汽輪機整鍛轉子平衡孔的加工

閆勤學

摘要：該文主要介紹了汽輪機整鍛轉子平衡孔的加工，通過對產品結構及現有工藝方法的分析、改進，設計了新的加工工裝，在達到圖紙要求的情況下，增強了加工工裝的通用性，大大降低了工裝成本。

關鍵詞：汽輪機轉子;平衡孔;加工工藝

1? 項目背景

高溫高壓沖動式汽輪機的轉子大都是采用半整鍛轉子或全整鍛轉子的結構形式，為了平衡每級葉輪兩側的壓差，減少轉子的軸向推力，在每級葉輪上都設計有7串？準50H11或9串？準30H11的平衡孔，由于公司產品又具有多樣化的特點，需投制大量不同規格的工裝。

2? 工藝現狀

①目前我公司的的電站汽輪機主要以沖動式汽輪機為主，高溫高壓機組均采用半整鍛轉子或全整鍛轉子，在每級葉輪上都設計有一定量的平衡孔，且跨度（圖1中的A）較大，有的甚至達3米以上，其加工方式主要是采用將汽輪機轉子豎立起來，放置在地坑中，在每個葉輪上安裝固定鉆模板，然后采用搖臂鉆逐級向下加工平衡孔的方式進行。鉆模板結構及裝夾方式見圖1。

②因公司產品結構多樣化的特點，即圖1中的？準B、？準C值各不相同，造成鉆模板的通用性不強，導致加工過程中需投制大量不同規格的鉆模板，有的甚至僅能用于一根轉子，造成了大量的資源浪費，大大提高了產品成本。

③隨著市場競爭的日漸激烈，制造企業為了能夠在市場中站穩腳跟，就必須提升自身的生產效率，通過工藝進步來引領企業降本增效，無疑是最有效的途徑。

3? 解決方案

為了解決上述原有鉆模板的局限性，提高工裝的經濟性，現對原有的鉆模板進行改進，以增強工裝的通用性，使其能滿足不同產品下的定位需要。改進前的工裝見圖2。

①現對原先的整體式鉆模板進行拆分，將其分成3部分的組合結構，分別為鉆模主板（序號1）、鉆模副板組件（序號2）和調整螺桿（序號3）組件。具體見圖3。

②為了解決因產品結構多樣性造成的鉆模板中的D值（圖3中的L）不斷變化的情況，在鉆模主板和鉆模副板的連接處，設計了燕尾槽的燕尾結構，通過鉆模主板在鉆模副板上燕尾凸臺上的滑動，來調整D值，以使其能適應不同尺寸的要求。

③工裝調整時，通過數顯深度尺對圖中E面和F面之間的距離進行精確測量，使主板與副板的相對位置符合圖紙要求，工裝還配有4個緊定螺釘，在調整到位后通過擰緊緊定螺釘將主板與副板的相對位置鎖死。

④在滿足②、③上述設計的條件下，在實際運用過程中發現，由于緊定螺釘的接觸面積較小，無法完全克服加工過程中的擺動力，一段時間后會有松動的情況發生，影響加工精度。因此對工裝進行了二次改進，增加了螺旋調整結構（件3），既可以精準調整主、副板的相對位置，又能通過螺旋結構實現主、副板之間的鎖定要求，避免因加工時的擺動力過大影響加工精度。

⑤考慮到使用過程的方便性，根據產品結構的中心距范圍（即圖中L值）的不同，將工裝分段設計，方便使用的同時也消除了由于伸出部分過長所導致前輕后重的影響，使使用過程更加安全、便捷。

4? 取得的成果

①通過對改進后的鉆模工裝進行試用，并對加工結果進行檢驗，完全符合圖紙要求。

②目前，此工裝已廣泛用于產品的加工中，預計每年能減少約80套的工裝，節省約30萬元。

5? 結束語

通過對鉆模工裝的改進，并在實際加工過程中得以論證，確認了其可靠性和精確度均能滿足產品的要求，進一步提高了公司的加工工藝水平，通過技術進步，有效降低了公司產品的加工成本，為企業的可持續發展做出來貢獻。

參考文獻：

[1]聞邦椿.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2010.

[2]陳宏鈞.簡明機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業出版社，2007.

[3]劉華，黃俊杰，李蒙軍.基于UD的汽輪機轉子平衡孔鉆模設計[J].現代制造技術與裝備，2018（10）.