CN111842975B - 一种大型汽轮发电机转子汽端联轴器连接销孔加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大型汽轮发电机转子汽端联轴器连接销孔加工方法。采用激光跟踪仪精测数据并根据结果数控加工工艺垫片，利用经过检测和找正偏差后的工艺垫片加工汽轮发电机新联轴器的连接销孔，实现了发电机转子汽端新联轴器与汽轮机转子旧联轴器连接销孔的位置精准对应。解决了新联轴器原加工工艺方法中，新、旧联轴器的连接销孔位置存在较大偏差而无法正常连接的关键性工艺问题；避免了新联轴器在加工过程中多次现场装配连接，能有效防止联轴器锻件在多次运输过程中产生变形，保证产品精度，缩短生产周期，节约成本。本发明具有工艺设计合理、工艺流程清晰简洁、产品加工精度高、提高产品的性价比等优点。

Description

一种大型汽轮发电机转子汽端联轴器连接销孔加工方法
技术领域
本发明涉及一种大型汽轮发电机转子汽端联轴器连接销孔加工方法。
背景技术
大型汽轮发电机组在长期运行后，发电机转子汽端联轴器和汽轮机转子联轴器的连接销孔及连接止口都存在变形，在转子检修需更换发电机转子汽端联轴器时，新联轴器连接销孔的加工将无法遵循原始设计图纸，加工过程中新联轴器需多次往返电站与制造厂，与汽轮机转子旧联轴器进行连接，通过号划、校准销孔位置后才能返回加工厂进行最终加工，加工过程繁琐且精准度较差，联轴器锻件易因多次运输产生变形，新旧联轴器最终同钻铰量较大，严重影响生产周期及电站检修工期。采用这种新加工方法加工发电机转子汽端新联轴器销孔，不依赖原始设计图纸，加工过程中新联轴器本身不需多次往返运输，可根据电站汽轮机转子旧联轴器连接销孔的实际变形情况对发电机汽端新联轴器进行精准加工，能够缩短生产周期并保证加工质量。该方法可推广至各种联轴器连接销孔的加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型汽轮发电机转子汽端联轴器连接销孔加工方法。本发明的技术方案为：
1)精测数据：用激光跟踪仪精测汽轮机旧联轴器(7)上所有第一连接销孔(8)的位置坐标及第一连接止口(6)的位置和尺寸，使用千分尺测量全部第一连接销孔(8)的直径，取平均值记为φA，记录所有测量数据；
2)工艺垫片(1)和检测销(2)的加工：根据精测的数据结果，用数控镗床加工工艺垫片(1)的第二连接止口(10)及全部第二连接销孔(9)，第二连接销孔(9)直径加工尺寸为φB，令B小于A；用数控车床加工4件不同尺寸的阶梯状检测销(2)，其中检测销(2)的大径尺寸为φA-0.05～φA-0.02mm，小径尺寸从大到小分别为φB-0.05～φB mm、φB-0.10～φB-0.06mm、φB-0.15～φB-0.11mm、φB-0.20～φB-0.16mm；
3)工艺垫片(1)的校准：将加工好的工艺垫片(1)与汽轮机转子旧联轴器(7)进行连接，使全部的第二连接销孔(9)与第一连接销孔(8)一一正对，将一件螺栓(3)、一件垫圈(4)及一件螺母(5)划分为一组定位零件，取两组定位零件分别记为组I和组II，在互成90°的两个位置上固定工艺垫片(1)与汽轮机转子旧联轴器(7)的相对位置；将位置正对的第一连接销孔(8)和第二连接销孔(9)划分为一组销孔，按照检测销(2)的小径尺寸从大到小的顺序，将检测销(2)依次尝试***每组销孔中，记录每组销孔能插进的检测销(2)中小径尺寸较大的检测销(2)，并将对应的小径公差范围的下偏差作为每组销孔的最大位置偏差数值，根据检测销(2)与第二连接销孔(9)之间的间隙记录偏差方向，间隙最大位置所在方向即为偏差方向；销孔检测并记录后，在已检测过的销孔中选取互成90°的两组销孔，用另外两组定位零件固定工艺垫片(1)与汽轮机转子旧联轴器(7)的相对位置，拆除组I和组II两组定位零件，并检测组I和组II拆除前所在销孔的位置偏差及偏差方向，按照检测销(2)的小径尺寸从大到小的顺序，将检测销(2)依次尝试***每组销孔中，记录每组销孔能插进的检测销(2)中小径尺寸较大的检测销(2)，并将对应小径的公差范围的下偏差作为每组销孔的最大位置偏差数值，根据检测销(2)与第二连接销孔(9)之间的间隙记录偏差方向，间隙最大位置所在方向即为偏差方向，至此全部销孔检测完成；
4)新联轴器加工：根据校准记录的数据，二次数控找正、加工工艺垫片(1)上的全部第二连接销孔(9)的位置偏差，将工艺垫片(1)上的第二连接销孔(9)的直径尺寸由原来的φB加工至φA，利用最终完成的工艺垫片(1)数控加工发电机转子新联轴器连接销孔。
技术效果
大型汽轮发电机加工转子汽端联轴器的常规工艺方法是根据发电机汽端联轴器原始设计图纸进行加工，利用汽轮机转子联轴器连接销孔加工用的钻模加工发电机转子汽端联轴器连接销孔。但是对于已经长期运行的大型汽轮发电机组，发电机转子汽端旧联轴器与汽轮机转子旧联轴器的连接销孔均存在一定的变形。在更换发电机转子汽端联轴器时，如根据原始设计图纸并利用连接销孔钻模加工发电机转子汽端新联轴器，因发电机转子汽端新联轴器与汽轮机转子旧联轴器的连接销孔在直径和位置度方面均存在较大的偏差，将导致发电机转子与汽轮机转子无法正常连接，且通常电站现场仅具备手工同钻铰连接销孔能力，因此必须将发电机汽端新联轴器与汽轮机联轴器连接销孔的偏差限制在最小程度。
本发明深入分析了大型汽轮发电机转子汽端联轴器加工原工艺造成发电机转子汽端新联轴器与汽轮机转子旧联轴器在现场无法正常连接的原因，是由于大型汽轮发电机组在长期运行过程中始终按同一方向高速旋转，发电机转子汽端联轴器与汽轮机转子联轴器的连接销孔因长期持续承受相当大的扭矩产生明显的变形，按照原始设计图纸及连接销孔钻模加工的发电机转子汽端新联轴器连接销孔与经过长期运行的汽轮机转子旧联轴器的连接销孔位置存在较大偏差。本发明采用激光跟踪仪精测汽轮机转子旧联轴器连接销孔的位置坐标及联轴器连接连接止口的位置和尺寸，根据精测结果数控加工工艺垫片。工艺垫片与汽轮机转子旧联轴器连接，使用检测销检测工艺垫片与汽轮机转子旧联轴器连接销孔的位置偏差，根据检测的偏差二次精加工工艺垫片找正偏差，最后利用找正后的工艺垫片加工的新联轴器连接销孔能够保证发电机转子汽端新联轴器连接销孔与汽轮机转子旧联轴器连接销孔的位置精准对应，保证了发电机转子汽端新联轴器与汽轮机转子旧联轴器可正常连接。
按照常规工艺，在加工汽轮发电机转子汽端新联轴器连接销孔时，需按照原始设计图纸，并利用根据汽轮机联轴器连接销孔加工的钻模进行加工。本发明针对发电机转子汽端新联轴器连接销孔与汽轮机转子旧联轴器连接销孔位置存在较大偏差的问题进行解决。根据精测结果数控加工的工艺垫片并利用检测销检测工艺垫片与汽轮机联轴器销孔位置偏差，最红用校正后的工艺垫片加工新联轴器连接销孔，通过此方式，发电机转子汽端联轴器不需多次往返于电站与加工厂，有效防止联轴器锻件在反复长途运输过程中产生变形，保证精度，并能够节约宝贵的生产周期。
附图说明
图1为工艺垫片与汽轮机联轴器连接并固定相对位置示意图
图2为检测工艺垫片销孔与汽轮机联轴器销孔位置偏差示意图
具体实施方式
本发明的目的是提供一种大型汽轮发电机转子汽端联轴器连接销孔加工方法。本发明的技术方案为：
(1)精测数据：用激光跟踪仪精测汽轮机旧联轴器7上所有第一连接销孔8的位置坐标及第一连接止口6的位置和尺寸，使用千分尺测量全部第一连接销孔8的直径，取平均值记为φA，记录所有测量数据；(2)工艺垫片1和检测销2的加工：根据精测的数据结果，用数控镗床加工工艺垫片1的第二连接止口10及全部第二连接销孔9，第二连接销孔9直径加工尺寸为φB，令B小于A；用数控车床加工4件不同尺寸的阶梯状检测销2，其中检测销2的大径尺寸为φA-0.05～φA-0.02mm，小径尺寸从大到小分别为φB-0.05～φB mm、φB-0.10～φB-0.06mm、φB-0.15～φB-0.11mm、φB-0.20～φB-0.16mm；(3)工艺垫片1的校准：将加工好的工艺垫片1与汽轮机转子旧联轴器7进行连接，使全部的第二连接销孔9与第一连接销孔8一一正对，将一件螺栓3、一件垫圈4及一件螺母5划分为一组定位零件，取两组定位零件分别记为组I和组II，在互成90°的两个位置上固定工艺垫片1与汽轮机转子旧联轴器7的相对位置；将位置正对的第一连接销孔8和第二连接销孔9划分为一组销孔，按照检测销2的小径尺寸从大到小的顺序，将检测销2依次尝试***每组销孔中，记录每组销孔能插进的检测销2中小径尺寸较大的检测销2，并将对应的小径公差范围的下偏差作为每组销孔的最大位置偏差数值，根据检测销2与第二连接销孔9之间的间隙记录偏差方向，间隙最大位置所在方向即为偏差方向；销孔检测并记录后，在已检测过的销孔中选取互成90°的两组销孔，用另外两组定位零件固定工艺垫片1与汽轮机转子旧联轴器7的相对位置，拆除组I和组II两组定位零件，并检测组I和组II拆除前所在销孔的位置偏差及偏差方向，按照检测销2的小径尺寸从大到小的顺序，将检测销2依次尝试***每组销孔中，记录每组销孔能插进的检测销2中小径尺寸较大的检测销2，并将对应小径的公差范围的下偏差作为每组销孔的最大位置偏差数值，根据检测销2与第二连接销孔9之间的间隙记录偏差方向，间隙最大位置所在方向即为偏差方向，至此全部销孔检测完成；(4)新联轴器加工：根据校准记录的数据，二次数控找正、加工工艺垫片1上的全部第二连接销孔9的位置偏差，将工艺垫片1上的第二连接销孔9的直径尺寸由原来的φB加工至φA，利用最终完成的工艺垫片1数控加工发电机转子新联轴器连接销孔。
如图1所示，将工艺垫片1与汽轮机旧联轴器7装配连接，调整工艺垫片圆周方向的位置，使工艺垫片1连接销孔与汽轮机转子旧联轴器连接销孔一一正对，选取互成90°的两组销孔，用两组螺栓3、垫圈4及螺母5将工艺垫片与汽轮机转子旧联轴器的相对位置进行固定。如图2所示，用不同尺寸范围的检测销2依次检测所有销孔的位置偏差并记录结果。
具体工艺步骤：
(1)精测数据：在汽轮机转子旧联轴器端部设置激光跟踪仪并用激光跟踪仪精测汽轮机转子旧联轴器7上所有第一连接销孔8的位置坐标及连接第一连接止口6的位置和尺寸；使用千分尺测量全部第一连接销孔8的直径，取平均值记为φA，记录所有测量数据；
(2)工艺垫片1和检测销2的加工：根据精测的数据结果，用数控镗床初加工工艺垫片1的第二连接止口10及全部第二连接销孔9，第二连接销孔9直径加工尺寸为φB，令B小于A，为后续工艺垫片二次精加工预留余量；用数控车床加工4件不同尺寸的阶梯状检测销2，其中检测销2的大径尺寸为φA-0.05～φA-0.02mm，小径尺寸从大到小分别为φB-0.05～φB mm、φB-0.10～φB-0.06mm、φB-0.15～φB-0.11mm、φB-0.20～φB-0.16mm；
(3)工艺垫片1的校准：将初加工完成的工艺垫片1与汽轮机转子旧联轴器7进行装配连接，调整工艺垫片1在圆周方向的位置，使全部的第二连接销孔9与第一连接销孔8一一正对，将一件螺栓3、一件垫圈4及一件螺母5划分为一组定位零件，取两组定位零件分别记为组I和组II，分别装配到圆周方向互成90°两组连接销孔中，用于固定工艺垫片1与汽轮机转子旧联轴器7的相对位置；将位置正对的第一连接销孔8和第二连接销孔9划分为一组销孔，按照检测销2的小径尺寸从大到小的顺序，将检测销2依次尝试***每组销孔中，记录每组销孔能插进的检测销2中小径尺寸较大的检测销2，并将对应的小径公差范围的下偏差作为每组销孔的最大位置偏差数值，根据检测销2与第二连接销孔9之间的间隙记录偏差方向，间隙最大位置所在方向即为偏差方向，同时在工艺垫片1上标记每组销孔的偏差方向作为加工依据；销孔检测并记录后，在已检测过的销孔中选取圆周方向上互成90°的两组销孔，用另外两组定位零件固定工艺垫片1与汽轮机转子旧联轴器7的相对位置，拆除组I和组II两组定位零件，并检测组I和组II拆除前所在销孔的位置偏差及偏差方向，按照检测销2的小径尺寸从大到小的顺序，将检测销2依次尝试***每组销孔中，记录每组销孔能插进的检测销2中小径尺寸较大的检测销2，并将对应小径的公差范围的下偏差作为每组销孔的最大位置偏差数值，根据检测销2与第二连接销孔9之间的间隙记录偏差方向，间隙最大位置所在方向即为偏差方向，并在工艺垫片1上标记偏差方向作为加工依据；至此全部销孔检测完成；
(4)新联轴器加工：根据检测校准记录的数据，二次数控找正、加工工艺垫片1上全部第二连接销孔9的位置偏差，将工艺垫片1上第二连接销孔9的直径尺寸由原来的φB加工至最终尺寸φA，完成工艺垫片1的加工；利用最终完成的工艺垫片1数控加工发电机转子新联轴器连接销孔。
本发明是大型汽轮发电机转子汽端联轴器连接销孔加工新工艺，采用激光跟踪仪精测数据并数控加工工艺垫片，工艺垫片经过检测偏差和找正偏差后用于加工新联轴器连接销孔，实现了汽轮发电机转子汽端新联轴器连接销孔与汽轮机转子旧联轴器连接销孔的圆心位置精准对应，保证了发电机转子新联轴器与汽轮机转子旧联轴器的正常连接。
采用本发明的加工方法加工汽轮发电机转子汽端新联轴器连接销孔，解决了按照原始设计图纸并利用汽轮机联轴器连接销孔加工钻模加工的汽轮发电机转子汽端新联轴器连接销孔与汽轮机转子旧联轴器连接销孔位置存在较大偏差的问题；通过工艺垫片加工汽轮发电机汽端新联轴器，能够避免发电机转子联轴器进行多次现场连接，有效防止联轴器锻件在反复长途运输过程中产生变形，保证产品的精度，并能够节约宝贵的生产周期和电站检修工期，兼顾了经济和实用性。

Claims (1)

1.一种大型汽轮发电机转子汽端联轴器连接销孔加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)精测数据：用激光跟踪仪精测汽轮机转子旧联轴器(7)上所有第一连接销孔(8)的位置坐标及第一连接止口(6)的位置和尺寸，使用千分尺测量全部第一连接销孔(8)的直径，取平均值记为φA，记录所有测量数据；
2)工艺垫片(1)和检测销(2)的加工：根据精测的数据结果，用数控镗床加工工艺垫片(1)的第二连接止口(10)及全部第二连接销孔(9)，第二连接销孔(9)直径加工尺寸为φB，令B小于A；用数控车床加工4件不同尺寸的阶梯状检测销(2)，其中检测销(2)的大径尺寸为φA-0.05～φA-0.02mm，小径尺寸从大到小分别为φB-0.05～φB mm、φB-0.10～φB-0.06mm、φB-0.15～φB-0.11mm、φB-0.20～φB-0.16mm；
3)工艺垫片(1)的校准：将加工好的工艺垫片(1)与汽轮机转子旧联轴器(7)进行连接，使全部的第二连接销孔(9)与第一连接销孔(8)一一正对，将一件螺栓(3)、一件垫圈(4)及一件螺母(5)划分为一组定位零件，取两组定位零件分别记为组I和组II，在互成90°的两个位置上固定工艺垫片(1)与汽轮机转子旧联轴器(7)的相对位置；将位置正对的第一连接销孔(8)和第二连接销孔(9)划分为一组销孔，按照检测销(2)的小径尺寸从大到小的顺序，将检测销(2)依次尝试***每组销孔中，记录每组销孔能插进的检测销(2)中小径尺寸较大的检测销(2)，并将对应的小径公差范围的下偏差作为每组销孔的最大位置偏差数值，根据检测销(2)与第二连接销孔(9)之间的间隙记录偏差方向，间隙最大位置所在方向即为偏差方向；销孔检测并记录后，在已检测过的销孔中选取互成90°的两组销孔，用另外两组定位零件固定工艺垫片(1)与汽轮机转子旧联轴器(7)的相对位置，拆除组I和组II两组定位零件，并检测组I和组II拆除前所在销孔的位置偏差及偏差方向，按照检测销(2)的小径尺寸从大到小的顺序，将检测销(2)依次尝试***每组销孔中，记录每组销孔能插进的检测销(2)中小径尺寸较大的检测销(2)，并将对应小径的公差范围的下偏差作为每组销孔的最大位置偏差数值，根据检测销(2)与第二连接销孔(9)之间的间隙记录偏差方向，间隙最大位置所在方向即为偏差方向，至此全部销孔检测完成；
4)新联轴器加工：根据校准记录的数据，二次数控找正、加工工艺垫片(1)上的全部第二连接销孔(9)的位置偏差，将工艺垫片(1)上的第二连接销孔(9)的直径尺寸由原来的φB加工至φA，利用最终完成的工艺垫片(1)数控加工发电机转子新联轴器连接销孔。
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