(jìn)一步增大立車(chē)最大加工直徑，調(diào)整后對(duì)設(shè)備進(jìn)行了有效合理的配重工作，確保了設(shè)備的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。增大立車(chē)加工范圍的同時(shí)，還須制作一個(gè)剛性較好的接長(zhǎng)刀桿（如圖3），使其滿(mǎn)足座環(huán)最大直徑尺寸的加工需求。向家壩座環(huán)總高度為4255mm，座環(huán)上下環(huán)板加工表面高度差為3650mm。為保證上、下法蘭面加工，制作一個(gè)90°刀架（如圖4）作為高度行程的補(bǔ)償。

圖3 接長(zhǎng)刀桿示意圖

圖4 90°直角刀架示意圖

通過(guò)以上細(xì)致的技術(shù)準(zhǔn)備工作，并經(jīng)過(guò)向家壩1#機(jī)座環(huán)實(shí)際加工過(guò)程的驗(yàn)證，圓滿(mǎn)完成了首臺(tái)向家壩座環(huán)的加工任務(wù)，各部位尺寸滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖紙要求。

3 結(jié)語(yǔ)

在此次工藝研究過(guò)程中，遇到了許多技術(shù)難題，結(jié)合哈電生產(chǎn)實(shí)際條件，通過(guò)不斷改進(jìn)、完善工藝方案，提高了生產(chǎn)效率，解決了加工難題。首臺(tái)向家壩水輪機(jī)座環(huán)順利通過(guò)業(yè)主會(huì)檢，檢查結(jié)果表明各項(xiàng)加工尺寸均滿(mǎn)足圖紙要求。向家壩水輪機(jī)座環(huán)在哈電的順利加工，證明此次座環(huán)的工藝研究的成功，達(dá)到了預(yù)期的目的，也標(biāo)志著哈電在大型座環(huán)廠內(nèi)制造工藝的日趨成熟。