水輪機(jī)零部件組合基本工藝探討

趙平平

摘 要：在工業(yè)生產(chǎn)中，水輪機(jī)是重要的運(yùn)行設(shè)備，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)具有非常重要的作用。水輪機(jī)零部件的組合是水輪機(jī)能夠運(yùn)行的基礎(chǔ)前提，在零部件組合的過(guò)程中，需要遵循一定的工藝標(biāo)準(zhǔn)，才能夠保證水輪機(jī)高效穩(wěn)定的運(yùn)行。水輪機(jī)零部件的組合形式主要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)靜止兩種方式，文章會(huì)對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：零件；組成機(jī)械；組合關(guān)系

在水輪機(jī)中，是由成百上千個(gè)零件組合而成的，零件是獨(dú)立的個(gè)體，也是機(jī)械設(shè)備中最小的單元。而部件是具有一定功能的部分，一般由若干個(gè)零件組成，幾個(gè)或者幾十個(gè)部件構(gòu)成一個(gè)水輪機(jī)。按照一定的順序，將零部件進(jìn)行組合連接，將其放到正確的位置，發(fā)揮應(yīng)有的功能。在零部件組合連接的過(guò)程中，需要遵循一定的規(guī)律和標(biāo)準(zhǔn)，最終才能夠組合成水輪機(jī)，并且能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合方式

1.1 滾動(dòng)配合

滾動(dòng)配合在組合方式中相對(duì)來(lái)講是比較容易的，比如說(shuō)在電動(dòng)機(jī)等小型的設(shè)備中，經(jīng)常會(huì)用到滾動(dòng)軸承，這就需要掌握滾動(dòng)體與內(nèi)外卷之間的關(guān)系。而滾動(dòng)軸承的標(biāo)準(zhǔn)基本都是由生產(chǎn)廠(chǎng)家制定的，所以說(shuō)在安裝之前，主要對(duì)其進(jìn)行清洗和檢查即可，在安裝完成后進(jìn)行潤(rùn)滑。這種組合過(guò)程比較簡(jiǎn)單，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的拆裝即可，沒(méi)有太多的工序。

1.2 滑動(dòng)配合

水輪發(fā)電機(jī)組的軸承，除極少數(shù)以外都是滑動(dòng)軸承，一種是圓柱面的導(dǎo)軸承，一種是平面的推力軸承，其中軸領(lǐng)和鏡板轉(zhuǎn)動(dòng)，而導(dǎo)軸瓦和推力軸瓦不轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成了相互滑動(dòng)的配合關(guān)系。另外，導(dǎo)葉軸與軸套之間，控制環(huán)與頂蓋之間也是滑動(dòng)配合，不過(guò)滑移的范圍小，速度低。

2 相對(duì)靜止的組合方式

2.1 螺栓連接

螺栓連接是機(jī)械設(shè)備組合關(guān)系中比較常用的方法，而水輪機(jī)中除了相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部分外，基本都是固定不變的，所以說(shuō)大部分部件都是用螺栓將多個(gè)零件組成連接到一起，使其保持固定狀態(tài)，在有必要的情況下，還可以將其拆卸。在水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的安裝中，主軸與水輪機(jī)之間，水輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸之間的螺栓連接是最為重要的，這兩個(gè)部分的連接要求有很高的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水輪機(jī)的運(yùn)行有重要的影響。

2.2 過(guò)盈配合

這種方式既有可拆卸部分，又有不可拆卸部分。軸比孔大的配合方式稱(chēng)為過(guò)盈配合。在組合時(shí)，可以使用強(qiáng)力將軸擠入孔內(nèi)，也可以用加熱后套入的方法，過(guò)盈配合后軸和孔會(huì)緊緊的連接在一起。如果過(guò)盈量較大的話(huà)，軸和孔將會(huì)牢牢的連接在一起，以后是不可拆卸的。過(guò)盈量較小的配合，在以后是可以拆卸的。

2.3 焊接

電弧焊也是比較常見(jiàn)的一種連接方式，這種連接方式，一般都是不可拆卸的。水輪機(jī)金屬蝸殼的拼節(jié)和掛裝；尾水管里襯與基礎(chǔ)環(huán)或者轉(zhuǎn)輪室之間的連接，就正是重要的焊接實(shí)例。

2.4 鉚接

在兩個(gè)零件的同一位置鉆孔，穿人鉚釘并將釘頭打變形，從而使兩者固定在一起的方式就是鉚接。就水輪發(fā)電機(jī)組而言，鉚接只用于一些次要的地方，而且應(yīng)用已越來(lái)越少。

3 滑動(dòng)配合面的研磨和刮削

水輪發(fā)電機(jī)組的軸承，絕大多數(shù)是用透平油潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承。為了使軸瓦耐磨，都在鋼的瓦體上澆鑄一層巴氏合金來(lái)制成工作面。分塊瓦式的導(dǎo)軸承，由四周均勻分布的六塊、八塊或更多的軸瓦圍成圓柱面，包圍軸領(lǐng)并承受徑向力，以而使機(jī)組軸線(xiàn)穩(wěn)定。筒式導(dǎo)軸承則只有兩塊半圓形的軸瓦。推力軸瓦一般是分塊的，由八塊或更多的軸瓦圍成一個(gè)圓環(huán)形的平面，面對(duì)推力頭及鏡板，在軸線(xiàn)方向固定主軸并承受軸向力。

3.1 研、刮的目的

3.1.1 提高表面光潔度。在機(jī)床加工后的零件表面，都會(huì)存在不同程度的誤差，在形狀上和尺寸上有所差異，金屬表面也會(huì)存在痕跡而影響到表面的光潔度，進(jìn)而影響到兩個(gè)物體的接觸表面積，影響到機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。所以說(shuō)為了提高金屬表面的光潔度，增加接觸面積，應(yīng)該對(duì)摩擦面進(jìn)行修整，對(duì)鏡板或者軸領(lǐng)進(jìn)行研磨，對(duì)軸瓦進(jìn)行刮削，將誤差控制在最小范圍內(nèi)，提高表面的質(zhì)量，增加接觸面的面積。

3.1.2 有利于油膜的形成。刮，是人工用刀具去修整的過(guò)程。對(duì)軸瓦的刮削，一方面造成適當(dāng)?shù)倪M(jìn)油邊，使透平油能順利進(jìn)入；另方面又在軸瓦表面留下大量凹坑，這種寬而淺的凹坑有利于形成并保持油膜。

3.1.3 提高耐磨性。在目前的大部分機(jī)組中，除了氟塑料推力瓦以外，巴氏合金軸瓦都需要經(jīng)過(guò)研刮程序。在對(duì)軸領(lǐng)或者鏡板進(jìn)行研磨后，可以使工作面更加的平整和光潔，提高耐磨性，提升了軸瓦的使用性能，延長(zhǎng)軸瓦的使用壽命。

3.2 鏡板的研磨

在研磨工序中，主要是使用工業(yè)毛氈和法蘭呢等軟性材料，加上研磨劑在工件的表面進(jìn)行摩擦，因?yàn)檠心┒际怯捕容^高的晶粒，在混亂無(wú)序的運(yùn)行中，會(huì)對(duì)工件的表面形成切削力。雖然說(shuō)切削量不大，但是對(duì)于機(jī)床加工中工件表面平整度的細(xì)小誤差來(lái)講，還是能起到很大作用的，可以減小工件表面平整度的誤差，提高工件表面的光潔度，直到形成不同程度的“鏡面”。

實(shí)際研磨應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

a.研磨前須對(duì)鏡板進(jìn)行檢查和必要的修整。工作表面如果有局部傷痕、銹蝕等缺陷，應(yīng)該先用天然油石修磨。

b.研磨前用無(wú)水酒精或甲苯仔細(xì)清洗鏡板，并以綢布擦干，再加上適量的研磨劑。

c.研磨劑通常用煤油、豬油和粒度M5～M10。的氧化鉻粉末，按適當(dāng)比例調(diào)合而成，必要時(shí)還需用細(xì)絹布過(guò)濾。由于氧化鉻成綠色，這種研磨劑俗稱(chēng)“綠膏”，可以在專(zhuān)業(yè)商店購(gòu)得。研磨劑的用量和稠度視具體情況決定，一般是先多后少，先稠后稀。

d.研磨條在鏡板表面的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該包括兩個(gè)方面；既要隨轉(zhuǎn)臂繞中心旋轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)），又要以連接螺栓為中心自身旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)）。這才能保證混亂無(wú)序的研磨，不形成方向固定的磨痕。研磨條的運(yùn)動(dòng)還必須緩慢而平穩(wěn)，一般公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速控制為6～7r/min。

中小型機(jī)組的鏡板往往用人工研磨，其原理、方法和最終要求都與上述相同。但人工研磨應(yīng)特別注意以下問(wèn)題：

a.事先準(zhǔn)備研刮用的工作平臺(tái)。工作平臺(tái)的大小和高度視需要而定，但必須牢固，穩(wěn)定。

b.將鏡板工作面向上地放在工作平臺(tái)上，支撐成水平狀態(tài)，水平度誤差以不大于0.1mm/m為宜。

c.研磨工具可用毛氈包裹工業(yè)平板，或者用毛氈包裹推力瓦。研磨劑的配制和使用與前述相同。

d.用人力推動(dòng)磨具進(jìn)行研磨，但只能在水平方向用力，不允許向下按壓。

4 結(jié)束語(yǔ)

水輪機(jī)是由很多的零件組成的，其中每個(gè)零部件的組合都需要按照一定的順序和標(biāo)準(zhǔn)，才能夠發(fā)揮出各自的功能。在對(duì)零部件組合的過(guò)程中，有很多的組合方式，可以針對(duì)于每個(gè)部分的不同情況采用不同的組合方法，提高水輪機(jī)的整體穩(wěn)定性和運(yùn)行效率。在組合的過(guò)程中，一定要按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，保證每個(gè)步驟都符合標(biāo)準(zhǔn)。只有按照正確的方法將零部件組合起來(lái)，才能夠保證水輪機(jī)的正常運(yùn)行。

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