CN105880699A - 一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型的水轮发电机转子支架的放置磁轭的键槽的加工和测量方法。一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法，根据转子支架和磁轭的安装加工要求，利用吊装装置将门型的铣削设备放置在转子支架***，直接在转子支架上的主力筋上进行划线加工。加工完成后，利用桁架上固定千分尺与测量块直接对加工的键槽进行测量，测量后产生误差随时调整。本发明提供了一种应用在巨型水轮发电机上，需要在现场进行加工测量和调整的一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法；解决了现有技术中存在的无法对巨型水轮发电机转子支架进行加工和测量的技术问题。

Description

一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法

技术领域

本发明涉及一种加工和测量方法，尤其涉及一种大型的水轮发电机转子支架的放置磁轭的键槽的加工和测量方法。

背景技术

水轮发电机一般都包括转子、定子、主轴、安装在转子上的磁轭，磁轭上安装有磁极，通过切割磁力线产生电能进行发电。磁轭一般采用实心磁轭和叠片式磁轭。实心磁轭一般用于高速小容量发电机，与转轴整锻或热套在转轴上，表面加工有鸽尾用于固定磁极。小尺寸发电机采用的实心磁轭，由于转子不是非常重，不需要大型模具和大型冲片。而在大尺寸发电机中采用实心磁轭会使转子非常重，并且鸽尾槽需要专用铣头加工，工效低且铣头易损坏，加工成本高，因此，大尺寸发电机通常采用叠片式磁轭。叠片式磁轭是将一组磁轭环重叠热套在转轴上的转子支架上，外圆表面加工有T尾用于固定磁极。而对于巨型的水轮发电机，由于尺寸过于巨大，其中磁轭的安装方式也很不同了，其采用的结构是在水轮发电机转子支架的外圆周表面设有主筋，在主筋上加工键槽，在键槽内放置磁轭。而由于巨型水轮发电机的转子支架体积也庞大，不便运输；其安装的要求又很高，就需要将转子支架分体零件吊装到现场后再进行焊接组装加工，这种专用的加工方式和测量方法在目前都还没有出现过。

发明内容

本发明提供了一种应用在巨型水轮发电机上，需要在现场进行加工测量和调整的一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法；解决了现有技术中存在的无法对巨型水轮发电机转子支架进行加工和测量的技术问题。

本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：

一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法，

第一步，将水轮发电机的转子支架放置在支墩上，对水轮发电机的转子支架进行粗调，使水轮发电机转子支架大致水平；

第二步，将测量桁架安装到水轮发电机转子支架的中心，并且将测量桁架水平和径向方向进行调整，让测量桁架与转子支架的上表面平行，桁架旋转中心与转子支架中心同心；测量桁架能达到转子支架的外圆周的主力筋的表面；

第三步，在测量桁架上安装有划针，利用划针在水轮发电机转子支架的主力筋的上端面 划出键槽槽口形状的线形；

第四步，吊装放置门型铣削设备于转子支架的外圆周表面的加工工位，粗调设备基础水平之后精调铣削动力头位置使刀杆满足向心要求，控制数控刀架在水平面内的X/Y方向进行铣削键槽的加工，利用重锤钢琴线方式确定竖直方向的Z向方向，然后利用数控刀架进行铣削键槽的加工；

第五步，加工完成后，对键槽进行测量，测量包括槽口形状的测量、键槽高度测量、键槽的槽底半径的测量和键槽的分布均匀度测量；其中槽口形状使用标准量具进行测量，键槽垂直度、平行度的形位公差的测量利用重锤钢琴线进行测量；键槽的槽底半径利用测量桁架安装千分尺配合测量夹具进行，键槽的分布均匀度通过对相邻两个键槽之间的距离进行测量；

第六步，测量结束后，如果存在偏差根据测量结果通过铣削设备进行微调。

根据转子支架和磁轭的安装加工要求，利用吊装装置将门型的铣削设备放置在转子支架***，直接在转子支架上的主力筋上进行划线加工。加工完成后，利用桁架上固定千分尺与测量块直接对加工的键槽进行测量，测量后产生误差随时调整。门型的铣削设备可以多台同时进行操作，提高加工效率。门型的铣削设备包括可以在Z方向上上下运动的工作台，工作台通过固定在支架上的电机驱动。门型铣削设备的工作台上设有X和Y方向的滑板，让工作台可以在X和Y向进行调整。通过门型铣削设备按照划线进行加工。在现场直接加工然后测量，成本低，同时方便根据实际情况进行调整，提高磁轭键槽的加工精度。本发明中所描述的X、Y和Z方向是根据空间方向进行定义，并不是根据数控铣床的坐标系进行定义的。

作为优选，所述的第三步内在测量桁架的水平方向固定有千分尺，在测量桁架的端部固定有划针，划针与千分尺垂直，利用千分尺确定划针到水轮发电机转子支架的中心的距离，然后利用划针在水轮发电机转子支架的主力筋的上端面划出槽口形状的线形。利用千分尺确定到中心的距离，以保证每个槽口距离中心的位置相同。利用固定在桁架上的划针进行划线，方便操作。

作为优选，所述的第五步内的键槽的槽底半径的测量夹具为一山形量块，山形量块包括一个凸起的波峰，波峰抵接在键槽的槽口内，山形量块安装后高出水轮发电机转子支架的主力筋的上端面，然后利用固定在桁架上的千分尺测量山形量块的波峰到水轮发电机转子支架中心的距离，确保每个键槽的槽底到中心的距离相等。所述的山形量块波峰的高度大于键槽的槽深，山形量块的波峰的横截面为梯形。由于加工的键槽为矩形，山形量块的波峰具有一 个平面，由于波峰的高度大于键槽的深度，因此波峰的平面能无缝的抵接在键槽的槽底，山形量块的其余部分不与键槽相接触，从而保证了测量的精度。山形量块是一个长方体，其横截面成“山”形。在键槽的开槽方向上，山形量块的其中一部分在键槽内，另外一部分露出在键槽外高出转子支架的上表面，从而让千分尺能抵接在山形量块的波峰上，实现对键槽的槽深的测量。

作为优选，所述的第五步内的键槽的分布均匀度测量，是将相邻两个键槽内固定山形量块，在山形量块与槽底之间放置测量柱，利用千分尺测量相邻两个键槽内的测量柱之间的距离，保证相邻两个键槽之间的弧度相同。所述的每个山形量块与槽底之间放置两个等直径的测量柱，两个测量柱之间有高度差。设置两个高低不同的测量柱，可以方便进行连续测量，一个高的测量柱与一个矮的测量柱为一组，测量两者之间的距离，从而确定两个键槽之间的距离。

因此，本发明的一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法具备下述优点：在现场对转子支架的键槽进行直接的加工，方便操作；加工后直接测量，根据测量结果可以进行微调，保证加工精度。专用的加工设备，可以适应不同的现场条件，提高加工效率。

附图说明

图1是本发明的一种水轮发电机转子支架的键槽加工的划线示意图。

图2是图1内A处的放大示意图。

图3是本发明的一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量的示意图。

图4是图3的B处的放大剖视示意图。

图5是图3内的山形量块放大的示意图。

图6是图3内的加工设备的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1和3所示，一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法，

第一步，将水轮发电机的转子支架2放置在支墩3上，对转子支架2进行粗调，使水轮发电机转子支架大致水平；

第二步，将测量桁架1安装到水轮发电机转子支架2的中心，测量桁架1通过轴承等安装到水轮发电机转子支架的中心，无需动力驱动设备，需要旋转时，通过人工推动；将测量桁架1水平和径向方向进行调整，让测量桁架1与转子支架2的上表面平行，调整后的测量 桁架能1达到转子支架的外圆周表面的主力筋19；

第三步，在测量桁架上安装有划针5，划针5与测量桁架垂直，以水轮发电机转子支架2的中心为圆心，利用千分尺4测量中心到转子支架2外缘的主力筋19距离，然后利用划针在水轮发电机转子支架的主力筋19的上端面划出键槽槽口6形状的线形，键槽的槽口形状为矩形(如图2所示)；

第四步，吊装放置门型铣削设备7于转子支架2的外圆周表面的加工工位，门型铣削设备7包括进行粗调的设备基础16、支架18、安装在支架18上的工作台17等。粗调通过设备基础上固定的螺栓进行调整，在支架上固定有电机12，电机12带动丝杆13使得工作台17在Z方向上进行上下运动，工作台17的底部安装有两层滑台15，通过安装的滑台15可以在X和Y方向进行调整，在工作台上安装有铣削头14；

粗调设备基础水平之后精调铣削动力头位置使刀杆满足向心要求，控制数控刀架在X/Y方向进行铣削键槽的加工，利用重锤钢琴线方式确定Z向方向，然后利用数控刀架进行铣削键槽的加工(如图6所示)；

第五步，加工完成后，对键槽进行测量，测量包括槽口形状的测量、键槽平面平行度、垂直度等的测量、键槽的槽底半径的测量和键槽的分布均匀度测量；

其中槽口形状使用标准量具进行测量，键槽高度测量利用重锤钢琴线进行测量；如图4所示，键槽的槽底半径利用测量桁架安装千分尺4配合测量夹具进行，测量夹具包括一个山形模块(如图5所示)，山形模块通过夹紧框10压紧在键槽内。山形模块8为一长条形模块，山形模块的横截面呈“山”字形，山形模块包括一个波峰11，波峰11的横截面为梯形，波峰的顶面抵接在键槽的槽底，然后利用千分尺测量山形模块的顶面距离水轮发电机支架中心的距离，从而确定键槽的槽底半径。键槽的分布均匀度通过对相邻两个键槽之间的距离进行测量，具体的是将高低不同的两个等直径的测量柱9通过山形量块固定在键槽内，然后在相邻的两个高的测量柱之间放置千分尺测量两个测量柱之间的距离，通过测量弦长，判断两键槽位置尺寸及分度是否在要求范围内。通过分别测量两个高测量柱和两个低测量柱来测量相邻键槽中心的弦长。上述的千分尺都是采用接杆式内径千分尺。

第六步，测量完成后如果尺寸有偏差，利用门型铣削设备继续进行加工调整。

Claims (6)

1.一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法，其特征在于：

第一步，将水轮发电机的转子支架放置在支墩上，对水轮发电机的转子支架进行粗调，使水轮发电机转子支架大致水平；

第二步，将测量桁架安装到水轮发电机转子支架的中心，并且将测量桁架水平和径向方向进行调整，让测量桁架与转子支架的上表面平行，桁架旋转中心与转子支架中心同心，测量桁架能达到转子支架的外圆周的主力筋的表面；

第三步，在测量桁架上安装有划针，利用划针在水轮发电机转子支架的主力筋的上端面划出键槽槽口形状的线形；

第四步，吊装放置门型铣削设备于转子支架的外圆周表面的加工工位，粗调设备基础水平之后精调铣削动力头位置使刀杆满足向心要求，控制数控刀架在水平面内的X/Y方向进行铣削键槽的加工，利用重锤钢琴线方式确定竖直方向的Z向方向，然后利用数控刀架进行铣削键槽的加工；

第五步，加工完成后，对键槽进行测量，测量包括槽口形状的测量、键槽高度测量、键槽的槽底半径的测量和键槽的分布均匀度测量；其中槽口形状使用标准量具进行测量，键槽垂直度、平行度的形位公差的测量利用重锤钢琴线进行测量；键槽的槽底半径利用测量桁架安装千分尺配合测量夹具进行，键槽的分布均匀度通过对相邻两个键槽之间的距离进行测量；

第六步，测量结束后，如果存在偏差根据测量结果通过铣削设备进行微调。

2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法，其特征在于：所述的第三步内在测量桁架的水平方向固定有千分尺，在测量桁架的端部固定有划针，划针与千分尺垂直，利用千分尺确定划针到水轮发电机转子支架的中心的距离，然后利用划针在水轮发电机转子支架的主力筋的上端面划出槽口形状的线形。

3.根据权利要求1所述的一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法，其特征在于：所述的第五步内的键槽的槽底半径的测量夹具为一山形量块，山形量块包括一个凸起的波峰，波峰抵接在键槽的槽口内，山形量块安装后高出水轮发电机转子支架的上端面，然后利用固定在桁架上的千分尺测量山形量块的波峰到水轮发电机转子支架中心的距离，确保每个键槽的槽底到中心的距离相等。

4.根据权利要求3所述的一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法，其特征在于：所述的山形量块波峰的高度大于键槽的槽深，山形量块的波峰的横截面为梯形。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法，其特征在于：所述的第五步内的键槽的分布均匀度测量，是将相邻两个键槽内固定山形量块，在山形量块与槽底之间放置测量柱，利用千分尺测量相邻两个键槽内的测量柱之间的距离，保证相邻两个键槽之间的弧度相同。

6.根据权利要求5所述的一种水轮发电机转子支架的键槽加工测量方法，其特征在于：所述的每个山形量块与槽底之间放置两个等直径的测量柱，两个测量柱之间有高度差。