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摘要；本文介紹了紅巖子電廠03 貫流式M水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點及制造W工藝, 對大型貫流式水輪發(fā)電機(jī)制造、安裝中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析研究, 并提出了工藝改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞 燈泡貫流式機(jī)組 水輪發(fā)電機(jī) 結(jié)構(gòu) 定子 轉(zhuǎn)子 軸承   工藝

1引言

      受運輸條件限制, 紅巖子電廠30 M w水輪發(fā)電機(jī)組主要部件均采用分瓣式結(jié)構(gòu),且整個機(jī)組采用了較多的新結(jié)構(gòu), 因而加大了制造難度。為此我們?nèi)娣治隽嗽摪l(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點, 在貴港機(jī)組分包部件制造的基礎(chǔ)上, 對紅巖子機(jī)組制造工藝進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備, 保證了機(jī)組的順利完工。

2 制造工藝

     2．1.,燈泡頭及錐體制造

     錐體壁采用夾層通水冷卻結(jié)構(gòu), 外表面為不銹鋼復(fù)合層, 內(nèi)外壁及夾層分水板通過科s m m 銷子定位, 裝焊及加工銷孔時, 通過兩次劃線確定分水板的準(zhǔn)確位置而不至于鉆偏。

     在生產(chǎn)貴港機(jī)組錐體時, 由于銷子封焊不好, 就出現(xiàn)過水壓試驗時個別銷孔漏水的現(xiàn)象。為解決這一問題, 我們在結(jié)構(gòu)工藝上進(jìn)行了改進(jìn), 分別在錐體內(nèi)外壁上及銷上加工焊接坡口, 并與四川工具廠合作設(shè)計制造了復(fù)合鉆及自張式反刮刀加工坡口, 不僅保證了加工質(zhì)量, 而且大大提高了工作效率。3臺機(jī)組進(jìn)行錐體水壓試驗時, 3 42 個銷孔無一漏水, 收到了良好的效果。

      錐體及燈泡頭外壁和法蘭面的結(jié)合部位是一個制造難點, 返修工作量大。為此, 我們嚴(yán)格控制裝焊尺寸, 通過加工及手工打磨的方法確保了其圓滑過渡, 不僅保證了工件外觀質(zhì)量, 而且滿足了過流面的要求。

      大型薄壁件合縫面加工質(zhì)量往往難以控制, 工件分瓣后剛性差, 焊接、加工、運輸都容易使工件變形, 合縫面加工余量也常常不夠,且錯牙現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。

      針對這些問題, 一方面我們增加了部件支撐構(gòu)件; 另一方面, 我們在整個制造過程中增加了工藝支撐, 對工件的起吊方式和起吊部位都作了明確限定。這些措施的采取有效地控制了工件變形量, 大大減少了補焊量。

     2、2 定子裝配

      定子機(jī)座盒型筋及V 型板( 見圖)l 焊接尺寸要求精度高, 弦距尺寸對定子鐵心裝配影響很大。裝焊前, 我們對盒型筋進(jìn)行了二次校型, 裝焊時嚴(yán)格控制尺寸。

      廠內(nèi)焊接v 型板時, 采用了工藝樣板與大等分弦距相結(jié)合的方法, 并根據(jù)裝配情況配制V 型缺口, 較好地控制了v 型板的徑向及周向位置, 為裝焊定位筋打下了良好基礎(chǔ)。

      紅巖子電廠貫流式水輪發(fā)電機(jī)組采用雙鴿尾結(jié)構(gòu)的定位筋, 冷態(tài)時在鐵心與機(jī)座的連接結(jié)構(gòu)中預(yù)留一定間隙, 避免因熱膨脹在定子鐵心中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力過大而引起定子沖片發(fā)生軸向翹曲變形, 最終造成鐵心松動,影響機(jī)組的正常運行。

由于既要保證較準(zhǔn)確地達(dá)到電磁計算所需要的傾斜角度, 又要有良好的工藝性, 所以采用何種結(jié)構(gòu)以滿足定子鐵心斜槽的要求便成為機(jī)組結(jié)構(gòu)工藝的一個難點。最終我們采用的方法是: 焊完機(jī)座V 型板后, 在立車上加工V 型板平面, 以此作為基準(zhǔn)面, 將定位筋托板平面加工出所需的角度( 見圖2 ),

     選取合理的托板與定位筋側(cè)面間隙, 定位筋就位后即可較準(zhǔn)確地達(dá)到所需要的傾角, 從而為定位筋的精調(diào)打下了良好基礎(chǔ)。

      定子鐵心采用高強度穿心螺桿拉緊結(jié)構(gòu), 螺桿外包絕緣。把緊穿心螺螺桿時, 用碟簧實現(xiàn)彈性儲備, 以補償沖片漆膜的收縮及熱變形可能引起的彈性松動。

      紅巖子電廠發(fā)電機(jī)定子鐵心波浪度要求在3m m 以下, 因此在定子鐵心前后端均采用了具有一定適形性的小齒壓板結(jié)構(gòu), 以便于調(diào)整和處理鐵心波浪度, 機(jī)座后端大齒壓板僅起到支撐鐵心的作用, 鐵心與大齒壓板可以產(chǎn)生相對位移, 以實現(xiàn)鐵心的“ 全浮動” 。

      雙鴿尾斜定位筋的裝焊工藝復(fù)雜, 尺寸很難控制, 國內(nèi)尚無制造經(jīng)驗。經(jīng)反復(fù)研究, 我們確定了以V 型板加工面為基準(zhǔn)面,采用斜托板結(jié)構(gòu), 通過多次使用工藝樣板逐步控制裝配尺寸的工藝方法進(jìn)行斜定位筋的裝配, 最后獲得成功, 較好地解決了這一難題。

      該工藝也榮獲公司科技進(jìn)步獎, 填補了公司的一項技術(shù)空白。

     定子鐵心疊壓采用長短工具螺桿及工具壓板分段預(yù)壓的方法, 初用風(fēng)動扳手把緊,最終用力矩扳手把緊。鐵心首末段沖片涂有熱固化膠, 通過熱壓成為整體。整個鐵心為不等距分段, 且可以相對于機(jī)座全浮動。這些結(jié)構(gòu)的采用, 不僅改善了通風(fēng)冷卻效果,而且解決了定子在運行后由于熱膨脹造成的鐵心松動等問題。

      定子在工地整圓下線, 由于采用斜槽結(jié)構(gòu)后定子槽形呈螺旋狀, 線棒與槽的配合狀況不理想, 故容易產(chǎn)生較強的電腐蝕, 進(jìn)而影響機(jī)組安全運行。為此我們吸收國外先進(jìn)工藝, 結(jié)合公司具體情況, 開發(fā)了C RVT 膠涂抹技術(shù), 下線前采用特殊工裝將C RT V 膠先涂抹在線棒大面上, 待其呈半固化狀態(tài)時將線棒嵌人槽內(nèi), 下線時保持一定緊量, 使線棒與槽結(jié)合良好, 從而降低了槽電位。經(jīng)過實測, 槽電位低且均勻, 克服了斜槽帶來的不利影響。

     2. 3 轉(zhuǎn)子裝配

      因受運輸條件的限制, 紅巖子電廠發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝配采用工地疊片磁轆結(jié)構(gòu), 這種結(jié)構(gòu)本是較為成熟的結(jié)構(gòu), 但應(yīng)用于大型臥式機(jī)組中仍然存在一些問題, 如紅巖子電廠# 1機(jī)投運后存在異響, 引線曾經(jīng)燒斷, 主要有以下幾方面原因:

      ( 1) 由于磁扼沖片徑向?qū)挾刃?span>, 僅有19 9m m, 機(jī)組運行后熱膨脹快, 一旦磁扼熱打鍵緊量不夠, 熱態(tài)下整個磁扼就會產(chǎn)生松動;

      ( 2 ) 磁極鍵松動。磁極鍵打鍵不緊, 安裝公司未按要求每隔h8 打鍵一次, 且打鍵前未使用鴿尾鍵槽拉刀拉削磁扼鍵槽;

      ( 3 ) 磁極線圈形位公差大, 托板與鐵心的高度差大, 且未進(jìn)行打磨, 使得托板與磁極鐵心及磁扼接觸面小, 運行后易產(chǎn)生松動;

      ( 4 ) 磁極線圈匝間及托板與首匝間粘接不好, 尤其是托板下面適形毛氈有未浸膠的現(xiàn)象, 故磁極線圈容易產(chǎn)生壓縮量;

      ( 5) 掛極時, 安裝公司未在磁極托板與磁扼間加墊適形毛氈, 僅局部加有玻璃布板, 運行后易產(chǎn)生松動;

       ( 6) 磁極線圈廠內(nèi)套磁極鐵心時, 托板與鐵心檐部間隙加墊不夠, 這也是導(dǎo)致線圈松動的原因之一。

      找到原因后, 我們立即進(jìn)行了結(jié)構(gòu)及工藝改進(jìn), 并對安裝過程進(jìn)行了嚴(yán)格控制, 徹底解決了問題。

       轉(zhuǎn)子中心體與主軸連接采用止口定位及螺栓、銷套把合的方式, 這就要求中心體銷套孔與主軸對應(yīng)的銷套孔一致。

       不過, 采用同一套鍵模加工的方法成本很高, 經(jīng)過分析, 我們?nèi)∠髓Z模, 轉(zhuǎn)而采用數(shù)控五坐標(biāo)天橋銑分別加工主軸與轉(zhuǎn)子中心體, 再進(jìn)行預(yù)裝, 完全滿足了裝配的要求。

      2. 4 軸承裝配

      軸承裝配采用分塊徑向瓦支撐結(jié)構(gòu), 帶高壓油孔。正反推力鏡板與主軸一體, 易于安裝。由于軸承支架加工難度大, 把合孔尺寸控制非常嚴(yán)格, 所以我們采用了五軸數(shù)控加工的方法, 確保了裝配尺寸。此外, 由于上下游密封蓋分瓣較多( 上游8 瓣、下游4瓣), 且工件壁薄, 容易產(chǎn)生變形, 因此加工完成后必須與軸承支架預(yù)裝檢查把合孔質(zhì)量, 才能保證安裝順利。

      徑向瓦的加工是軸承部件制造的一個難點。鎢金圓弧面為偏心結(jié)構(gòu), 我們在2. 3m立車上將工件安裝在專用夾具上加工, 由于瓦高7 0 ~, 裝夾固定不穩(wěn), 加工后內(nèi)圓易出現(xiàn)錐度, 經(jīng)反復(fù)精車才達(dá)到要求。加工正反推力瓦時, 由于鎢金邊緣部位澆鑄質(zhì)量常不能令人滿意, 在半精車鎢金面后, 我們增加了打磨內(nèi)外圓及著色探傷檢查序, 對有問題的地方進(jìn)行修補處理, 保證了工件的質(zhì)量。

     2. 5 結(jié)構(gòu)工藝改進(jìn)措施

     從紅巖子電廠貫流式水輪發(fā)電機(jī)組的制造、安裝到最后的運行, 總的情況不錯, 但還是或多或少存在一些問題, 需要今后改進(jìn), 為此應(yīng)注意:

      (l )采用C O : 氣體保護(hù)焊取代手工電弧焊的方法, 以減小焊接變形;

      (2 ) 在滿足受力的情況下, 減小托板與V 型板的周向焊縫, 從而減少焊接量;

      (3) 減小工藝調(diào)整板與焊接樣板的接觸面積, 保證接觸良好, 使工藝調(diào)整板的內(nèi)徑尺寸更為準(zhǔn)確, 這樣可進(jìn)一步減少定位筋的內(nèi)徑調(diào)整工作量;

      ( 4 ) 將l m m 墊片改為2~, 前端磨出斜面, 便于操作時抽去;

      (5) 風(fēng)動扳手對鐵心拉緊螺桿的沖擊太大, 今后可取消該工具, 改用力矩扳手或液壓拉伸裝置把緊螺栓, 使鐵心受力更均勻;

      ( 6) 磁極線圈托板采用一端與線圈熱壓成整體的結(jié)構(gòu), 另一端托板套線時裝配, 這樣可以更好地調(diào)節(jié)控制線圈高度, 減少工地調(diào)節(jié)量, 有利于防止線圈松動;

      (7 ) 盡可能采用把合式磁極結(jié)構(gòu), 消除疊片式磁扼可能引起的打鍵不緊的現(xiàn)象;

      (8 ) 為防止磁極鍵松動, 打鍵前用鴿尾鍵槽拉刀拉削磁扼鍵槽, 并按要求每隔h8打鍵一次, 以確保磁極鍵的緊量;

      ( 9) 加強工序質(zhì)量控制, 保證所有適形毛氈都能浸透膠, 杜絕刷膠現(xiàn)象的出現(xiàn);

      ( 10 ) 托板與鐵心檐部間隙必須按標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格加墊;

      (11)加強工地現(xiàn)場指導(dǎo), 對貫流式機(jī)組必須強調(diào)在磁極托板與磁扼間加墊絕緣墊片及適形毛氈, 不允許在該部位有間隙存在;

      ( 12 ) 徑向瓦加工用夾具結(jié)構(gòu)可作改進(jìn),如可增強剛性及改進(jìn)壓緊方式, 加工工序也可作調(diào)整, 先加工鎢金面, 最后加工瓦坯背面。對鎢金面與瓦背的厚度尺寸的控制限制在徑向瓦支撐平面內(nèi), 這樣既可滿足裝配要求, 又易于加工。

3 結(jié)論

      作為我公司首次設(shè)計制造的大型貫流式機(jī)組, 紅巖子電廠30 M W 水輪發(fā)電機(jī)組獲得了成功, 它填補了國內(nèi)大型貫流式機(jī)組的設(shè)計制造空白, 為我公司今后占領(lǐng)日益廣闊的貫流式水輪發(fā)電機(jī)組市場打下了堅實的基礎(chǔ)。