無冠尖頂葉片裝配工藝研究

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 150046）

0 引言

某重點(diǎn)演示項(xiàng)目XY型蒸汽輪機(jī)機(jī)組是船用動(dòng)力系統(tǒng)，其空間狹小、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕；為了滿足這些要求，機(jī)組的低壓轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)得很小，減輕重量正反向第3級葉片設(shè)計(jì)為無冠尖頂型（如圖1），中間體位置A處寬度很小（最大處僅2.5 mm）也是為了通流效果更佳。在末葉片脹緊時(shí)葉冠、中間體處均不能敲擊，無法脹緊末葉片，常規(guī)火電機(jī)組也有無冠尖頂型葉片，但是其中間體位置A處都很大，一般都在10 mm以上，這樣末葉片在脹緊時(shí)可以用銅棒敲擊中間體部位，使得末葉片脹緊完成裝配。由于此船用XY型汽輪機(jī)機(jī)組的葉片設(shè)計(jì)已經(jīng)定型，并且葉片已經(jīng)產(chǎn)成無法更改，必須通過工藝手段完成末葉片的裝配脹緊工作，為此設(shè)計(jì)一個(gè)末葉片脹緊工裝，見圖2。

圖1

1 脹緊工裝結(jié)構(gòu)組成及工作原理

此脹緊工裝由3部分組成（見圖3）。

使用時(shí)先將其它動(dòng)葉片拂配好，裝入葉輪，測量好葉根及中間體處的V型尺寸（見圖4），按此尺寸配好末葉片的過盈量，將末葉片根部插入動(dòng)葉V型槽間后將脹緊工具的沖頭3從末葉片葉身上套入，使得沖頭3端面與末葉片中間體位置A處貼合，再將連桿2插入沖頭3上，頂頭1放到連桿2上，確認(rèn)3件工裝安裝牢靠，用手錘輕輕敲擊頂頭1，敲擊力通過連桿2傳遞給沖頭3，再由沖頭傳遞給末葉片，使末葉片承受向下的力，產(chǎn)生向下移動(dòng)，慢慢插入葉輪輪槽中。

圖2

圖3

圖4

2 工藝措施

根據(jù)上述介紹的工作原理，在設(shè)計(jì)工裝時(shí)進(jìn)行了深入研究。首先研究沖頭3部分；由于末葉片兩側(cè)均有動(dòng)葉片，空間狹小。沖頭3工作部分需要按照末葉片葉身氣道型線進(jìn)行設(shè)計(jì)，防止工裝與動(dòng)葉片相碰；其次，沖頭中間末葉片穿過位置，也按照末葉片氣道型線并且放大一點(diǎn)設(shè)計(jì)的（半徑上大1 mm左右），這樣設(shè)計(jì)既可以保證末葉片能夠順利穿過，同時(shí)也避免在敲擊時(shí)工裝與葉片之間發(fā)生太大移動(dòng)，造成葉片損傷。此外，在沖頭3的端面鍍上一層銅，防止沖頭3在傳遞力的時(shí)候，沖頭與葉片接觸時(shí)沖頭本體鋼材材質(zhì)過硬損傷葉片。沖頭3上還設(shè)計(jì)了2個(gè)光孔，目的是能夠使連桿2插入，并且沖頭3上的光孔尺寸與連桿2尺寸為小間隙配合，避免敲擊時(shí)發(fā)生移動(dòng)，碰傷葉片。

頂頭1設(shè)計(jì)時(shí)要求零件有一定厚度，并且要有一定強(qiáng)度，手錘敲擊時(shí)頂頭1不能產(chǎn)生彎曲、塑性變形。其上光孔與沖頭3要求相同。

連桿2設(shè)計(jì)時(shí)要求零件有一定剛性，手錘敲擊時(shí)不能產(chǎn)生彎曲、折斷現(xiàn)象，連桿的有效部分長度要比末葉長出50 mm以上，確保頂頭1受力在移動(dòng)時(shí)不能與葉片頂部尖點(diǎn)相碰。

為了方便工作，也可以將頂頭1與連桿2焊接成一體。這樣節(jié)省了頂頭1與連桿2連接的時(shí)間，能夠節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間。

3 結(jié)語

通過設(shè)計(jì)此工裝，徹底地解決了此型船用汽輪機(jī)機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子第3級葉片無法裝配的問題，取得了良好的生產(chǎn)制造效果，解決了生產(chǎn)中的實(shí)際問題，拓寬了制造能力，提高了裝配工藝手段。從而圓滿地完成生產(chǎn)加工任務(wù)。更主要是為后續(xù)同類葉片裝配提供了一種工藝方案，開闊了葉片裝配的工藝思路，贏得了產(chǎn)品市場，為企業(yè)增加了經(jīng)濟(jì)效益。