黃登水電站座環加工機床調整問題的分析和對策

束長磊，高曉剛

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明 650032）

黃登水電站座環加工機床調整問題的分析和對策

束長磊，高曉剛

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明 650032）

黃登水電站座環現場進行組焊，機坑測定后進行現場加工，加工機床為廠家提供的銑床，由于機床為4個電站使用過的舊設備，在安裝和調整過程中出現了不少問題，通過對發現的問題分析并制定相應的對策，提高了座環加工的效率，保證了加工質量。

座環加工；機床；調整

1 概述

黃登水電站為大型地下廠房水電站。電站共裝設4臺套立軸混流式水輪發電機組。水輪機座環分6瓣到貨，現場進行組裝焊接。機坑測定后在機坑內進行現場加工，加工機床為廠家提供，機床主要由安裝基礎、可調整底座、回轉工作臺、立柱、轉臂、后臂、升降架、轉臂升降傳動系統、滑臺、銑削頭、立柱支撐機構及電器控制系統等組成。機床在機坑內找正就位后，通過橫臂的升降和滑臺的移動使銑頭靠近加工部位，調整銑頭主軸的伸縮確定切削深度，選擇合適的切削速度和進給速度即可進行加工。主切削運動采用變頻電機及皮帶輪傳動，通過變頻器實現無級調速。回轉運動則由回轉工作臺帶動立柱及橫臂實現，回轉工作臺采用交流伺服電機驅動，無級調速。橫臂的升降采用單電機雙絲杠螺母副同步驅動。銑頭水平及豎直方向移動均為手動。

圖1 座環加工機床簡圖

2 加工前機床的調整

2.1 轉臂回轉水平調整

（1）將轉臂升至座環待加工面上方位置，安裝前臂斜拉桿；并鎖緊轉臂；

（2）在銑頭端部吸標尺，以其中一條刻度線為檢查基準線；

（3）在座環上合適的位置架設水準儀（精度0.1 mm），調節水準儀，使水準儀基準線與選定的標尺刻度線重合；

（4）轉動轉臂，以底座8個調整螺桿對應位置為檢測點，讀取水準儀基準線與標尺刻度線的高度差值；

（5）調整底座豎直螺桿，使水準儀基準線與標尺刻度線重合；

黃登水電站座環加工首先加工底環板的水平面，機床組裝完成后首先進行機床轉臂水平的調整，根據對調整底座的調整轉臂水平在最佳位置時水平為0.4 mm，（見表1）：經過與廠家監理商定，轉臂水平暫以0.4 mm進行試加工，根據試加工情況再進行調整。

表1 加工前機床轉臂水平

圖2 轉臂水平測量

2.2 滑梁徑向移動水平調整

（1）將找正平尺徑向放置在座環加工面上，用框式水平儀調平，誤差≤0.02 mm；

（2）在銑頭端部支放百分表；

（3）手搖滑梁，使前臂徑向移動，用百分表檢查誤差值；（如圖 3）

（4）調整斜拉筋的拉緊螺母，使徑向移動水平誤差≤0.03 mm。

圖3 滑梁徑向水平檢查

2.3 刀盤回轉水平調整

（1）將找正平尺徑向放置在座環加工面上，用框式水平儀調平，誤差≤0.02 mm；

（2）在刀盤上支放百分表；

（3）回轉刀盤在找正平尺上，檢查水平誤差（如圖 4）；

（4）通過銑頭部件的微調機構調整刀盤水平，誤差≤0.02 mm。

圖4 刀盤回裝水平檢查

3 試加工過程中機床轉臂水平的檢查

機床調整完成后，根據測量的底環板數據進行試加工，先從高點進行進刀，整環進行加工，直至能加工到低點。對底環板進行試加工后對加工面水平進行測量，加工面水平為1.4 mm，加工面的水平超差嚴重，隨后測量轉臂水平為1.00 mm：且與加工前數據沒有任何的對比性和規律性（表2）。

表2 試加工機床轉臂水平

4 機床的再次檢查和調整

4.1 原因分析

由于試加工后的加工面和轉臂水平的數據均嚴重超標，故加工停止，進行原因分析。通過試加工過程中的觀察，在加工過程中，機床的銑頭有跳動的現象，分析原因，在調整滑梁徑向移動水平時，前臂斜拉桿為松動狀態，若鎖緊，滑梁則抬頭，滑梁徑向移動水平超標。

通過對試加工后轉臂水平的測量數據分析，測量數據沒有規律，和試加工前的數據對比也沒有任何的可比性。分析認為轉臂的水平問題應該不在底座，可能是立柱垂直度不好，頂部支撐拉桿受力不均勻造成的。通過測量頂部支撐和立柱頂端的間隙，發現對稱間隙相差3 cm，原因為頂部支撐拉桿安裝完成后沒有再次檢查頂部支撐的水平。

4.2 機床再次調整

松開頂部支撐拉桿，并制作4個調整頂絲，調整頂部支撐水平，水平調整在0.5 mm以內后，安裝支撐拉桿及拉緊螺母，并與拉桿座聯接，同時對稱旋緊拉桿螺母，使拉桿對稱、均勻受力，頂部支撐架不發生位移。再次復測頂部支撐的水平（測量頂部支撐與立柱頂部的間隙），在1 mm以內。

頂部支撐調整完成后，測量轉臂水平，根據測量的結果，對機床底座進行調整。在調整過程中，按照盡量向下壓緊高點位置螺桿進行調整。調整兩次以后，轉臂的水平已經基本有規律，經過6次調整，轉臂水平調整在0.15 mm，滿足設計和加工要求（表3）。

表3 機床再次調整后轉臂水平

刀盤徑向水平調整，拉緊前臂斜拉桿，并在轉臂和中心柱之間采用槽鋼連接，增加前臂的斜拉力，同時在轉臂上增加配重，確保在加工過程中不出現跳動現象。在銑頭和轉臂連接處的下部 采用加墊的方式調整銑頭的水平。在加工面上涂色標記，進行試加工，根據對標記加工和框式水平儀的復測，進行加墊調整，確認刀盤徑向水平滿足要求。但是加墊的方式只能調整一個刀盤距離的水平，不能保證整個滑梁的水平。所以每環加工完成后以及每次換刀片都需要復測和調整刀盤的徑向水平。

5 座環加工

機床調整合格后，對底環板進行正式加工，在加工過程中測量轉臂的水平均符合標準要求，加工面的水平和轉臂水平吻合。在精加工過程中，控制進刀量，勤測量。加工面水平在0.30 mm以內后進行手動進刀，分段進行加工高點位置。加工后底環板水平控制在0.15 mm以內。

底環板加工完成后進行支持環法蘭面加工，加工前同樣測量轉臂水平，刀盤徑向和周向水平。并按照上述調整方式進行調整，確保機床加工前各參數滿足加工要求。支持環加工除了要保證支持環法蘭面的水平還要兼顧整個導水機構的開檔尺寸，確保座環加工完成后導葉端面間隙符合設計要求。

6 總結

通過對加工機床頂部支撐的調整，確保中心立柱的垂直度；在調整底座調整螺桿時采用盡量向下壓緊高點位置螺桿的方法，以及對滑梁轉臂進行配重和增加斜拉，調整轉臂的水平；在銑頭部位加墊的方式進行刀盤徑向水平的調整，確保了機床轉臂水平和銑頭刀盤的水平，使加工機床符合加工標準，提高了加工效率，保證了加工質量。

黃登電站的加工機床為已經使用了4個電站的舊設備，過程中電氣問題很多，伺服電機經常跳閘；且加工刀盤直徑小，加工面較大，每次換刀盤位置時候還需要再次進行加墊調整刀盤的徑向水平；另外在加工過程中升降臂的軸承斷裂，轉臂的升降不能實現自動，現場采用橋機配合手拉葫蘆進行升降。

在加工過程中，對車床的轉臂水平和銑頭跳動等現象采取了一系列的積極、有效的措施，使得座環加工的最終尺寸滿足要求，確保了加工質量，保證了加工工期，希望以上的調整和處理方法對同類型電站提供借鑒。

TH182

B

1672-5387（2017）10-0067-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.10.023

2017-07-21

束長磊（1984-），男，工程師，從事水電站機電安裝管理工作。