超临界压力汽轮机叶片组合隔板加工工装及加工方法.pdf
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1、制造与工艺 Manufacturing and Process24 今日制造与升级 2023.70引言超临界压力汽轮机叶片是指直径在1000 3000mm的叶片盘上均匀焊接叶片(叶片组合隔板)。隔板上叶片呈现均匀分布的排列方式,并焊接固定在隔板环体的内壁上,每条焊缝为复杂的弧形。当隔板直径达到2m 左右时,已经无法通过人为拨动工装的方式将焊缝熔池调节至水平方向。现有加工方法采用平板上固定环体及叶片焊接位置的方式,但在焊接时不得不采用立焊、仰焊,且手工操作的焊条电弧焊进一步提升隔板焊接的难度,导致焊接质量无法保证,焊缝成形困难,容易在焊缝表面产生焊瘤,甚至产生塌陷;且固定叶片组合隔板的平板也无法
2、自行转动,通常叶片组合隔板的正反两面均需要焊接,需要多次装夹,因此焊接效率较低,焊接质量无法保证。1 工装技术方案1.1 实施方案为解决上述问题,在焊接时采用超临界压力汽轮机叶片组合隔板加工工装,通过转动与涨缩的运行方式,能够有效地调整叶片组合隔板的焊缝至较水平位置,有效装夹及固定叶片组合隔板,能够更简易、高效、高质量对叶片组合隔板进行焊接,整个装置的通用性好,适用于加工不同内孔尺寸的叶片组合隔板。1.2 工装结构工装结构如图1所示,此工装的减速机构位于底座的内腔,工装的转动输入端位于底座左端,工装的转动输出端侧凸于底座右端。(1)动力输入端组成。高速轴左侧锥度端与主传动联轴器内孔紧配并装有平
3、键,平键的侧面为工作面,靠侧面传力,对中性好,平键亦能防止主传动联轴器与高速轴产生相对运动。主传动联轴器通过联轴器锁紧螺母固定,防止联轴器与高速轴在装置运行时松动,产生轴向间隙。传动电机通过电机联轴器、主传动联轴器带动高速轴转动,高速轴两端装有高速轴轴承,将高速轴固定在底座内腔,且高速轴轴承通过高速轴端盖固定在底座上,高速轴端盖的作用不仅能固定高速轴承,亦能防止高速轴在底座内腔轴向窜动。(2)减速机构组成。高速轴通过齿轮啮合带动主轴齿轮转动,两者减速比为10 1。主轴齿轮与主轴过盈配合,且主动齿轮与主轴之间装有平键,平键能够防止主动齿轮与主轴产生相对运动,主动齿轮通过后锁紧螺母固定在主轴上并实
4、现主动齿轮与主轴联动;主轴左端装有后轴承,后轴承通过后端盖固定在机底座上,主轴的右端装有前轴承,轴承通过前端盖固定在底座上,从而将主轴固定在底座上,使主轴仅有转动功能,无法轴向位移。如伸缩机构由主轴、撑紧轴、油缸座、主轴定位套、摘要超临界压力汽轮机叶片组合隔板加工工装,通过主轴旋转与瓦片涨缩运行的方式,在焊接时,能够有效调整叶片组合隔板的焊缝至较水平的位置,并能够有效装夹及固定叶片组合隔板。工装的结构主要包括减速机构、转动输入机构、转动输出机构以及瓦片涨缩机构。主轴支承并贯穿底座,主轴的减速机构位于底座的内腔;主轴的输出端通过减速组件连接主轴的输入端;主轴的转动输出端侧凸于底座的右端;还包括瓦
5、片涨缩结构,由活动盘部分、固定盘、瓦片等组件组成。关键词超临界压力汽轮机;叶片组合隔板;加工工装;加工方法中图分类号TG54 文献标志码A超临界压力汽轮机叶片组合隔板加工工装及加工方法陆斌(无锡润和叶片制造有限公司,江苏无锡214000)联轴器锁紧螺母后锁紧螺母前锁紧螺母瓦片固定件固定盘前端盖瓦片尾部锁紧螺母主轴定位套后端盖后轴承油缸座油缸油缸联轴器主传动联轴器电机联轴器传动电机高速轴端盖高速轴轴承主轴齿轮隔板产品焊缝所在位置固定螺栓活动盘销块滑块撑管高速轴放大图前轴承撑紧轴主轴底座图1 工装结构示意制造与工艺 Manufacturing and Process2023.7 今日制造与升级 2
6、5后轴承、锁紧螺母、油缸联轴器、固定盘、活动盘以及瓦片等零部件组成,如图1所示。其中主轴为中空轴,内腔装有撑紧轴,两者之间存在间隙。主轴的左端装有油缸座,油缸座通过主轴定位套与后轴承隔开,油缸座通过尾部锁紧螺母固定在主轴上;油缸通过螺栓固定油缸座左端;油缸座的活塞杆通过油缸联轴器与撑紧轴连接;主轴右端外圆处还装有固定盘,固定盘通过前锁紧螺母固定在主轴上,还包括活动盘,活动盘与主轴间隙配合,两个活动盘之间装有撑管,两个活动盘通过固定螺栓连接组成活动盘组件;活动盘右端装有销块,销块通过螺栓固定在活动盘端面;撑紧轴上开有方槽,销块插入撑紧轴方槽内;当油缸活塞杆做伸缩运动时,拉动撑紧轴,从而带动活动盘
7、在主轴上整体滑动,如图2所示;活动盘上装有滑块,活动盘外圆开有斜燕尾槽,斜燕尾槽的斜度与滑块斜度一致,滑块嵌与活动盘斜槽内,滑块通过螺栓与瓦片连接,瓦片左端通过瓦片固定件固定在固定盘上,固定盘的径向环面排布有若干环布的导向直线孔槽;每片瓦片通过螺栓组件安装于导向直线孔槽;瓦片沿着导向直线孔槽径向扩展或收缩。瓦片固定件固定盘活动盘瓦片(a)瓦片直径涨缩至最小行程瓦片固定件固定盘活动盘瓦片(b)瓦片直径涨缩至最大行程图2 涨缩机构运行状态示意如图3所示,当隔板的内径大于瓦片的最大直径时,扇形垫块固装于瓦片的外壁,扩展整个结构的适用范围,此时隔板套装于若干扇形垫块形成的外环壁上。1.3 采用工装焊接
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