20W汽輪機發電機組汽封的車削方法

楊玉國

摘 要：汽封是發電機組上的主要部件，通過機組隔板的連接，形成32級的高中低壓區的變化，對機組的高速旋轉起一個穩定作用。在機組大修過程中，通過對機組各部件進行清理（噴砂和打磨），使機組各部零件達到原來的粗糙度要求，清理過程中也使各部的間隙尺寸發生了細微的變化，所以在回裝過程中要進行調整。汽封隔板的調整是機組大修主要的任務之一。

關鍵詞：汽輪機；汽封；車削

中圖分類號：TK268 文獻標識碼：A

1.軸端汽封簡介

汽輪機有靜子和轉子兩大部分。因此轉子和靜子之間必須保持一定的間隙，不使相互摩擦。為了增加機組的效率，又要保證汽輪機正常安全運行，特設置了各種汽封。這些汽封可分為通流部分汽封、隔板汽封和軸端汽封三大類。就工作原理來講，這三類汽封均屬迷宮式汽封。

軸端汽封多為高低齒汽封，都設計成多段結構，每段由若干個汽封環組成，相鄰兩段之間設置汽室。

幾種常見的隔板汽封：

（a）彈性、梳齒、曲折式；（b）彈性、鑲嵌、曲折式；（c）彈性、平齒式；（d）剛性、平齒式。

2.技術分析及提出問題

間隙的調整主要是對隔板及其上的汽封進行調整。20W機組共32級，分高中低壓3個區，有隔板64對，汽封400塊，大尺寸3mm～1mm間隙的調整在隔板上進行，微量間隙1mm～0.2mm的調整是要通過調整汽封的背弧槽尺寸來實現的。所以說汽封的調整是大修調整的主要任務。如何高效高質量地完成汽封間隙的加工，滿足機組大修的需求，是一個技術問題。

3.車削軸端汽封常規方法

3.1鉗工刮削。通過刮刀對一塊汽封背弧槽的雙口進行刮削，達到調整間隙的目的。但大修過程中，由于汽封數量較多，質量上易受到鉗工人員的技術水平和體能的影響，整體加工效率低，返工率高。

3.2鉆銑削設備。通過能夠自轉的臺式鉆銑床，經過手動進刀，把已安裝找正調整好的汽封的槽口銑削至間隙合格。雖然間隙質量得到有效保證，勞動強度進一步降低，加工工藝相對靈活，但依舊是單一加工，返工率高，效率仍然不高。

3.3在立式C5116車床上，利用胎具，既能單一加工，也能多件加工，甚至能夠達到汽封滿負荷裝夾加工，加工尺寸可控，返工率低。工作效率大幅提高，整體加工質量有所改善。如圖1所示。

分析：我們在加工汽封常用方法，發現都能達到最終調整汽封的目的，但我們還是總結出影響槽外口加工質量和效率的因素。

4. 槽外口加工質量和效率的因素

4.1以采用加工方式為主

4.1.1鉗工

（1）刮刀材質，汽封材質；（2）刮刀手法；（3）尺寸測量；（4）操作人員體能；（5）操作人員技術水平；（6）返工率高。

4.1.2鉆銑削設備方式

（1）汽封尺寸精密計算；（2）汽封在加工位置定位；（3）刀具對加工過程中變化；（4）尺寸測量；（5）返工率高。

4.1.3立式車床進行加工

（1）各種汽封尺寸精密計算；（2）胎具加工精度；（3）胎具定位精度；（4）汽封在胎具定位精度；（5）刀具在加工中對工件影響；（6）尺寸計算；（7）操作人員技術水平；（8）返工率低。

4.2總結分析

（1）尺寸測量；（2）汽封在加工中的定位精度；（3）汽封形狀尺寸；（4）操作人員技術；（5）胎具加工精度、定位精度；（6）刀具在加工中影響；（7）返工率和效率。

4.2.1汽封實際尺寸表（表1）

表1

缸體 位置 級數 背弧 缸體 位置 級數 背弧

高壓缸 前端

汽封 1 513 中壓缸 后端

汽封 1 456

2 513 2 456

3 513 3 456

后端

汽封 1 475 4 456

2 475 低壓缸 前端

汽封 1 748

3 475 2 748

中壓缸 前端

汽封 1 473 3 662

2 473 4 662

3 473

4.2.2通過隔板實際測量尺寸，分析加工中定位誤差對隔板汽封的實際加工尺寸的影響

（A）徑向定位尺寸大時，汽封兩端尺寸一定，中間尺寸超差，易造成尺寸增大，出現廢品。

（B）徑向定位尺寸大時，汽封兩端尺寸一定，中間尺寸減小，易造成尺寸減小，出現返工。

（C）安裝垂直精度小于90度時，汽封槽上口尺寸一定，槽內尺寸增大，易出現扎刀現象和廢品。

（D）安裝垂直精度大于90度時，汽封槽上口尺寸一定，槽內尺寸減小，易出現返工現象。

（E）汽封的形狀，指邊緣卷邊、毛刺、汽封接頭有錯口、端面接觸面配合不好，都要產生上述尺寸誤差。

針對以上分析，我們選擇隔板汽封在C5116立式車床，制作花盤胎具，加工隔板汽封，此工藝充分容納了汽封加工影響質量和效率的因素，具體包括：胎具的粗制作、胎具的安裝、胎具的精加工、胎具的使用、汽封的加工等五方面。

5.制作花盤胎具

5.1胎具的粗制作：根據設計要求，我們預先制作了一個與C5116立式車床花盤大小的胎具，如圖2所示。

5.2胎具的安裝：利用車床卡盤中的限位孔Φ300±0.05做定位。使粗加工的胎具定位在卡盤中，如圖3所示。

5.3胎具的精加工

工藝如下：

5.3.1粗車花盤工作端面1～2mm。

粗車高壓缸前段汽封1～3級，尺寸Φ513，留量1～1.5mm，深4mm，寬18mm。

粗車中壓缸后端汽封2～4級，尺寸Φ513，留量1～1.5mm，深4mm，寬18mm。

粗車低壓缸前段汽封1～4級，尺寸Φ78，留量1～1.5mm，深4mm，寬22mm。

粗車低壓缸后端汽封1～2級，尺寸Φ78，留量1～1.5mm，深4mm，寬22mm。

粗車高壓缸后端汽封1～3級，尺寸Φ475，留量1～1.5mm，深4mm，寬18mm。

5.3.2卸下花盤，消除應力1～2天，待整體尺寸穩定后再安裝精車。

5.3.3精車高壓缸前段汽封1～3級，尺寸Φ513研配80%，深5mm，寬20mm。

精車中壓缸后端汽封2～4級，尺寸Φ513研配80%，深5mm，寬20mm。

精車低壓缸前段汽封1～4級，尺寸Φ78研配80%，深5mm，寬25mm。

精車低壓缸后端汽封1～2級，尺寸Φ78研配80%，深5mm，寬25mm。

精車高壓缸后端汽封1～3級，尺寸Φ475研配80%，深5mm，寬20mm。

5.3.4去毛刺，倒角。備用。

5.4胎具的使用

工藝如下：

選擇一組汽封，如圖4所示。

5.4.1把一組待加工汽封在鉗工平臺上校直，對發現有毛刺、錯口、卷邊的汽封進行手工處理，并用高度尺測量該組汽封的高度是否一致，用角度尺測量垂直度是否合格。

5.4.2把一組校直合格的汽封放在花盤胎具上相應的槽內進行裝卡，檢查汽封和汽封間的連接情況，整體汽封組的垂直度情況，裝卡時用力要均勻，不許使汽封產生局部變形的現象。

5.4.3用車床專用的槽刀，如圖5所示。

5.4.4選用合理的切削參數，速度25r/min，走刀0.05/r。

5.4.5 A進行試車

B車削斷屑槽；

C正式切削，吃刀量s=0.05；

D再車削時，吃刀量s=0.20，直至車到尺寸；

E將汽封翻轉，車另一面槽，工步同ABCD；

F工作中要有兩名車工相互配合操作；

G自檢，測量槽內形位公差尺寸，貼好標示；

H交質檢檢查，做好登記。

結語

在C5116立式車床利用花盤胎具車削隔板汽封，總結了常規方法存在的不足，逐漸形成了一套有一定工藝性，安全方便的加工方法，提高車削隔板汽封的效益。在汽輪機大修汽封間隙調整上起到了很大作用。

參考文獻

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