汽封修磨機在電廠檢修及改造過程中的應用

徐紅生， 馬春濱

（哈爾濱汽輪機廠物流有限責任公司，哈爾濱 150046）

汽封修磨機在電廠檢修及改造過程中的應用

徐紅生， 馬春濱

（哈爾濱汽輪機廠物流有限責任公司，哈爾濱 150046）

在調試汽輪機通流過程中，通過對汽封弧段的加工，保證了轉子與靜子之間的汽封通流間隙，文中介紹了汽封修磨機床和刀具性能。

通流；汽封弧段；回轉半徑

1 引言

在汽輪機的安裝、調試及大修過程中，汽輪機汽封的修正是必不可少的步驟。因為汽輪機轉子找中后，轉子與靜子之間的汽封通流間隙很難保證設計要求的尺寸，這樣在安裝、調試及大修時就要實測汽封通流與設計給定的實際偏差值，把這種實際偏差值去除掉。現修正的方法有很多，但由于機組通常在現場處理，無法在數控機床進行，往往是通過機組安裝人員用手工的方法來消除偏差值。勞動強度很大，給裝配帶來一定的困難，針對這種情況，我們研究了最佳方案，解決了現場修正汽封的難題。

2 汽封修磨機概述

為了增大汽輪機組的輸出功率，減小能源的消耗，汽輪機的通流尺寸要求越來越嚴格，汽封圈在安裝與調試過程中的修整就顯得格外重要，這臺汽封修磨機結構簡單、使用方便，是適用于各發電廠及汽輪機制造廠的高科技含量的先進設備。

本機床功能強大，它可以加工5～60萬千瓦汽輪機機組的絕大部分汽封圈，也包括解鑲齒的汽封弧段，機床配有變頻器、電主軸，真正實現了機床的無級調速，此外，機床還配有感應數顯尺、數顯表，使數字模塊與機械機床對接，真正實現了機電一體化，使機床的定位精度及加工精度大提高，機床的重復定位精度可達0.02mm。

機床的主要規格與參數如下：機床的外形尺寸（長×寬×高）為 1785mm×600mm×860mm；工作臺的面積（長×寬）為 500mm×320mm；變頻器型號為 VFD015M43B，功率1.5kW,范圍0～10000r/min;電主軸型號為80XD，功率1.5kW，轉速10000r/min；水泵型號為YDB-12/40W；機床重量416kg。

3 機床的機械傳動系統

3.1 汽封修磨機傳動原理

機床機械傳動部分傳動簡捷，大部分采用絲杠傳動，為減小主軸頭減速箱的體積，本設備還采用變頻器無級調速裝置，這樣就大大簡化了機械傳動的結構。機床的傳動系統如圖1所示。

圖1 傳動系統圖

3.2 機床的軸承系列

汽封修磨機軸承參數如表1所示。

4 機床電器系統部分

4.1 機床電器原理

本電路由電主軸及水泵兩部分控制電路組成，由二套控制電路利用2個交流接觸器控制，本電路的特點是一旦電網中斷供電一段時間，又突然重新來電，而這時的電主軸不會重新起動，這樣即使操作者在機床附近，刀具也不會傷及操作者，保證了工人的人身安全。機床的電器傳動控制原理如圖2所示。

表1

圖2 機床電器傳動控制原理

4.2 機床所用電器元件的參數

機床的電器元件參數見表2。

表2

4.3 機床電器使用過程中應注意的事項

（1）機床在使用過程中應先開啟水泵，然后再開啟電主軸。以保證電主軸內部先得到充分的冷卻，然后再進行加工。（2）水泵插頭與數顯表并排安裝，在轉接時按標識牌插入，避免方向錯誤。（3）機床在加工過程中，機床地線應有可靠的接地，以保人身安全。

5 機床在加工汽封時的具體步驟

5.1 零點的設置

（1）機床歸零。所謂的機床零點，即機床尺寸的起始點，它是指機床的回轉中心的起始精確值，本機床設置為210mm，此裝置設在機床立柱與主軸頭上，每次使用機床前應歸零，即移動主軸頭把機床零點塊規對準，然后把210mm輸入數顯表內，完成機床的歸零任務。

（2）刀具半徑的增減。本機床所采用的刀具為φ4、φ6、φ20三種規格，在加工汽封圈時，根據加工汽封的內外弧實際情況，對刀具半徑應當增減。

5.2 根據汽封圈加工圖紙所標出的半徑找正工件

（1）計算機床的加工回轉半徑。不同規格的汽封圈，其尺寸都是不一樣的，所以在加工前，應設定機床的回轉半徑，如加工汽封弧段的內弧尺寸為R280mm，所用的刀具直徑為φ6，這樣機床的回轉半徑為R=280-3=277mm，然后將動力頭調到此尺寸，再將固定在工作臺上的汽封弧段搖到此位置，即可進刀加工。

（2）用數顯表顯示半徑。

（a）當計算完刀具回轉直徑后，使刀具移動到數顯表所顯示的277mm位置，并保證懸臂上的主軸頭不再沿懸臂移動。

（b）汽封圈的找正。第一步：如圖 3，先把汽封放置在工作臺上，使汽封圈的外弧靠在平臺的兩定位銷上，然后用壓板2將汽封圈壓緊。第二步：移動工作臺，使刀具的周齒與汽封圈的內齒相切，至此完成汽封圈的找正步驟。

圖3

6 汽封圈的切削用量

在完成上述準備工作后，即可實施對汽封圈的加工修磨工作，即搖動懸臂，帶動刀具，做往復圓弧運動，每次進刀應在0.02～0.10mm之間。

我們設計的刀具共三種規格，加工時所用的切削參數列表如表3所示。

7 結語

表3

近幾年我國的電力工業有了很大的發展，各地區已普遍進入大機組、大電網、高參數、超高參數、高電壓、超高電壓和高度自動化的發展階段，對電站汽輪機的調試及維修人員怎樣用高性能的小型設備來完成復雜而勞動量大的工作提出了更高的要求。

本設備就是針對現今電力行業發展的需要，專為電站新機組安裝、大修時而設計出來的汽封齒修磨機。該臺小型汽封齒修磨機所加工的機組范圍廣，它涵蓋了5～60萬千瓦機組的汽封齒規格，通過該產品的開發及投入使用，大大提高了生產效率，受到了各發電廠的普遍贊譽。

（編輯 黃 荻）

TK26

B

1002-2333（2013）08-0258-02

徐紅生（1963-），男，工程師，主要從事電站氣輪機零部件的機械加工和相關發電、環保設備的研發設計工作。

2013-04-18