汽輪機轉子樅樹型輪槽的一種修復方法

孫英娣 謝方明

(①哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱150046;②哈爾濱電氣國際工程有限責任公司，黑龍江 哈爾濱150046)

轉子是汽輪機產品的核心部件，轉子在機組運行時處于高速運轉的動平衡狀態，運行中轉子各部分結構承受巨大的離心力作用。所以轉子一旦加工錯誤，是不允許補焊后重新使用的。轉子樅樹型葉輪槽加工是非常重要的關鍵環節，一旦加工錯誤，將導致整根轉子的報廢，造成幾百萬甚至上千萬元的巨大的經濟損失。在生產實際中由于設備、人員、操作方法等多種因素影響下，難免會有加工失誤的情況發生，轉子葉輪槽加工錯誤后的修復問題，一直是汽輪機轉子加工制造業的的一項難題。

1 修復方法原理

本修復方法采用轉子葉片裝配常用的樅樹型葉根結構和轉子動平衡槽結構，此兩種結構在轉子上使用多年，已是成熟技術。首先將轉子葉輪輪槽加工錯誤部分去掉，然后在葉輪去除部分底部的主軸上加工樅樹型輪槽。根據去除部分結構尺寸設計專用鑲塊，鑲塊底部采用葉片的樅樹型葉根結構(型線與輪槽一致)，利用樅樹型輪槽將鑲塊安裝到轉子上，配合面緊密貼合。為了便于在轉子上銑輪槽和安裝專用鑲塊操作，需要加工一個工藝開口，開口結構使用燕尾形動平衡槽結構，葉輪補充完整后再將燕尾形開口封好。這樣葉輪補充完整，轉子就可以重新使用了。這種修復方法主要適用于轉子葉輪槽加工時，發生輪槽加工深度或者分度錯誤的情況。

2 具體操作步驟

下面結合圖1 ～6 說明本方法具體操作步驟。

步驟一:將加工錯誤部分去掉

如圖1 所示，圖1a 中A向視圖中的2 所指V 型缺口為一個加工錯誤的輪槽，將此加工錯誤的輪槽連同與其臨近的一個輪槽一起去除，即去除A向視圖的陰影部分。去除部分大小能夠將兩個V 型缺口完全包容進去。由于葉輪間外圓為圓弧面，所以去除部分深度要低于葉輪間外圓K1(4 ～5 mm)。去除部分長度L2大于葉輪1 寬度L1，去除部分寬度H1大于兩個V 型缺口寬度H2。

步驟二:加工燕尾形工藝開口

如圖1b 所示，3 所指為燕尾形工藝開口。為了加工樅樹型輪槽和安裝鑲塊操作方便，需要在葉輪1 和與其相鄰開檔較大的葉輪間外圓上加工一個燕尾槽3，保證燕尾槽3 的深度D3大于待加工的樅樹型輪槽4的深度D4(見圖1c)，燕尾槽的長度L3大于待設計的鑲塊5 底部葉跟長度L5(見圖1d)，燕尾槽的寬度H3大于待設計的鑲塊5 的寬度H5。

步驟三:加工裝配鑲塊用樅樹型輪槽

如圖1c 所示，在葉輪1 去除部分底部銑樅樹型輪槽4。從燕尾形工藝開口處進刀，加工刀具中心通過葉輪1 寬度中心時停止走刀，將刀具原路退刀。加工深度滿足整個輪槽型線位于平面M之下。

步驟四:設計專用鑲塊

如圖1d 所示，根據葉輪去除部分尺寸形狀以及加工的輪槽型線，設計專用鑲塊5。鑲塊底部采用樅樹型葉根結構，葉根型線與步驟三加工的樅樹型輪槽型線一致。鑲塊尺寸略大于葉輪去除部分，留有修配余量。鑲塊底部葉根長度L5大于輪槽4 長度L4，鑲塊長度L6大于葉輪1 寬度L1同時保證L2長度需要。鑲塊寬度H5大于葉輪去除部分寬度H1。

步驟五:安裝專用鑲塊

如圖1e 所示，首先要反復試裝修配，測量轉子葉輪去除部分開口寬度H1，根據此尺寸修配鑲塊寬度H5，使鑲塊安裝后與葉輪緊密貼合0.02 mm 塞尺不入。根據鑲塊葉根與轉子上葉根槽裝配情況，修配鑲塊長度L6，使鑲塊裝配后葉根與輪槽緊密貼合、端面N處緊密貼合。間隙配好后，裝配時在輪槽的底部塞墊片將鑲塊的葉根頂起，保證鑲塊葉根承力面與輪槽承力面緊密貼合，各配合面無間隙。

步驟六;封好燕尾型工藝開口

如圖1f，順序裝配燕尾槽鑲塊6、7，對各接觸面進行刮配，保證緊密貼合0.02 mm 塞尺不入。件6、7 裝好后，用楔鐵將件6、7 間開口脹緊，測量開口尺寸，根據測量值修配件8，將修配好的件8 裝入，用錘敲打直至脹緊。用氬弧焊將件6、7、8 處坡口焊牢。焊口打磨齊平后進行著色探傷檢查，合格后進行下步操作。

步驟七:根據轉子精加工圖紙，將修復處多余部分加工掉。

經過以上7 個操作步驟轉子葉輪修復完整，可以重新加工輪槽。

3 結語

本方法操作簡便易行，可實施性強，采用技術成熟，經機組實際運行后證實修復方法安全可靠，解決了現有汽輪機轉子樅樹型輪槽加工錯誤后，無法修復導致整根轉子報廢的問題，對于轉子輪槽誤加工后的補救具有重大意義，可以挽回重大經濟損失，提高企業經濟效益。

［1］梅芳秋.樅樹型輪槽的加工［J］.汽輪機技術，1990(1).

［2］邵子舒，李艷梅，張俊成.大型樅樹型輪槽加工的工藝研究［J］.汽輪機技術，2001(2).