菱形鎖口槽螺紋偏差處理工藝方案研究

王麗紅， 趙玉英， 董生權(quán)

（1.哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司哈爾濱 150046；2.哈爾濱艾瑞汽車排氣系統(tǒng)有限公司，哈爾濱150060）

0 引言

我公司300 MW超臨界蒸汽輪機(jī)組高中壓轉(zhuǎn)子，經(jīng)過(guò)力學(xué)計(jì)算，高壓輪槽部分需要設(shè)計(jì)成“T”型葉根結(jié)構(gòu)。為了滿足葉片與葉輪裝配要求，設(shè)計(jì)者在高壓轉(zhuǎn)子輪槽“T”型葉根結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)了一個(gè)菱形鎖口槽，如圖1所示，這樣動(dòng)葉片能夠順利從此菱形槽內(nèi)裝入，由于“T”型槽被菱形鎖口槽破壞，最后一支末葉片T型無(wú)法固定在鎖口槽上，為了滿足葉片裝配固定要求，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)在菱形鎖口槽兩側(cè)各加工出半個(gè)螺紋，并將葉片末葉T型根也隨之更改，在末葉片上與之對(duì)應(yīng)處也加工出半個(gè)螺紋，將末葉片裝入后通過(guò)特制螺栓將末葉片與鎖口槽（即轉(zhuǎn)子葉輪）聯(lián)為一體，這就將末葉固定在轉(zhuǎn)子上。滿足了使用要求。

圖1 鎖口槽

1 故障現(xiàn)象

公司在生產(chǎn)某一臺(tái)此型號(hào)機(jī)組高中壓轉(zhuǎn)子鎖口槽過(guò)程中，由于加工設(shè)備出現(xiàn)故障，Y軸發(fā)生偏移0.2 mm現(xiàn)象；造成此根轉(zhuǎn)子高壓其中一級(jí)鎖口螺紋加工出現(xiàn)錯(cuò)位（即鎖口槽上螺紋距離鎖口中心線距離偏離圖紙要求），導(dǎo)致末葉裝入時(shí)，末葉片上的螺紋與轉(zhuǎn)子鎖口槽上的螺紋出現(xiàn)較大錯(cuò)牙，如果強(qiáng)行將末葉片與葉輪鎖口槽上兩側(cè)特制螺栓同時(shí)裝入鎖緊后，末葉片發(fā)生扭轉(zhuǎn)，造成末葉片與其它動(dòng)葉葉根、葉冠出現(xiàn)間隙，不能滿足設(shè)計(jì)要求，如圖2所示。

圖2 錯(cuò)牙情況

圖3 葉冠間隙

2 故障分析及解決方案

經(jīng)過(guò)多方專家多次論證，如果想解決此問(wèn)題，方案僅有兩種：一是將鎖口槽上的錯(cuò)誤螺紋加工掉，再在正確位置上重新加工螺紋，使其達(dá)到圖紙理論尺寸。二是測(cè)量出鎖口槽上錯(cuò)誤螺紋的具體尺寸，再重新制造一只新的末葉片，將上面的螺紋按照測(cè)量出的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，加工后再進(jìn)行裝配，這樣也能滿足圖紙裝配要求。

第一種方案：如果將錯(cuò)誤螺紋加工掉再重新加工，受到鎖口空間位置限制，如果將鎖口槽上螺紋加工掉，會(huì)造成T型葉根輪面厚度大量減薄，同時(shí)錯(cuò)誤螺紋偏差僅在0.2～0.3 mm，加工掉錯(cuò)誤的螺紋，新螺紋也沒(méi)有加工位置，因此此方案無(wú)法實(shí)施。

第二種方案：將葉輪鎖口槽上螺紋偏離中心的尺寸測(cè)出，反饋給葉片加工分廠，在加工葉片螺紋時(shí)按照此數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，方案可行。但此方案缺點(diǎn)是增加了重做葉片的周期，難點(diǎn)是由于鎖口槽螺紋距離中心線的距離是空間尺寸，其偏離尺寸難于測(cè)量。考慮到轉(zhuǎn)子生產(chǎn)制造成本價(jià)值千萬(wàn)元，而且僅需要更換一只末葉片，同時(shí)現(xiàn)有的末葉片可以串用給其它同類型機(jī)組使用，因此必須要克服上述難題進(jìn)行修復(fù)。

針對(duì)鎖口槽螺紋偏差測(cè)量進(jìn)行深入研究，最終測(cè)量方法如下：

先在末葉片兩側(cè)各裝入2只動(dòng)葉片，再裝入末葉片。并將末葉片上的兩側(cè)螺紋與鎖口槽上的螺紋通過(guò)特制螺栓鎖緊，這時(shí)末葉片實(shí)際狀態(tài)與圖紙理論位置會(huì)發(fā)生一定量的扭轉(zhuǎn)。其扭轉(zhuǎn)量與螺紋偏差距離成固定的幾何關(guān)系，再將兩側(cè)的葉片推靠緊末葉片，此時(shí)在末葉片與動(dòng)葉片的葉冠上出現(xiàn)間隙（如圖3所示），測(cè)量葉冠之間的間隙，也就是葉冠節(jié)距處的一段弦長(zhǎng)，并根據(jù)葉片長(zhǎng)度，按照長(zhǎng)度與弦長(zhǎng)比例，通過(guò)轉(zhuǎn)換計(jì)算得出葉根處節(jié)距的弦長(zhǎng)，此弦長(zhǎng)即為出汽側(cè)鎖緊螺紋間的誤差。為了保證計(jì)算準(zhǔn)確，按照此數(shù)值進(jìn)行試制了1支工藝末葉片，工藝末葉片裝配后，螺紋咬合正常，葉冠處間隙達(dá)到圖樣要求。完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。證實(shí)了此方法正確，制作了產(chǎn)品末葉片，進(jìn)行了裝配，滿足了圖樣要求。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的深入分析，制定了合理的工藝方案，解決了生產(chǎn)中出現(xiàn)的難題，降低了由質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，增加了企業(yè)效益。