N51-8.83純凝汽式汽輪機(jī)制造工藝方案

1、N518.83純凝汽式汽輪機(jī)制造工藝方案編號(hào)：（汽）0200-010設(shè)計(jì)：審核：批準(zhǔn)：二O一二年四月N518.83純凝汽式汽輪機(jī)制造工藝方案N51高壓?jiǎn)胃准兡狡啓C(jī)，是我公司在廣泛的市場(chǎng)調(diào)研基礎(chǔ)上，依據(jù)國(guó)家政策和相關(guān)國(guó)家規(guī)劃，為適應(yīng)市場(chǎng)需求，按用戶訂貨要求自主開發(fā)、設(shè)計(jì)的51MW高壓?jiǎn)胃准兡狡啓C(jī)新產(chǎn)品。該機(jī)組與同系列其它機(jī)組相比，具有自己的一些結(jié)構(gòu)工藝性特點(diǎn)。如中分面下貓爪支承、可調(diào)式徑向汽封結(jié)構(gòu)、改進(jìn)的高壓噴嘴組、采用凸輪配汽機(jī)構(gòu)、定中心梁結(jié)構(gòu)、葉片采用全三維結(jié)構(gòu)等等。一、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝性由于該汽輪機(jī)是純凝汽式機(jī)組，因而與相同進(jìn)汽參數(shù)、同功率的其它機(jī)組相比具有：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、零部件

2、較多、外型尺寸較大的特點(diǎn)。靜子方面：汽缸為單缸結(jié)構(gòu)。高、中、低三缸通過垂直法蘭相互連接。前軸承箱和后汽缸分別為整體焊接結(jié)構(gòu)，高壓缸是合金鋼鑄造結(jié)構(gòu)且4個(gè)蒸汽室、噴嘴室通過焊接方式固定在高壓缸上，中壓缸為鑄鋼結(jié)構(gòu)。為縮短機(jī)組軸向尺寸，更好的布置抽汽管口，設(shè)計(jì)了6級(jí)隔板套，隔板套、隔板其底部通過定位鍵調(diào)整、定位；中分面處通過搭子（懸掛銷）分別與汽缸和隔板套固定；汽缸采用下貓爪支撐式結(jié)構(gòu)，汽缸膨脹和收縮時(shí)通過定中心梁推動(dòng)前箱沿軸向前后移動(dòng)，保證動(dòng)靜部件的相對(duì)位置不變。 隔板全部為焊接結(jié)構(gòu)形式，其中：第2-16級(jí)隔板為自帶葉柵焊接結(jié)構(gòu)形式，17-20級(jí)是靜葉與隔板體和隔板外環(huán)焊接結(jié)構(gòu)形式； 轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子

3、總長(zhǎng)6333mm，兩軸承之間跨距：4898mm。為整鍛輪盤加套裝葉輪組合式結(jié)構(gòu)，即前十六級(jí)為整體鍛造輪盤結(jié)構(gòu)，后四級(jí)為套裝式葉輪結(jié)構(gòu)；聯(lián)軸器和盤車齒輪、后汽封套筒紅套裝配到轉(zhuǎn)子上。因此，該機(jī)組制造工藝復(fù)雜、難度較大，尤其是高壓缸的加工及噴嘴室、蒸汽室的焊接、隔板焊接、加工，后汽缸焊接和轉(zhuǎn)子加工裝配、套裝等難度較大。二、 根據(jù)我公司的發(fā)展規(guī)劃和市場(chǎng)需求，該機(jī)組型號(hào)為以后生產(chǎn)的基本系列之一。因此安排工裝設(shè)計(jì)和制造時(shí)，是按單件生產(chǎn)的批量考慮，并充分考慮了其通用性。三、 各零部件加工方式劃分我公司有多臺(tái)套機(jī)組要同時(shí)生產(chǎn)并且交貨周期基本相同，因而生產(chǎn)組織安排非常緊張，為更好的滿足機(jī)組的交貨時(shí)間要求，滿足

4、機(jī)組的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造質(zhì)量；另外根據(jù)我公司缺少焊接技術(shù)人員、焊接操作人員，缺少焊接經(jīng)驗(yàn)的特點(diǎn)，該機(jī)組零部件采用自主加工、外協(xié)生產(chǎn)、成品購(gòu)買三種方式。對(duì)該機(jī)組的零部件生產(chǎn)作如下劃分：自主生產(chǎn)部件（JPEF）、外部協(xié)作部件（外協(xié)）、對(duì)外采購(gòu)部件（外購(gòu)）三類，詳見附表1.四、 工藝文件的編制和工裝準(zhǔn)備。根據(jù)該機(jī)組的生產(chǎn)類型和技術(shù)特點(diǎn)，盡量采用同行業(yè)單位的制造工藝作為相關(guān)工序的操作依據(jù)，并結(jié)合我公司和外協(xié)單位的實(shí)際生產(chǎn)條件和設(shè)備、人員情況，在產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)階段，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)；在產(chǎn)品圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段，對(duì)產(chǎn)品和各零部件工藝性進(jìn)行了審查，并提出了改進(jìn)意見；對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了審查會(huì)簽；

5、在產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備階段，按照工藝工作程序的規(guī)定，進(jìn)行了工藝文件、工藝裝備的設(shè)計(jì)和編制、校對(duì)和審查等工作。、編制和制定相適應(yīng)的制造過程工藝文件如下：材料消耗工藝定額、材料匯總表、工藝路線、外協(xié)件明細(xì)表、外購(gòu)件明細(xì)表、機(jī)加工工藝過程卡片、裝配工藝過程卡片、工藝裝備明細(xì)表、零部件加工、檢驗(yàn)證書、檢驗(yàn)計(jì)劃等。、為使生產(chǎn)加工、裝配順利進(jìn)行，保證制造質(zhì)量，進(jìn)行了大量的工裝夾具的設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備工作，為生產(chǎn)制造、機(jī)組裝配做好工藝準(zhǔn)備。其工裝夾具詳見附表2.工藝裝備明備細(xì)表。五、產(chǎn)品制造工藝方案，主要是關(guān)鍵部件的制造工藝方案。1、汽缸加工制造工藝方案1） 高壓缸蒸汽室、噴嘴室的焊接該機(jī)組高壓缸有四個(gè)蒸汽室和噴嘴室，噴嘴

6、室通過定位鍵在高壓缸內(nèi)安裝定位，然后通過焊接固定在高壓缸上；蒸汽室通過焊接與噴嘴室連接在一起。該機(jī)組焊接蒸汽室和噴嘴室焊接與J04機(jī)組大致相同，焊接可參照J(rèn)04機(jī)組執(zhí)行。2） 高壓缸機(jī)械加工高壓缸加工尺寸多且加工精度要求高，加工質(zhì)量直接影響到機(jī)組的質(zhì)量。特別是中分面的加工，既要保證中分面的加工精度，防止漏氣又要防止由于加工而引起汽缸變形。高壓缸上、下半中分面及中分面各螺栓孔的機(jī)械加工安排在數(shù)控龍門銑上進(jìn)行，一次裝夾、找正、定位，既縮短加工周期，更重要的是保證加工質(zhì)量。為找正、定位準(zhǔn)確，就位前在中分面處焊接工藝搭子及工藝鐵。為保證中分面加工精度，粗精銑用250面銑刀；各檔內(nèi)圓及垂直法蘭端面粗精銑

7、用530三面刃銑刀。為保證支撐定位基本接近其工作狀態(tài)，上下半分別用墊箱支撐在吊耳處。為保證裝夾、調(diào)整、找正準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；同時(shí)為防止加壓產(chǎn)生彈性變形和汽缸自重引起的彎曲變形，各工序采用統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，保證各加工面相互位置精度，為此設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備了一整套氣缸裝夾、定位工裝。需要強(qiáng)調(diào)的是，由于上下半要焊接蒸汽室和噴嘴室，并要進(jìn)行除應(yīng)力熱處理，因而汽缸的精加工如中分面精銑、各檔內(nèi)圓及垂直法蘭面精車等必須在熱處理后進(jìn)行；隔板套、汽封體底部定位鍵槽、隔板套、隔板中分面定位槽等的鏜銑安排在水壓試驗(yàn)后進(jìn)行。汽缸中分面螺栓孔的鉆削加工，是比較重要且要求較高的工序。為保證上下半汽缸水平中分面上各孔的同心，特

8、別是針對(duì)M76和M120的螺栓孔，為了提高鉆孔精度、提高工效，采用了整體復(fù)合鉆鉆孔工藝。螺紋用螺紋銑刀銑制而成，如M120X4、M76X4等螺紋銑刀，提高功效、縮短加工時(shí)間；锪孔采用反刮工藝。該機(jī)組把合螺栓孔底部120°鉆尖角需要保證尺寸，所以另外訂購(gòu)了115和71大直徑麻花鉆，用麻花鉆直接鉆出鉆尖角成品。在高壓缸精加工結(jié)束后，根據(jù)其分段工作壓力與精加工后的中壓缸一起進(jìn)行水壓試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力為其工作壓力的1.5倍，壓力很高，沒有特定的工裝，難于進(jìn)行。為此專門設(shè)計(jì)制造了高中壓缸水壓試驗(yàn)打壓工裝及工藝螺栓，并采用自密封的工藝措施，縮短打壓準(zhǔn)備時(shí)間、降低打壓工裝材料消耗，確保水壓試驗(yàn)的順利進(jìn)

9、行。2、低壓缸的精加工低壓缸為全焊接結(jié)構(gòu)，因我公司不具備焊接能力。其焊接工序采用外協(xié)方式。對(duì)外協(xié)廠家提出焊接技術(shù)要求、工藝要求，并對(duì)外協(xié)廠家的工藝方案進(jìn)行評(píng)定和技術(shù)交流。機(jī)械加工工序返回到我公司內(nèi)利用龍門銑及鏜銑床加工。充分發(fā)揮專業(yè)焊接廠家焊接和我廠機(jī)械加工設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，更好的保證低壓缸的制造質(zhì)量。低壓缸的外協(xié)焊接，其焊接質(zhì)量是質(zhì)量控制點(diǎn)。3、隔板的焊接加工由于交貨周期短、加工量大、設(shè)備緊張，本臺(tái)機(jī)組全部隔板的焊接及精加工、隔板撓度試驗(yàn)安排外協(xié)方式。在隔板制造階段，我廠要進(jìn)行質(zhì)量控制、質(zhì)量監(jiān)督。對(duì)靜葉安裝角、出汽面積、焊接質(zhì)量、加工尺寸、粗糙度等進(jìn)行嚴(yán)格檢查和控制，協(xié)助外協(xié)廠家把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)。成

10、品進(jìn)廠后檢查檢驗(yàn)記錄的完整性及準(zhǔn)確性和有效性。4、前軸承箱的焊接及機(jī)械加工前軸承箱是整體焊接結(jié)構(gòu)，根據(jù)我公司的生產(chǎn)能力及交貨周期，從焊接到加工以及內(nèi)部部件的配套，安排外協(xié)成品。軸承箱進(jìn)廠后檢查各部套是否齊全、檢查中分面間隙、檢查各加工尺寸等是否符合圖紙要求進(jìn)行成品入庫檢驗(yàn)。檢查外協(xié)廠家產(chǎn)品證明書的完整性、準(zhǔn)確性和有效性。5、轉(zhuǎn)子加工、裝配轉(zhuǎn)子（主軸、套裝葉輪）的工作條件非常復(fù)雜，承受著巨大的扭矩、彎矩、離心力、振動(dòng)應(yīng)力和熱應(yīng)力等，因此對(duì)其結(jié)構(gòu)形式、材料和冷、熱加工工藝都提出了嚴(yán)格要求。轉(zhuǎn)子精加工及葉片裝配精度要求很高，因而必須有比較完備的制造工藝方案，以確保轉(zhuǎn)子在加工、裝配過程中滿足設(shè)計(jì)要求。

11、·所有動(dòng)葉片安排外協(xié)成品，動(dòng)葉片在制造過程中要進(jìn)行聯(lián)檢，符合圖紙、標(biāo)準(zhǔn)要求后方能交付。·該機(jī)組有5級(jí)葉輪，2級(jí)T型葉輪，2級(jí)雙倒T型葉輪，1級(jí)叉形葉輪。T型葉輪的加工已有成功的加工經(jīng)驗(yàn)，專門設(shè)計(jì)有葉輪型線樣板、葉根槽檢測(cè)樣板、葉輪葉片裝備工具、平衡孔倒角工裝、葉輪靜平衡心軸等工藝裝備；2級(jí)雙倒T型葉輪已準(zhǔn)備了加工所需的刀具及檢驗(yàn)用的葉根槽卡板、測(cè)槽專用工具等工裝，并準(zhǔn)備了工藝試驗(yàn)方案，根據(jù)車間的加工進(jìn)度安排，適時(shí)選擇該類型葉輪的試加工；1級(jí)叉形葉根葉輪的加工，也準(zhǔn)備了加工刀具、檢驗(yàn)用卡板，工藝試驗(yàn)方案，還設(shè)計(jì)了叉形葉根裝配所需的工藝銷和輻射線樣板等工裝，根據(jù)車間的加工進(jìn)度安

12、排，適時(shí)選擇該類型葉輪的試加工。·鍛件進(jìn)廠后按JB/T10087-2002標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行化學(xué)成分及力學(xué)性能復(fù)驗(yàn)，合格后方能進(jìn)行周轉(zhuǎn)生產(chǎn)；粗加工后單面留2mm加工余量，主軸按JB/T9021-1999標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱穩(wěn)定性試驗(yàn)，為此專門購(gòu)置了轉(zhuǎn)子熱穩(wěn)定性試驗(yàn)裝置，主軸做熱穩(wěn)定性試驗(yàn)，符合要求后進(jìn)行精加工。·主軸加工在12M數(shù)控臥車上進(jìn)行，編制數(shù)控程序，采用靜壓托架支托軸頸以車床花盤帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的裝夾方式，使主軸的加工狀態(tài)與其運(yùn)行狀態(tài)一致；一夾、一托的裝夾方式，減少裝夾引起的變形，保證加工過程的穩(wěn)定性；減少調(diào)頭及二次裝夾次數(shù)；葉根槽加工使用成型刀具，葉根槽檢驗(yàn)使用通止規(guī)樣板，保證其加工精度

13、。·整鍛轉(zhuǎn)子的葉輪平衡孔鏜孔、锪孔在落地鏜銑床上進(jìn)行，由于跨度較長(zhǎng)，大約1800mm，刀桿使用加長(zhǎng)套桿，專用浮動(dòng)鉸刀，從第15級(jí)葉輪平衡孔至第二級(jí)葉輪方向一次鉆、擴(kuò)、鉸完成。末葉片鎖口銷孔用折向鉆鉆孔、人工手動(dòng)絞孔。·在葉輪、聯(lián)軸器、盤車齒輪、汽封套筒紅套套裝時(shí)，采用坑內(nèi)垂直套裝法，用遠(yuǎn)紅外溫度儀測(cè)量熱套溫度，套裝時(shí)在主軸裸露處涂抹豬大油保持潤(rùn)滑等工藝措施，確保套裝一次成功及套裝質(zhì)量。為此，設(shè)計(jì)和制作了轉(zhuǎn)子垂直套裝、固定、支撐工裝，確保了葉輪套裝時(shí)的垂直度。套裝前嚴(yán)格檢查套裝件之間的過盈量、鍵與軸、輪之間的配合要求，各處配合面應(yīng)修整圓滑無毛刺。葉輪加熱應(yīng)均勻，控制加熱溫度和

14、時(shí)間，隨時(shí)測(cè)量輪孔尺寸。套裝過程中應(yīng)控制好軸向尺寸，隨時(shí)檢查裝配質(zhì)量，如葉輪的偏擺等。·套裝完成經(jīng)檢查套裝質(zhì)量合格后，在臥車上按圖紙精車各級(jí)葉輪圍帶。·轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡安排在80T高速動(dòng)平衡試驗(yàn)站進(jìn)行，專門設(shè)計(jì)有動(dòng)平衡轉(zhuǎn)接盤、動(dòng)平衡軸承、動(dòng)平衡擋油板等工裝，保證了動(dòng)平衡試驗(yàn)的順利進(jìn)行。6、廠內(nèi)總裝配汽輪機(jī)在廠內(nèi)進(jìn)行總裝配是對(duì)制造的零部件進(jìn)行最終綜合檢驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷、消除制造缺陷的重要環(huán)節(jié)?？傃b的質(zhì)量會(huì)影響產(chǎn)品的性能和機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)安裝的順利與否，因此在制定廠內(nèi)總裝配的工藝方案時(shí)應(yīng)充分考慮其精度儲(chǔ)備，以利于用戶現(xiàn)場(chǎng)安裝的順利進(jìn)行，盡可能的把不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的缺陷在場(chǎng)內(nèi)消除。由于條件

15、限制，機(jī)組無法在廠內(nèi)進(jìn)行空負(fù)荷試車，但應(yīng)根據(jù)條件使盡可能多的零部件參加總裝配工序，主機(jī)的外協(xié)、外購(gòu)件都要回廠參加總裝配，進(jìn)行盤車裝置嚙合試驗(yàn)，調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)部套應(yīng)在外購(gòu)廠家分別作部套試驗(yàn)。制造完成的零、部件應(yīng)妥善保管和保存，確保其原有的制造精度和使用性能；電器和電子元件、熱控儀表等，應(yīng)注意防潮、防震和受熱。總裝工序以手工操作為主，有條不紊的進(jìn)行、充分保證生產(chǎn)周期。為提高總裝的效率，配備精確而高效的工、夾、量具和儀表以及專用的工藝裝備，總裝過程中的安裝和調(diào)整數(shù)據(jù)應(yīng)如實(shí)記錄，質(zhì)檢部門存檔，并按規(guī)定供給用戶，供用戶安裝和檢修時(shí)備查。為保證裝配質(zhì)量，根據(jù)公司標(biāo)準(zhǔn)，把廠內(nèi)總裝工序列為質(zhì)量控制點(diǎn)。為此編制了

16、質(zhì)量控制點(diǎn)明細(xì)表、工序質(zhì)量分析表、工序操作指導(dǎo)卡片等工藝文件。·機(jī)組就位前為節(jié)省裝配周期先將前基架其與前軸承箱進(jìn)行研配、各汽缸基架就位前對(duì)結(jié)合面、各滑鍵系統(tǒng)零部件進(jìn)行研配，保證結(jié)合面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接觸要求、各滑鍵處的間隙、過盈及熱膨脹間隙等符合要求。研配過程中采用著色法檢查。·前軸承箱和汽缸就位并找正，采用假軸對(duì)通流部件進(jìn)行找中，保證機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)下動(dòng)靜部件之間正確同心，使軸頸處于軸瓦中工作位置時(shí)能保持通流間隙處于最佳狀態(tài)。隔板、隔板套找中、找正、調(diào)整過程中使用工藝鍵，通過補(bǔ)焊和磨削方式進(jìn)行研配。·吊入轉(zhuǎn)子進(jìn)行找中最終檢驗(yàn)，測(cè)量并調(diào)整軸向通流間隙和徑向通流間隙

17、符合設(shè)計(jì)要求；配磨前軸承調(diào)整墊圈、調(diào)整推力間隙符合設(shè)計(jì)要求。測(cè)量時(shí)采用鐘表、圓周四點(diǎn)測(cè)量法，綜合考慮，提高裝配精度。·用壓鉛絲法或直接測(cè)量法，調(diào)整推力軸承壓緊量和油膜間隙。·靜子部件如隔板、隔板套熱膨脹間隙采用壓鉛絲法測(cè)量。·旋轉(zhuǎn)隔板與調(diào)節(jié)連桿、凸輪配汽機(jī)構(gòu)、配汽杠桿的安裝、調(diào)整。在汽缸上調(diào)整旋轉(zhuǎn)隔板開度并定位。·扣缸進(jìn)行盤車裝置試驗(yàn)、測(cè)量齒輪嚙合間隙。本臺(tái)機(jī)組采用凸輪配汽機(jī)構(gòu)和配汽杠桿等新結(jié)構(gòu)，因而凸輪配汽機(jī)構(gòu)和配汽杠桿的廠內(nèi)裝配是該機(jī)組總裝的新的難點(diǎn)。··通過軸承座下面調(diào)整墊片調(diào)整左右兩凸輪軸的水平，其同軸度不大于0.06，用手盤動(dòng)聯(lián)軸節(jié)，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、無卡澀。··按照?qǐng)D紙要求，首先通過調(diào)整套環(huán)軸向長(zhǎng)度或調(diào)整配汽杠桿與齒輪的位置等來調(diào)整兩內(nèi)側(cè)凸輪的位置，其次通過調(diào)整凸輪軸向長(zhǎng)度來調(diào)整外側(cè)兩凸輪的位置。··座架與前汽缸的定位銷在凸輪位置及水平調(diào)整好后，與蒸汽室突出部分配鉆。··滾子軸承、滾針軸承裝配時(shí)，涂專用潤(rùn)滑脂并在內(nèi)外圈涂擦石墨粉，浮粉吹干凈。··