大型水轮机组座环加工工艺技术

1 前言

目前一些大型水轮机的座环结构是由 6瓣组成

的焊接结构形式, 与顶盖、底环配合高度, 依靠配合
垫片调整。此类座环外型尺寸大, 重量大。三峡机
组座环, 景洪机组座环等均为此类设计结构。三峡
机组座环固定导叶高度达 3 000

+ 20

0

mm, 总重量 395 t

( 加工后 )。由于座环平面及圆均采用工地加工方

法, 所以, 圆度和平度偏差大小是否能够满足工地现
场加工余量的要求, 完全依靠厂内座环 6瓣加工之
后组合成整圆, 整体划线检查的结果。而该检查结
果的好坏主要是依赖每半加工时质量情况。座环是

整个机组的支撑, 保证座环的质量很重要。

2 新工艺过程

2. 1 选择高精度数控铣床加工分瓣面。常规的 6

瓣结构座环加工及组合的工艺流程见图 1。

图 1 常规 6瓣结构座环加工及组合的工艺流程图

这样加工流程能够有效地保证座环的质量。但

是对于三峡超大型座环来说, 生产效率较低, 加工、

组合过程相对复杂。根据设计图纸要求, 合缝面间
隙允许

1 mm。

工艺改进方法是打破常规传统的工艺方法, 采用

了单瓣数控加工合口面及把合孔, 取消 2个 1/3瓣的
组合工序, 直接组合组成 2个 1/2瓣, 再组成整圆的
加工工艺方法 (图 2)。即:   将 1 /6 瓣 ( 1/2圆中间

瓣 )摆放在镗床平台处, 将一侧合缝面朝向镗床, 按平
线、

圆线找正工件, 误差

0. 5 mm, 铣合缝面。此处合

缝面加工到量后, 工件旋转, 另一侧合缝面朝向镗床,
按同样方法找正后加工另一侧合缝面。用拉半径的

方法保证弦长合格; ! 分别将与中间瓣两个合缝面配
合的 1/6瓣一侧合缝面找正后加工; ∀ 在装配平台按
线找正后组合成 l/2圆, 利用塞尺检查合缝面间隙符
合要求; #加工 1/2瓣合缝面; ∃ 组合成整圆。

图 2 镗床加工分瓣面

这里的关键技术难点在于通过精确的测量检查

手段, 严格保证每瓣已给定的基准线的尺寸和位置,
减小偶然误差。这样才能保证单瓣加工后分半面的

角度 60%值, 保证 1/2瓣加工后分半面的角度 120%值。

工艺改进后生产效率提高了, 缩短了镗床加工

时间 4天左右, 节约了装配时间 7天, 质量也得到了
大幅度提高, 组合后间隙在 0. 1 mm 之内。

2. 2 精确的找正、

测量方式。

要达到座环组合成功, 必须严密控制每一步工

序。加工、

装配的过程中采用水准仪找正办法, 误差

可以控制在 0. 5 mm 范围之内; 采用能够显示作用
拉力的管形测力计 (型号: LTZ - 20, 0 ~ 200 N。经