負荷分配在控制低壓外缸加工變形時的應用研究

高楠楠

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046）

0 引言

低壓外缸為鋼板焊接的單層整體結構，外形尺寸大，重量大，精度要求高，由于其自身結構的特點在加工過程中極易出現變形。機械加工時通過負荷分配保證整個低壓缸的重力合理地分配到各個承力面，加工狀態符合現場裝配狀態，各部分加工基準統一，從而避免因載荷不均而導致加工變形。

1 加工出現的變形問題及原因分析

1）垂直中分面與水平中分面不垂直問題。主要原因為鏜床主軸與工作臺不平行，回轉工作臺轉位后，2個工位的工作臺平面出現夾角；其次是采用的工裝墊箱不等高，工件安裝擺放后，其支撐平面與所加工平面出現不垂直現象，從而導致中分面與垂直面不垂直。

2）缸體中分面或垂直面間隙局部超差，或超差面積呈不規則分布。主要因為缸體裝夾不正確。裝夾沒有按照支撐位置與壓緊位置統一的原則，或者支撐位置為缸體薄弱部位，導致缸體在外力的作用下出現變形。

3）缸體前、后部與汽缸中部接配時，垂直面孔出現“偏孔”問題。垂直面孔全部為數控機床加工，理論上不存在偏差，但低壓外缸一般由6半組成，如加工時各自采用的基準不完全相同，則導致部分孔位出現相對位移。

綜上所述，主要原因還是加工時的裝夾方式誤差、載荷分布不均、基準不統一造成的。

2 低壓外缸防變形加工工藝控制方案

1）設備精度確認：主軸與工作臺平行度確認，X、Y軸重復定位精度確認，工作臺回轉精度確認，角銑頭軸與主軸垂直狀態確認。

2）工裝檢測及確認：確保支撐用墊箱的高度一致，工藝墊鐵厚度一致。

3）鏜床進行缸體負荷分配。

a.粗加工垂直面，見光即可；垂直面平放于墊箱上，粗銑水平中分面留5 mm余量；中分面向下加工臺板面，粗銑臺板面留量5 mm。

b.臺板面支撐，見圖1。

c.在A、D連線的中點F布置千斤頂，C、B位置布置千分表，用于監視讀數。

圖1 負荷分配圖

d.頂起F，使A、D脫離接觸，記錄A、D讀數，計算AD，若為負值，則在B點增加略大于A-D數值一半的墊片，否則在C點增加略大于A-D數值一半的墊片。

e.重新調整千分表為“0”，頂起 F，使 A、D 位置均脫離接觸。記錄A、D兩點讀數。計算A-D數值，若A-D絕對值小于0.05 mm，負荷分配完畢，否則重新進行調整。

f.負荷分配完畢后，粗加工垂直面留5 mm余量。

g.重新裝卡，垂直面平放于墊箱上，加工中分面。

4）精加工水平中分面時，垂直面安放于等高墊鐵上，壓緊與支撐位置必須位于同一位置。中分面加工采取分量切削，留有1 mm余量時，松壓板一次，再次壓緊后進行精加工。

5）精加工垂直面時，要上、下半合缸加工。低壓缸下半支撐采用臺板面支撐，支撐位置位于每個臺板面的中心部位，壓板著力點，位于支撐平面的中心位置。

6）加工后拆開上、下半，復查下半中分面水平，允許變化在0.10 mm以內。

3結語

負荷分配在低壓缸加工時的應用解決了低壓外缸的加工變形的缺陷。該方法考慮了低壓缸剛性差、易變形的結構特點，保證了工件裝夾定位的準確性與可靠性，減少了機械加工的累積誤差，提高了產品加工質量。此方法已廣泛應用于汽輪機低壓缸的實際加工中，有效解決了生產中的實際問題。

［1］ 劉力巖.300MW汽輪機高中壓缸負荷分配［J］.甘肅電力技術，2007（3）：31-34.