環形移動與調頭加工技術

樂山市東風電機廠（四川 614802）閻玉輝 羅文學 鄧志明 朱豐友 蔣建華

大型燈泡貫流式水輪發電機組內外配水環同鏜裝置通常是采用在環形底座上移動加工工位和用調頭加工的方式對內、外配水環進行同鏜的。環形底座同鏜裝置如圖1所示。

圖1 環形底座同鏜裝置

環形底座同鏜裝置的同鏜工藝是：在環形底座6上預先按同鏜加工的工位，加工出加工動力裝置3的同鏜定位孔和把合孔，使加工動力裝置3以環形底座的內上環定心，以環形底座6上的銷孔定位。選擇大型裝配平臺，安裝環形底座和加工動力裝置，內、外配水環按機組裝配的要求裝配在方箱組件之上，加工動力頭的同鏜軸線與內、外配水環導葉軸孔的軸線重合。同鏜加工工序為：將同鏜裝置的位置和調頭部位鎖死，內配水環導葉軸孔（或外配水環導葉軸孔）加工完畢，放開調頭部位進行調頭，調頭后鎖死調頭部位，再加工外配水環導葉軸孔（或內配水環導葉軸孔），因為調頭加工前后軸線重合，因此同鏜裝置能夠完成同鏜工作。完成了一個工位的工作后，將同鏜裝置的位置把合放開。移動到下一個工位，把合鎖死，按上述方法加工下一組導葉軸孔，依此類推完成所有導葉軸孔的加工，為了提高工效，可在環形底座上對稱布置加工動力裝置同時加工。

1.環形移動技術

環形底座和內、外配水環都是大型和重型工件，與加工動力裝置相比更大更重，如果將移動功能放在兩個物件上，顯然成本投入巨大，而且難以實施。因此將這項任務由加工動力裝置完成比較合理。由傾斜機座、動力滑臺、調頭機構、鏜孔車端面動力頭等組成的加工動力裝置既笨重，形狀又不規則。這樣的加工動力裝置在內、外配水環正扣安裝（大端朝下、小端朝上）形成的空間里進行吊裝和移位以及定位安裝都是一件較為困難的事情（注：內、外配水環反扣安裝存在同樣的問題）。在實際工作中，我們經歷了兩個階段。

（1）起重機吊裝移動加工動力裝置 起重機吊裝移動加工動力裝置如圖2所示。用電動橋式起重機起吊加工動力裝置，移動放置到環形底座的加工工位處，用定位軸銷6選擇加工動力裝置在環形底座9上的位置，用傾斜機座8下部的頂緊螺栓1頂緊環形底座9的外上環，使加工動力裝置的傾斜機座8緊靠在環形底座9的內上環。定心與定位工作完成后，把合螺栓組件7，將加工動力裝置固定在環形底座9之上，以便達到加工配水環的要求。加工工作完成后，放開螺栓組件7和頂緊螺栓1，取出定位軸銷6，將加工動力裝置起吊到下一個工位，重復以上程序，完成下一個工位的工作，周而復始的完成全部工作。

圖2 起重機吊裝移動加工動力裝置

（2）滾珠機構輔助移動加工動力裝置 起重機吊裝移動加工動力裝置，在移動工位過程中，必須將加工動力裝置吊離環形底座進行移動，由于加工動力裝置與環形底座有松散的配合關系，而加工動力裝置是一個不規則的組件，因此吊裝過程費時費力，而且操作困難。經過一段時間的使用，針對產生的問題，我們對加工動力裝置進行了改進，在傾斜機座上增加了一套輔助移動裝置，即滾珠機構輔助移動加工動力裝置，如圖3所示。

圖3 滾珠機構輔助移動加工動力裝置

加工動力裝置移動工位時，放開傾斜機座5上的把合螺栓組件和頂緊螺栓，取出定位軸銷，向頂出液壓缸8和導向液壓缸6施壓，頂出液壓缸8將滾珠機構7頂出，使傾斜機座5底面離開環形底座，導向液壓缸6推動滾珠將傾斜機座脫離環形底座的內上環，加工動力裝置通過滾珠機構7和導向軸承9及導向液壓缸6頂出的滾珠，以環形底座為導軌移動工位。到位后，插入定位軸銷選擇定位，導向液壓缸6復位，并通過頂緊螺栓進行定心，位置確定后頂出液壓缸8復位，滾珠機構7收入傾斜機座5的內腔，把合螺栓組件將加工動力裝置固死在環形底座之上，加工動力裝置就可以進行同鏜加工。

2.調頭加工技術

內、外配水環導葉軸孔的加工是通過將鏜孔車端面動力頭進行調頭而完成同鏜工作的。內、外配水環之間的空間狹窄，加工動力裝置既重又很不規則，鏜孔車端面動力頭的轉動中心線與重心線成較大的夾角，使得調頭工作既困難又不安全。鏜孔車端面動力頭的頂架螺釘調頭方式，我們經歷了三個階段。

（1）頂架螺釘輔助動力頭調頭 頂架螺釘輔助動力頭調頭如圖2所示。在傾斜機座8內裝有端面推力軸承，調頭時，取掉聯接轉板架4和傾斜機座8的螺栓組件，起頂頂架螺釘2，將轉板架4頂離傾斜機座，此時傾斜機座8內裝的端面推力軸承擔扶著轉板架以上的加工動力裝置。當將轉板架4轉動時能夠躲開傾斜機座8上的端面銷時，轉板架以上的加工動力裝置借助于電動橋式起重機進行調頭，調頭后，放松頂架螺釘2，轉板架4下降靠端面銷定位，把合轉板架4和傾斜機座8的螺栓組件即完成調頭。

（2）液壓缸在傾斜機座內輔助動力頭調頭 頂架螺釘輔助動力頭調頭操作困難，效率很低，只采用端面推力軸承轉動效果也較差。為此，我們在傾斜機座8內，裝上轉架液壓缸，并增加徑向軸承以提高調頭轉動機能，將頂架螺釘輔助動力頭調頭改造成液壓缸在傾斜機座內輔助動力頭調頭，參見圖3。其調頭程序與方法與頂架螺釘輔助動力頭調頭相同。

圖4 滾珠機構輔助移動加工動力裝置

（3）液壓缸在動力頭下的輔助調頭 液壓缸在動力頭下的輔助調頭如圖4所示。傾斜機座6以上部分作了重大變化，將轉板架換成過渡裝板2以擴大加工長度范圍，取消傾斜機座6內的頂出液壓缸與軸承組件，改液壓滑臺為機械伺服滑臺，在機械伺服滑臺3與鏜孔車端面動力頭4之間設置一個調頭機構5。動力頭調頭時，取掉聯接轉板架和鏜孔車端面動力頭4之間的螺栓組件，液壓缸起頂轉板架離開調頭機構的架體，取掉端面上的定位軸銷，在電動橋式起重機輔助下動力頭依靠軸承組件進行調頭，到位后插入定位軸銷，液壓缸復位，轉板架和鏜孔車端面調頭機構動力頭4恢復到加工狀態，把合調頭機構的螺栓組件將動力頭位置鎖死，即完成了調頭工作。

3.結語

將調頭機構放在動力頭下輔助調頭，由于去除了滑臺和較重的轉板架，參于調頭轉動的部分輕了許多，相對于原參與調頭轉動的部件也規則了許多，因此轉動調頭成效比較顯著。轉板架換成過渡裝板，液壓滑臺改為機械伺服滑臺后，由于調頭只能上移，過渡裝板和機械伺服滑臺不參于調頭轉動，過渡裝板和機械伺服滑臺可以調整在傾斜機座上的安裝位置，這樣既可以保證通過設計確定動力頭在調頭前后與內、外配水環的等距，又能適應更小或更大配水環的加工需要，還能使刀桿懸伸距離最短，提高了加工動力裝置的整體剛度，也優化了加工條件。由起重機吊裝移動加工動力裝置到滾珠機構輔助移動加工動力裝置，由于加工動力裝置太重，形體太大，且參差不齊，雖然滾珠機構輔助移動加工動力裝置還不能完全脫離起重機吊裝，但加工動力裝置移動時，不用吊離開環形底座，可依環形底座為軌道進行推動移位，因此能大幅提高效率，方便移位操作。