一种汽轮机转子对轮孔加工找正装置及方法与流程

本发明涉及一种汽轮机转子，具体涉及一种汽轮机转子对轮孔加工找正装置及方法，属于汽轮机转子加工技术领域。

背景技术：

汽轮机轴系部分通常由高、中、低压三根转子相连接构成，高压转子、中压转子、低压转子分别单独进行对轮孔加工，然后高、中、低压转子间使用螺销穿过对轮孔相互连接起来构成汽轮机轴系。转子对轮孔为通的销孔，高、中、低压三根转子相互连接端面的对轮销孔要保证在同一节圆及相位角上。现有加工技术通常使用专用钻模进行加工，由于钻模与转子间采用止口间隙定位，同时加工过程钻模孔与铰刀间存在找正中心误差，常常造成加工后相连转子间对轮孔不同心，在进行转子间对轮孔连接时螺销无法正常装入，必须在电厂进行二次对轮销孔加工，影响机组正常安装周期。

技术实现要素：

本发明为解决汽轮机轴系相连转子间对轮孔加工不同心的问题，进而提供一种汽轮机转子对轮孔加工找正装置及方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种汽轮机转子对轮孔加工找正装置，所述找正装置为找正模，找正模上加工有相对设置的凸止口和凹止口；找正模上的凸止口与相对接的两个转子中的一个转子的转子凹止口配合，找正模上的凹止口与相对接的两个转子的另一个转子的对接凸止口配合。

本发明还提供一种汽轮机转子对轮孔加工找正方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一、转子端面找正:用千分表按转子的对轮端面找正，水平和垂直方向的平面度均在0-0.01mm范围内；

步骤二、安装找正模，找正模外圆处的匹配标记与转子外圆处的匹配标记对准；将找正模一侧的凸止口与转子的转子凹止口相配合，找正模安装于转子的对轮端面上；检查找正模与转子贴合面的间隙应在0-0.02mm范围内；

步骤三、按找正模的底孔确认对轮孔中心，底孔的内周面的上下左右四个位置的平面位置差为0-0.01mm；

步骤四、半精镗对轮孔，根据设计的待加工转子的对轮孔的精加工尺寸φb，进行适当留量，在转子的对轮端面上先镗出通孔，通孔的尺寸至φa；精加工尺寸与粗加工尺寸相差至少0.4mm；

步骤五、检查镗出的通孔尺寸，并与粗加工镗刀设计的直径尺寸进行比较，如尺寸误差为0-0.02mm则继续进行后序加工；如误差超过0.02mm需要重新调整粗镗刀直径尺寸，直至满足尺寸误差；

步骤六、精镗对轮孔，调好精镗刀直径尺寸与设计的待加工转子的对轮孔直径尺寸φb一致，对步骤五粗镗出的通孔进行精镗加工，第一刀加工后，测量通孔尺寸，如该尺寸不在对轮孔尺寸公差0-0.04mm范围内，则微调精镗刀，精镗刀调整后，重新加工该通孔，反复调整精镗刀直径尺寸，反复加工，并测量加工后通孔尺寸，直至最终加工的通孔尺寸符合0-0.04mm的设计要求，第一个对轮孔加工完成；

步骤七、安装定位销，定位销与找正模的底孔及转子的对轮轮相配合；

步骤八、按上述步骤加工剩余的对轮孔，第二对轮孔与第一对轮孔对称分布且二者连线与对轮端面中轴线相交，按上述安装定位销于底孔和对轮孔内；

步骤九、拆下找正模，将其安装到与转子对轮端面相连接的对接转子对轮端面上，将找正模的另一侧的凹止口与对接转子的对接凸止口相配合，对准匹配对接标记，找正模安装于对接转子对轮端面上；

按照步骤一至步骤八加工出对接转子上的各个对轮孔，并安装定位销，对轮孔加工找正完成。

本发明的有益效果是：本发明能保证汽轮机轴系转子间相连接对轮孔加工同心度要求，精度达到0.01mm以内，避免汽轮机转子在电厂安装时对轮销孔不同心连接螺销无法穿入问题的发生，提高产品加工尺寸位置精度；保证电厂装机周期。操作方法简便，已经广泛应用于生产实际中。

附图说明

图1是本发明要加工转子对轮端面在机床上找正的示意图；

图2是安装找正模到转子上的示意图；

图3是按找正模底孔确认对轮孔中心示意图；

图4是半精镗对轮孔示意图；

图5是对轮孔尺寸检查示意图；

图6是精镗对轮孔示意图；

图7是安装定位销示意图；

图8是安装找正模至相连接的对接转子上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明:

参见图2说明，一种汽轮机转子对轮孔加工找正装置为找正模，所述找正装置为找正模，找正模6上加工有相对设置的凸止口8和凹止口18；找正模6上的凸止口8与相对接的两个转子中的一个转子的转子凹止口配合，找正模6上的凹止口18与相对接的两个转子的另一个转子的对接凸止口配合。

找正模通过凸止口(或凹止口)与转子凹止口(或凸止口)配合定位，止口间0mm-0.013mm过盈配合。这样消除了找正模与转子对轮孔的同心度误差。使用时，找正模上刻有匹配标记及电、调端标记，避免找正模方向使用错误。找正模上的底孔直径尺寸大于设计的要加工的转子对轮孔直径尺寸。同时，转子必须具有清晰明确的匹配标记及电、调端标记。加工转子对轮孔前检查转子止口尺寸及找正模止口尺寸并记录，确认止口为0mm-0.013mm过盈配合。当找正模与转子止口间隙超差时找正模不允许使用。按转子支撑位置跨距摆放好两支架，调整两支架高度基本一致，两支架中心连线与机床主轴基本平行。将转子平稳吊起，吊放于支架上，对轮孔加工一侧对准机床主轴。将找正模安装于转子对轮孔端面，对准匹配标记及电调端方向，将镗杆安装于机床主轴，用于转子对轮端面找正及加工中确定各对轮孔中心位置。

参见图1-图8说明，一种汽轮机转子对轮孔加工找正方法是按照下述步骤进行：

步骤一、转子端面找正：用千分表3按转子5的对轮端面4找正，水平和垂直方向的平面度均在0-0.01mm范围内；

步骤二、安装找正模6，找正模6外圆处的匹配标记7与转子5外圆处的匹配标记7对准；将找正模6一侧的凸止口8与转子5的转子凹止口9相配合，找正模6安装于转子5的对轮端面4上；检查找正模6与转子5贴合面的间隙10应在0-0.02mm范围内；

步骤三、按找正模6的底孔11确认对轮孔13中心，底孔11的内周面的上下左右四个位置的平面位置差为0-0.01mm；

步骤四、半精镗对轮孔，根据设计的待加工转子5的对轮孔13的精加工尺寸φb，进行适当留量，在转子5的对轮端面4上先镗出通孔，通孔的尺寸至φa；精加工尺寸与粗加工尺寸相差至少0.4mm；

步骤五、检查镗出的通孔尺寸，并与粗加工镗刀设计的直径尺寸进行比较，如尺寸误差为0-0.02mm则继续进行后序加工；如误差超过0.02mm需要重新调整粗镗刀直径尺寸，直至满足尺寸误差；

步骤六、精镗对轮孔，调好精镗刀直径尺寸与设计的待加工转子5的对轮孔13直径尺寸φb一致，对步骤五粗镗出的通孔进行精镗加工，第一刀加工后，测量通孔尺寸，如该尺寸不在对轮孔尺寸公差0-0.04mm范围内，则微调精镗刀，精镗刀调整后，重新加工该通孔，反复调整精镗刀直径尺寸，反复加工，并测量加工后通孔尺寸，直至最终加工的通孔尺寸符合0-0.04mm的设计要求，第一个对轮孔加工完成；

步骤七、安装定位销，定位销16与找正模6的底孔11及转子5的对轮轮13相配合；

步骤八、按上述步骤加工剩余的对轮孔，第二对轮孔与第一对轮孔对称分布且二者连线与对轮端面4的中轴线mn相交，按上述安装定位销16于底孔11和对轮孔13内；

步骤九、拆下找正模6，将其安装到与转子5对轮端面相连接的对接转子19对轮端面上，将找正模6的另一侧的凹止口18与对接转子19的对接凸止口17相配合，对准匹配对接标记c，找正模6安装于对接转子19对轮端面上；

按照步骤一至步骤八加工出对接转子19上的各个对轮孔，并安装定位销16，对轮孔加工找正完成。

参见图1-图8说明，该对轮孔加工找正方法中，步骤一中在机床主轴1上安装专用镗杆2，将千分表3固定在镗杆上，步骤二中使用螺栓拉紧找正模安装于转子5的对轮端面4上，如此连接方便可靠；步骤三按找正模6的底孔11确认对轮孔13的中心前，首先安装专用镗杆2于机床主轴上；安装千分表3于镗杆2上，调整千分表3置零位，然后用千分表3按找正模6的底孔11确认对轮孔13的中心。

步骤四中，粗镗刀12安装于机床主轴1上，调好粗镗刀直径尺寸，利用粗镗刀12进行半精镗对轮孔，加工过程中随时监测机床主轴振动情况。

步骤六中，在机床主轴1上安装好精镗刀15，利用精镗刀15加工，加工过程中随时监测刀具振动情况，并随时控制冷却，保证加工稳定可靠。

步骤七中，每加工合格一个对轮孔13后，安装定位销16，定位销16为阶梯型结构并与找正模内孔、对轮孔相配合，定位销16的安装是为了保证转子与找正模相对位置不变，便于下一个对轮孔13的加工。每加工一个对轮孔要检查测量并记录。

步骤九中，使用至少4个螺栓将找正模6安装于对接转子19对轮端面上。拆装方便可靠。

如图1-图8所示，上述方法，作为一个可实施方式，找正模6与转子5贴合面的间隙10采用塞尺检查，采用0.02mm塞尺不入为较佳方案，按照底孔11确认对轮孔13中心时，优选地，底孔11的内周面的上下左右四个位置的平面位置差为0.01mm；半精镗对轮孔，设计的对轮孔13的精加工尺寸φb与粗加工尺寸φa相差0.4mm为较佳方案，这样既有利于加工，有利于精度检查。为了提供加工的通孔的可靠性和准确性，粗镗出的通孔尺寸与粗加工镗刀设计的直径尺寸进行比较，尺寸误差为0.02mm为较佳，有利于粗镗加工操作，也有利于后期精镗加工。为了保证对轮孔加工顺利完成，又能保证实际使用，最终加工的通孔尺寸符合0.04mm的设计要求。即可满足相邻两转子位置精度及对接需求。

为了保证对轮孔13中心找正，通孔加工精度，用千分表3按找正模6的底孔11找对轮孔13的中心，用内径千分尺14检查粗镗出的通孔尺寸，用内径千分尺14测量通孔尺寸。

为了保证通孔半精镗加工和精镗加工尺寸，步骤四中半精镗孔的切削参数为：转速380-400转/分钟，进给量为40-45毫米/分钟。步骤六中精镗孔的切削参数为：转速420-450转/分钟，进给量为20-25毫米/分钟。优选地，半精镗孔的转速为：390转/分钟，精镗孔的转速为435转/分钟。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。