巧去汽輪機螺栓不完整牙

韓俊峰， 周昊

（1.四川工程職業技術學院，四川德陽618000；2.德陽市重型機械備件廠，四川德陽618000）

巧去汽輪機螺栓不完整牙

韓俊峰1， 周昊2

（1.四川工程職業技術學院，四川德陽618000；2.德陽市重型機械備件廠，四川德陽618000）

介紹了如何利用合適的刀具和數控指令在數控機床上巧妙去除汽輪機螺栓的不完整牙,對于需去除螺紋不完整牙的零件具有實用價值。

汽輪機螺栓；螺紋的不完整牙型；去除

0 引言

汽輪機螺栓主要指高溫高壓的汽缸螺栓，汽缸螺栓將汽缸上下兩半缸體連為一體，并確保汽缸嚴密不漏，這對于保證汽輪機組的安全起著至關重要的作用。汽缸螺栓在汽輪機組工作時承受著巨大的剪切應力和拉應力，并且其工作環境溫度很高，對于大功率汽輪機機組，高中壓汽缸的汽缸螺栓工作溫度一般都在500℃以上。為了保證汽輪機組的密閉性及設備安全，需按期拆開汽缸水平結合面的螺栓進行檢修，而汽缸螺栓螺紋一旦發生咬死現象，會給汽輪機的正常檢修帶來極大的麻煩，有時甚至需采取破壞性的方式來拆除螺栓。大功率汽輪機組的螺栓不僅數量多，且材料特殊，價格昂貴，而且局部尺寸還需要照配加工，導致生產周期比較長。因此，采取有效的措施避免螺栓螺紋咬死現象的發生，顯得尤為必要，這樣可提高汽輪機螺栓再次利用率，提高汽輪機檢修效率，縮短檢修時間。在一定程度上等于節約了成本，提高了效率，為企業增加了經濟效益。

1 螺栓螺紋咬死原因分析

1）咬死現象的產生。由于汽輪機螺栓是在高溫、高應力、蒸汽高腐蝕的惡劣條件下工作，因此汽輪機螺栓的材料要求比較高。目前，國內廣泛使用的汽輪機螺栓材料有合金鋼、鐵素體不銹鋼、高溫合金鋼等。這幾類金屬合金本身具有防銹蝕的特性，當金屬表面受損傷時，會在金屬表面產生一層薄薄的氧化層（以奧氏體不銹鋼為例，會產生氧化鉻）來防止進一步更深入的銹蝕。但這幾種材料與碳鋼材料對比，其硬度較軟，且更具有延展性，當這幾種材料的螺紋被鎖緊時，牙紋間所產生的壓力與熱力會破壞并抹去其防銹保護層，使得螺紋的牙紋發生阻塞并進一步產生剪切，最后導致發生黏著。當黏著現象持續發生時（通常不超過一圈完整牙徑），在力的作用下會使螺紋的牙型變形，使得螺栓與螺母完全鎖死，再也無法卸下或裝上，給裝配和維修帶來很大的麻煩，而此現象往往最先發生在螺紋的不完整牙處。

2）螺紋的不完整牙。螺紋起始處，螺紋牙頂寬小于標準要求寬度的螺紋牙稱為螺紋的不完整牙。不完整牙容易產生毛刺、翻邊以及上述所說的變形，給裝配和檢修帶來不便。圖1所示為汽輪機螺栓螺紋的不完整牙。

圖1

2 去除方法

2.1 數控車床上使用切槽刀去除法

1）刀具：切槽刀（刀具寬度應略大于螺紋的螺距），對刀時以左刀尖為對刀基準。

2）原點：與加工螺紋時一致（即端面的中心）。

3）程序指令：螺紋加工指令（G32為螺紋切削指令，G92為螺紋切削單一循環，G76為螺紋切削復合循環）。

4）程序舉例（以FANUC系統G92螺紋切削單一循環為例）：

圖2

說明：起刀Z建議與螺紋車削加工時的起刀Z一致，需注意指令中的Z值為負1.5倍的螺距；指令中的X數值可參考螺紋加工逐次減小，逐次切削到螺紋小徑；指令中的F即螺紋的螺距。加工示意如圖2所示。

2.2 加工中心上使用立銑刀去除法

1）刀具：立銑刀（根據情況選擇合適直徑的刀具）。

2）裝夾：若零件進行了二次裝夾，找正圓心后，可目測螺紋起刀的點，作為程序螺旋插補的起點；因螺栓較長，超出立式加工中心Z向行程，建議采用臥式加工中心。

3）原點：螺栓端面中心。

4）程序指令：螺旋插補指令（G02/G03）。

5）程序舉例（以FANUC系統為例）：

說明：Xp、Yp坐標值為螺紋螺旋線上的點，進給Fp值根據切削狀況定，Zp值等于負1.5倍的螺距，Rp值為螺紋螺旋線半徑。加工示意如圖3所示。

圖3 加工示意圖

2.3 加工驗證

采用上述方法去除汽輪機螺栓螺紋的不完整牙，比傳統用手工去除不完整牙效率高、質量好，去除后的螺栓如圖4所示。

3 結語

通過以上方法去除汽輪機螺栓的不完整牙，不但提高了去除的質量和效率，簡單方便，而且對于螺母、環規、絲杠等其它需去除螺紋不完整牙的零件同樣適用。

圖4 去除不完整牙后的螺栓

［1］ 劉發，紀繁祥，彭建強.汽輪機用高溫螺栓材料的發展動向［J］.機械工程師，2012（7）：169-170.

［2］ 郭延秋.大型火電機組檢修實用技術叢書：汽輪機分冊［M］.北京：中國電力出版社，2003.

［3］ 陳洪濤.數控加工工藝與編程［M］.2版.北京：高等教育出版社，2009.

（編輯昊 天）

TG 659

A

1002－2333（2014）05－0133－02

韓俊峰（1982—），男，高級技師，從事數控技術實訓教學工作。

2014-03-05