菱形鎖口槽螺紋偏差處理工藝方案研究

王麗紅， 趙玉英， 董生權

（1.哈爾濱汽輪機廠有限責任公司哈爾濱 150046；2.哈爾濱艾瑞汽車排氣系統有限公司，哈爾濱150060）

0 引言

我公司300 MW超臨界蒸汽輪機組高中壓轉子，經過力學計算，高壓輪槽部分需要設計成“T”型葉根結構。為了滿足葉片與葉輪裝配要求，設計者在高壓轉子輪槽“T”型葉根結構上設計了一個菱形鎖口槽，如圖1所示，這樣動葉片能夠順利從此菱形槽內裝入，由于“T”型槽被菱形鎖口槽破壞，最后一支末葉片T型無法固定在鎖口槽上，為了滿足葉片裝配固定要求，設計者在設計圖紙時在菱形鎖口槽兩側各加工出半個螺紋，并將葉片末葉T型根也隨之更改，在末葉片上與之對應處也加工出半個螺紋，將末葉片裝入后通過特制螺栓將末葉片與鎖口槽（即轉子葉輪）聯為一體，這就將末葉固定在轉子上。滿足了使用要求。

圖1 鎖口槽

1 故障現象

公司在生產某一臺此型號機組高中壓轉子鎖口槽過程中，由于加工設備出現故障，Y軸發生偏移0.2 mm現象；造成此根轉子高壓其中一級鎖口螺紋加工出現錯位（即鎖口槽上螺紋距離鎖口中心線距離偏離圖紙要求），導致末葉裝入時，末葉片上的螺紋與轉子鎖口槽上的螺紋出現較大錯牙，如果強行將末葉片與葉輪鎖口槽上兩側特制螺栓同時裝入鎖緊后，末葉片發生扭轉，造成末葉片與其它動葉葉根、葉冠出現間隙，不能滿足設計要求，如圖2所示。

圖2 錯牙情況

圖3 葉冠間隙

2 故障分析及解決方案

經過多方專家多次論證，如果想解決此問題，方案僅有兩種：一是將鎖口槽上的錯誤螺紋加工掉，再在正確位置上重新加工螺紋，使其達到圖紙理論尺寸。二是測量出鎖口槽上錯誤螺紋的具體尺寸，再重新制造一只新的末葉片，將上面的螺紋按照測量出的數據進行加工，加工后再進行裝配，這樣也能滿足圖紙裝配要求。

第一種方案：如果將錯誤螺紋加工掉再重新加工，受到鎖口空間位置限制，如果將鎖口槽上螺紋加工掉，會造成T型葉根輪面厚度大量減薄，同時錯誤螺紋偏差僅在0.2～0.3 mm，加工掉錯誤的螺紋，新螺紋也沒有加工位置，因此此方案無法實施。

第二種方案：將葉輪鎖口槽上螺紋偏離中心的尺寸測出，反饋給葉片加工分廠，在加工葉片螺紋時按照此數據進行加工，方案可行。但此方案缺點是增加了重做葉片的周期，難點是由于鎖口槽螺紋距離中心線的距離是空間尺寸，其偏離尺寸難于測量。考慮到轉子生產制造成本價值千萬元，而且僅需要更換一只末葉片，同時現有的末葉片可以串用給其它同類型機組使用，因此必須要克服上述難題進行修復。

針對鎖口槽螺紋偏差測量進行深入研究，最終測量方法如下：

先在末葉片兩側各裝入2只動葉片，再裝入末葉片。并將末葉片上的兩側螺紋與鎖口槽上的螺紋通過特制螺栓鎖緊，這時末葉片實際狀態與圖紙理論位置會發生一定量的扭轉。其扭轉量與螺紋偏差距離成固定的幾何關系，再將兩側的葉片推靠緊末葉片，此時在末葉片與動葉片的葉冠上出現間隙（如圖3所示），測量葉冠之間的間隙，也就是葉冠節距處的一段弦長，并根據葉片長度，按照長度與弦長比例，通過轉換計算得出葉根處節距的弦長，此弦長即為出汽側鎖緊螺紋間的誤差。為了保證計算準確，按照此數值進行試制了1支工藝末葉片，工藝末葉片裝配后，螺紋咬合正常，葉冠處間隙達到圖樣要求。完全達到了設計要求。證實了此方法正確，制作了產品末葉片，進行了裝配，滿足了圖樣要求。

3結語

綜上所述，通過對出現問題的深入分析，制定了合理的工藝方案，解決了生產中出現的難題，降低了由質量問題帶來的經濟損失，保證了產品質量，增加了企業效益。