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        大泵泵輪制造工藝

        2018-08-01 00:31:42,
        防爆電機(jī) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:靜平衡轉(zhuǎn)輪力矩

        ,

        (哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱 150040)

        0 引言

        泵輪是引水工程的關(guān)鍵部件,其特點(diǎn)是泵輪尺寸小,加工精度高。某引水工程轉(zhuǎn)輪共9個(gè)葉片,葉片節(jié)距(約550mm),開口(出水邊最小為85mm),開檔高度尺寸(129mm)都非常小,制造難度大。本文概述了泵輪的裝配加工制造難點(diǎn)及采取的技術(shù)措施。

        1 主要工藝技術(shù)措施

        1.1 泵輪上冠、葉片下環(huán)質(zhì)量控制;

        泵輪由于尺寸小,空間位置狹小,上冠與下環(huán)分別采用分瓣(即內(nèi)外環(huán))結(jié)構(gòu)。由于加工精度要求高,工件剛性差,因此很難保證工件的相關(guān)尺寸,尤其是上冠和下環(huán)的過流通道尺寸。

        根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),制定了特殊的工藝措施。制定了詳細(xì)的工藝,與以往工藝都不相同。工藝流程見圖1。

        圖1工藝流程

        控制關(guān)鍵點(diǎn)如下

        (1)裝配組合:將工件在自由狀態(tài)下組合,搭焊,檢查配合,制作特殊工具進(jìn)行坡口定位。確定無變形或變形很小的情況下(在0.20mm之內(nèi))允許搭焊。

        (2)合縫面搭焊時(shí),在內(nèi)外圓搭焊,焊角小,且焊接時(shí)對(duì)稱焊接,并隨時(shí)監(jiān)控變形量,能有效控制變形量,變形量不允許超過0.2mm。

        (3)編程復(fù)檢過流面型線尺寸,并修車過流面,加工分瓣上冠和下環(huán)時(shí),采用小進(jìn)給量加工,保證加工后工件無變形。

        1.2 泵輪裝配工藝措施

        上冠、葉片與下環(huán)裝配為便于焊接、打磨及探傷,采取分為內(nèi)外環(huán)結(jié)構(gòu),具體裝配過程如下。

        (1)將上冠、下環(huán)整體(分瓣處搭焊在一起),將上冠放到裝配平臺(tái)上,在上冠的過流面刻裝配位置線,任意選定起始位置,在刻線圓上進(jìn)行9等分,作為葉片的外切圓;

        (2)將葉片按裝配位置線進(jìn)行裝配,檢查葉片的鈍邊與上冠過流面的配合情況,符合裝配技術(shù)要求;

        (3)葉片裝配合格后,將葉片點(diǎn)焊在上冠上,裝配下環(huán);

        (4)檢查葉片鈍邊與下環(huán)過流面的配合情況;

        (5)檢查葉片的開口節(jié)距及進(jìn)出口角,符合技術(shù)要求;

        (6)檢查合格后,將整體下環(huán)拆下;

        (7)將上冠外環(huán)拆下,進(jìn)行焊接,焊接順序?yàn)槿~片與上冠內(nèi)環(huán)焊接,打磨焊縫等,裝配焊接上冠外環(huán),打磨、探傷;上冠內(nèi)外環(huán)焊縫。再裝配下環(huán)內(nèi)環(huán),同理焊接打磨探傷,直至下環(huán)外環(huán);及內(nèi)外環(huán)焊縫。

        1.3 泵輪修型及技術(shù)改進(jìn)措施

        由于泵輪精度要求高,焊接后需要根據(jù)圖紙要求進(jìn)行技術(shù)修型。

        (1) 泵輪葉片出水邊(頭部)直徑(φ)偏差(+0.8,-0.3)mm,平均值為(+0.5,-0.3)mm。

        (2) 出水邊開口(mm)單個(gè)值(+5%,-3%);出水邊開口平均值(+3.0%,-1.0%);內(nèi)部控制標(biāo)準(zhǔn)為出水邊開口單個(gè)值(+3%,-1%);出水邊開口平均值(+2.0%,-0.5%)。

        (3) 節(jié)距偏差要求高,允許(+2,-2)mm。

        (4) 葉片型線允許偏差為(+0.9,-0.9)mm。

        1.4 泵輪修型技術(shù)方法

        (1)泵輪在立車上檢測(cè)外圓尺寸,并進(jìn)行加工外圓頭部,測(cè)量出基準(zhǔn),鏟磨根據(jù)外圓頭部修型。同時(shí)滿足三個(gè)要素:葉片外圓切圓尺寸;葉片節(jié)距、葉片的開口。

        (2)在修型時(shí)需跟蹤測(cè)量,先找到一個(gè)基準(zhǔn),打磨出基準(zhǔn),測(cè)量相應(yīng)的節(jié)距,開口等,多次復(fù)檢和打磨,直到全部數(shù)據(jù)符合。

        1.5 泵輪平衡技術(shù)措施改進(jìn)

        泵輪機(jī)組結(jié)構(gòu)特殊,精度要求高,空間開檔高度129mm,允許殘余不平衡力矩為1.6NM,即為0.16kgm。與傳統(tǒng)的混流式轉(zhuǎn)輪和抽水蓄能轉(zhuǎn)輪相比,允許殘余不平衡力矩很小,傳統(tǒng)的靜平衡工具為絲杠結(jié)構(gòu),無法保證靜平衡試驗(yàn),因此優(yōu)化靜平衡工具,保證泵輪靜平衡試驗(yàn)和殘余不平衡力矩。

        舊平衡工具結(jié)構(gòu)和新平衡工具結(jié)構(gòu)對(duì)比。

        根據(jù)殘余不平衡力矩計(jì)算靜平衡工具的中心允許偏差值r:M=Gr

        式中,M—轉(zhuǎn)輪殘余不平衡力矩0.16kgm;G—轉(zhuǎn)輪的重量2.7噸。

        r=M/G=0.059mm

        即靜平衡工具與轉(zhuǎn)輪中心許偏差值不能超過0.059mm。絲杠為“T”型螺紋,間隙較大(一般為0.30~0.60mm),因此優(yōu)化靜平衡工具,消除靜平衡工具和轉(zhuǎn)輪中心的偏差值,更有利于泵輪的靜平衡試驗(yàn)。

        根據(jù)平衡精度與殘余不平衡力矩的計(jì)算關(guān)系,此機(jī)組泵輪重量為2.7噸,殘余不平衡力矩0.16kgm,因此計(jì)算偏心量為0.059mm,即偏差不能大于0.06mm,因此傳統(tǒng)的“T”型螺紋鋼球靜板結(jié)構(gòu)無法滿足該精度的要求。通過新的工藝措施消除了系統(tǒng)誤差。有效保證了平衡的精度。

        靜平衡試驗(yàn)采取泵輪兩次靜平衡試驗(yàn),第一次靜平衡試驗(yàn)后,靜平衡工具旋轉(zhuǎn)120°的再次做靜平衡試驗(yàn),轉(zhuǎn)輪的輕重點(diǎn)位置和重量應(yīng)在一定的范圍內(nèi),方能進(jìn)行配重加工。通過旋轉(zhuǎn)工具并進(jìn)行2次靜平衡,保證靜平衡試驗(yàn)結(jié)果。

        1.6 泵輪的測(cè)量和技術(shù)改進(jìn)措施

        由于泵輪的特殊結(jié)構(gòu),從上述的文件中可以看出,泵輪葉片每個(gè)葉片測(cè)量3個(gè)截面,每個(gè)截面正背面各測(cè)量5組數(shù)據(jù),即每個(gè)葉片測(cè)量30組數(shù)據(jù),共計(jì)9個(gè)葉片測(cè)量270個(gè)數(shù)據(jù)。檢測(cè)的空間位置小,測(cè)量數(shù)據(jù)多,因此工藝優(yōu)化測(cè)量工具。測(cè)量方便,測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,增加測(cè)量的實(shí)用型,節(jié)省了大量的生產(chǎn)周期。

        2 結(jié)語

        泵輪的制造成功,在單件加工、裝配及修型等工藝技術(shù)積累了大量的經(jīng)驗(yàn),提高了轉(zhuǎn)輪靜平衡精度。也為后續(xù)泵輪的加工制造提供了夯實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

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