數(shù)控汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽中心支架介紹

張正剛

（齊齊哈爾二機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾 161005）

1 引言

汽輪機(jī)是一個(gè)集高溫、高壓、高速于一體的高精度機(jī)電產(chǎn)品，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子是其核心部分，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工一直是機(jī)械加工中的一個(gè)難點(diǎn)，而轉(zhuǎn)子加工中轉(zhuǎn)子輪槽的加工更是難中之難。轉(zhuǎn)子輪槽加工的質(zhì)量將直接影響汽輪機(jī)的出力及振動(dòng)情況。現(xiàn)階段國內(nèi)外對(duì)輪槽的加工基本采用專機(jī)加工，其加工特點(diǎn)為加工精度高、機(jī)床剛性好、抗振性能好，但其加工型線受限制，加工范圍小，并且投資較大。因此，輪槽的加工一直是所有汽輪機(jī)廠的瓶頸工序。

數(shù)控汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽中心支架是加工汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子松塔槽時(shí)用于轉(zhuǎn)子的支撐夾緊和分度的附件。中心支架包括安裝平臺(tái)（機(jī)床的落地平臺(tái)）、用來固定轉(zhuǎn)子分度裝置和兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸頸支撐、輔助支撐、尾座（一個(gè)帶編碼器的支撐架）以及液壓系統(tǒng)等組成，主要部件是經(jīng)過兩次去應(yīng)力的焊鋼的結(jié)構(gòu)，具有最大的剛度和強(qiáng)度。這些部件組成了一個(gè)能承受大功率切削，并能得到精密加工結(jié)果的剛性好、精度高的中心支架。

2 主要規(guī)格參數(shù)

兩中心支架間的支撐范圍：3000～7500mm；中心支架平臺(tái)規(guī)格（長×寬）：12000mm×2000mm；平臺(tái)T型槽數(shù)：7個(gè)；工作臺(tái)T型槽寬度：42mm；中心架中心高度（到工作平臺(tái)）：1150mm；中心架微調(diào)整量：4mm；中心架單個(gè)承受重量：60t；加工工件長度：6000～850mm；支撐軸頸范圍：φ300～φ500mm；加工工件最大重量：100t；支架最大夾緊力：30t；分度精度±5″；分度轉(zhuǎn)臺(tái)最大回轉(zhuǎn)速度：0.75r/min。

3 數(shù)控轉(zhuǎn)子輪槽中心支架主要構(gòu)成及功能

如圖1，該裝置主要由分度裝置、中心支架、安裝平臺(tái)、液壓軸瓦支架、尾座等五部分組成。

（1）分度裝置。提供轉(zhuǎn)子的夾緊、分度和轉(zhuǎn)動(dòng)，分度單元上有卡盤和旋轉(zhuǎn)編碼器，圓光柵36000線/r。數(shù)控達(dá)到分度精度±5＂，伺服系統(tǒng)同840D配套同時(shí)配濾波器。卡盤用來夾緊轉(zhuǎn)子，臺(tái)面直徑大約φ1200mm，編碼器用來分度測量，分度精度高。分度單元安裝在分度支架上，分度支架安裝在主機(jī)行程外，不影響主機(jī)加工范圍。分度支架固定在平臺(tái)上，安裝后不隨其他轉(zhuǎn)子加工裝置進(jìn)行拆卸，安裝位置應(yīng)考慮轉(zhuǎn)子加工范圍。

圖1 結(jié)構(gòu)圖

（2）中心支架。支撐轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)，由安裝平臺(tái)、兩個(gè)液壓軸瓦支架組成。中心支架安裝在安裝平臺(tái)之上，通過T型螺栓固定，在不用此裝置時(shí)，將其從平臺(tái)上拆卸下來，放到車間適合位置保存。

（3）安裝平臺(tái)。上面有T型槽，有導(dǎo)向?qū)к墸琓型槽用來夾緊兩個(gè)中心支架。兩支架移動(dòng)通過齒輪齒條手動(dòng)驅(qū)動(dòng)。需移動(dòng)支架時(shí)，支架的四個(gè)偏心輪將支架抬起1mm，移動(dòng)到位后，四個(gè)偏心輪落下，用壓板將支架壓緊即可。

（4）液壓軸瓦支架。通過軸瓦來支撐轉(zhuǎn)子，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)和支撐。支撐軸瓦通過調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)兩個(gè)支架的中心位置調(diào)整，調(diào)整范圍4mm，支撐軸瓦低于分度裝置的中心線2mm，升起4mm適應(yīng)各種不同直徑的軸頸，支架微動(dòng)調(diào)整部分有靜壓油，以減小調(diào)整時(shí)的壓應(yīng)力，減少磨損。支架的軸頸部分為靜壓的，根據(jù)軸頸的不同進(jìn)行更換。靜壓軸瓦的供油系統(tǒng)壓力為100MPa。這個(gè)靜壓軸承在工作時(shí)能把轉(zhuǎn)子升起約0.05mm，允許轉(zhuǎn)子在分度時(shí)有最小的扭矩進(jìn)行分度，每個(gè)支架可以承載60t，支撐范圍3000～7500mm。

圖2 液壓原理圖

（5）尾座。主要作用是檢測工件和主軸的隨動(dòng)情況，如果有不同步現(xiàn)象，則電氣報(bào)警，主軸和主機(jī)停止工作。由一個(gè)尾座支架和圓光柵支架構(gòu)成，通過聯(lián)軸器、連接桿、法蘭盤與工件一側(cè)剛性連接，圓光柵支架的高度通過調(diào)整螺栓調(diào)整。

本裝置在工件兩端使用了兩個(gè)編碼器，避免了加工時(shí)誤差的產(chǎn)生。

4 液壓系統(tǒng)

如圖2，液壓系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的部分組成，一個(gè)是軸瓦與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸之間，調(diào)整板與靜壓板之間的靜壓，另一個(gè)是由雙作用活塞油缸控制的V型夾具與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸之間的夾緊與松開。

目前該附件已廣泛用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工制造企業(yè)，加工工件最大重量可達(dá)100t。可與加工機(jī)床實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制。此附件的成功研制和應(yīng)用，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工精度及效率大大提高。使我國的汽輪機(jī)加工制造技術(shù)水平得到了很大提高。