高級(jí)技師技術(shù)論文

1、推力軸承軸向定位的工藝改進(jìn)298系列汽輪機(jī)是近兩年新設(shè)計(jì)的為60萬(wàn)千瓦機(jī)組配套的新機(jī)型機(jī)組的主副推力軸承全部采用進(jìn)口的楔式可傾瓦，該軸瓦分上下二半環(huán)，結(jié)構(gòu)緊湊，裝入軸承體后，由于可傾瓦的自調(diào)能力較好，對(duì)推力盤(pán)能保持良好的接觸。加之軸瓦在軸承體內(nèi)采用浮動(dòng)式裝配，所以在機(jī)組運(yùn)行使能保證汽輪機(jī)整體軸向間隙始終保持在完好的狀態(tài)。同時(shí)保證推力瓦在運(yùn)行時(shí)能獲得良好的潤(rùn)滑效果。在推力軸承的裝配過(guò)程中，由于半環(huán)推力瓦的測(cè)點(diǎn)無(wú)法固定，一副軸向定位的調(diào)整墊片要經(jīng)過(guò)23次的磨削才能達(dá)到裝配要求，既費(fèi)時(shí)，又費(fèi)力。此道工序成了裝配過(guò)程中的瓶頸。根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)推力軸承的軸向定位方法進(jìn)行了改進(jìn)，制作了膠木模擬瓦環(huán)和工藝調(diào)

2、整墊片，采用粗、精二步調(diào)整法，根據(jù)主、副推力瓦調(diào)整墊片實(shí)際所需的尺寸，經(jīng)過(guò)一次磨削加工就能滿(mǎn)足裝配的技術(shù)要求，裝配進(jìn)度和裝配精度都有了實(shí)質(zhì)性的提高?！娟P(guān)鍵詞】主副推力軸承、楔式可傾瓦、膠木模擬瓦環(huán)、工藝調(diào)整墊片、軸向定位、推力間隙。1.前言推力軸承是汽輪機(jī)控制轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)與其它部件保持正確軸向位置的重要零件。常用的推力軸承一般都采用固定式結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)推力軸承由加工保證其設(shè)計(jì)尺寸后，用螺栓固定在軸承體內(nèi)。軸向位置通過(guò)軸承體球面座（俗稱(chēng)“瓦枕”）與軸承座之間的前后調(diào)整墊片，按實(shí)測(cè)尺寸磨削后一次定位而成。此結(jié)構(gòu)的推力軸承在轉(zhuǎn)子吊入汽缸后，它與轉(zhuǎn)子所接觸相對(duì)位置都要準(zhǔn)確無(wú)誤，而轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)與各零部件

3、軸向位置也要準(zhǔn)確無(wú)誤，這樣才能保證調(diào)整墊片尺寸準(zhǔn)確無(wú)誤。298系列的推力軸承采用浮動(dòng)裝配（不固定），也是就是說(shuō)在靜止?fàn)顟B(tài)下主、副推力瓦半環(huán)及調(diào)整墊片在軸承體內(nèi)可作圓周運(yùn)動(dòng)，在不打開(kāi)汽缸，吊走轉(zhuǎn)子的情況下，就可拆裝推力軸承，這對(duì)檢修調(diào)整都帶來(lái)了很大的方便。由于298推力軸承的特殊結(jié)構(gòu)，它的軸向位置調(diào)整就必須采用二步調(diào)整法，在這里我們稱(chēng)之為A+B調(diào)整法。A就是與固定式推力軸承相同根據(jù)轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)所要求的位置調(diào)整球面座與軸承座之間的調(diào)整墊片。B：在A工步完成以后，在消除A工步誤差的基礎(chǔ)上，精確地根據(jù)轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)的軸向位置的要求，實(shí)測(cè)主推力瓦環(huán)調(diào)整墊片的實(shí)際尺寸，委托加工后裝入軸承體內(nèi)。在復(fù)驗(yàn)轉(zhuǎn)子等零

4、部件的軸向位置都達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，實(shí)測(cè)副推力瓦調(diào)整墊片實(shí)際所需尺寸，委托加工后裝入。通過(guò)A+B調(diào)整法調(diào)整后各軸向位置比固定式推力軸承精確度要高。再則298推力軸承采用的是楔式可傾瓦環(huán)，在汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)與轉(zhuǎn)子的推力盤(pán)有良好接觸，浮動(dòng)式裝配結(jié)構(gòu)又可在運(yùn)行時(shí)使推力軸承得到良好的潤(rùn)滑效果。1.1 裝配過(guò)程中存在的問(wèn)題1) 由于主推力軸承是推力瓦環(huán)加調(diào)整墊片的結(jié)構(gòu)，所以在沒(méi)有確定調(diào)整墊片厚度的情況下，轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)的軸向位置確定后，軸承體球面座與前軸承座的軸向位置就很難確定，調(diào)整墊片的尺寸也無(wú)法提供。按常規(guī)的平分法來(lái)進(jìn)行A工步調(diào)整的話(huà)，正常的情況下，也就是說(shuō)前軸承座、球面座、軸承體等各軸承系的零部件加工尺寸都

5、能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，汽缸與前軸承座聯(lián)接端面的軸向尺寸也精確無(wú)誤，用平分法來(lái)加工調(diào)整墊片的尺寸也是可行的。反之，如果以上所列的零部件中有一件或多件的加工尺寸都朝一個(gè)方向偏移，或者累計(jì)誤差值過(guò)大的話(huà)，A工步完成后，B工步的調(diào)整就無(wú)法正常進(jìn)行。最主要的就是主推力瓦環(huán)調(diào)整墊片的加工余量是否夠（最初時(shí)碰到過(guò)調(diào)整墊片無(wú)加工余量的情況），如重新照配加工一副調(diào)整墊片的話(huà)，對(duì)整個(gè)裝配周期的影響是很大的。2) 按正常的工序完成A工步后，轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)的各軸向位置都符合設(shè)計(jì)要求。B工步首先就是要確定主推力瓦環(huán)調(diào)整墊片的厚度。由于298系列的推力軸承是楔式可傾瓦環(huán)，瓦塊與調(diào)整墊片接觸面是圓弧狀，加上是浮動(dòng)式裝配結(jié)構(gòu)，所以調(diào)

6、整墊片的測(cè)點(diǎn)無(wú)法固定，用塞規(guī)每次測(cè)出的數(shù)據(jù)都有誤差，一副調(diào)整墊片要經(jīng)過(guò)2至3次的磨削才能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。副推力瓦調(diào)整墊片的測(cè)量也存在著同樣的問(wèn)題。這樣調(diào)整法雖然能滿(mǎn)足軸向位置的精度要求，但增加了磨削加工的工作量，直接影響到了制造成本和裝配周期。綜合以上所述的問(wèn)題，已經(jīng)對(duì)298系列汽輪機(jī)的總裝造成很大影響。在正常生產(chǎn)過(guò)程中如果是單臺(tái)或臺(tái)份數(shù)很少的產(chǎn)品，臨時(shí)采用以上的方法似乎還是可行的。但298系列機(jī)組是與60萬(wàn)千瓦汽輪機(jī)配套的產(chǎn)品，也就是近幾年我公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，市場(chǎng)前景廣，需求量大，一臺(tái)60萬(wàn)千瓦機(jī)組配兩臺(tái)298機(jī)組，每年的產(chǎn)量是相當(dāng)可觀(guān)的，特別是近幾年電站市場(chǎng)的快速發(fā)展，每家用戶(hù)要貨都非常急，

7、交貨期能提前兩天，用戶(hù)的感覺(jué)就完全不一樣。如果因裝配周期而拖延兩天交貨，用戶(hù)對(duì)公司的信譽(yù)就會(huì)有另外一種看法。盡快解決推力軸承軸向定位裝配過(guò)程中的瓶頸也就成了當(dāng)務(wù)之急的問(wèn)題。1.2 解決問(wèn)題的方法1) 要解決上述兩個(gè)問(wèn)題，先要解決座承體球面座與前軸承座的軸向定位問(wèn)題，也就是A工步調(diào)整法。我們先從軸承體和球面座入手。首先，軸承體的外球面和球面座內(nèi)球面接觸面肯定符合設(shè)計(jì)要求，裝配前著色做過(guò)檢查，也就是說(shuō)軸承體和球面座裝配后它們的軸向位置是固定不變的。要想獲得球面座在前軸承座里的相對(duì)位置，測(cè)得前后調(diào)整墊片的實(shí)際尺寸，首先要保證轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)與各零部件保持準(zhǔn)確的軸向定位，同時(shí)要保證在B工步調(diào)整時(shí)主推力瓦環(huán)

8、的調(diào)整墊片要有足夠的磨余量。轉(zhuǎn)子的軸向定位在轉(zhuǎn)子吊入汽缸后可以按設(shè)計(jì)要求直接確定，主要解決的就是保證主推力瓦環(huán)調(diào)整墊片的磨余量的問(wèn)題。根據(jù)以前出廠(chǎng)的機(jī)組主調(diào)整墊片的尺寸記錄計(jì)算出它們的平均值，再將主推力軸瓦的兩半環(huán)在標(biāo)準(zhǔn)平板上按裝配要求，將兩楔口組合，實(shí)測(cè)推力瓦環(huán)最高點(diǎn)的實(shí)際尺寸。然后將調(diào)整墊片的平均尺寸與推力瓦環(huán)的尺寸相加，得出所需的待加工的模擬瓦環(huán)厚度尺寸（見(jiàn)圖11）。由于轉(zhuǎn)子的推理盤(pán)的表面粗糙度精度要求較高，不允許在裝配過(guò)程中有任何損傷，否則在汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)將推力軸承表面的巴氏合金損壞，所以在模擬瓦環(huán)制作時(shí)選用了膠木材料。模擬推力瓦環(huán)裝入軸承體內(nèi)后，每臺(tái)機(jī)組的實(shí)際尺寸都會(huì)有少量誤差，也就

9、是前面所說(shuō)的累計(jì)誤差，當(dāng)要完全滿(mǎn)足轉(zhuǎn)子的軸向定位時(shí)，就要在推力盤(pán)、模擬推力瓦環(huán)與軸承體端面完全貼合的狀態(tài)下進(jìn)行A工步的調(diào)整，確定球面座在前軸座內(nèi)的相對(duì)位置，實(shí)測(cè)前后調(diào)整墊片的厚度，委托加工磨準(zhǔn)，裝入后即完成了A工步的調(diào)整。2) 完成A工步調(diào)整及多道汽輪機(jī)的裝配工序后，298系列機(jī)組進(jìn)入出廠(chǎng)前精裝階段，在這個(gè)工序階段內(nèi)將要完成裝配過(guò)程中的完全組合，其中包括主推力瓦環(huán)調(diào)整墊片的厚度調(diào)整（B工步調(diào)整），以主推力軸承在軸承體準(zhǔn)確的軸向定位來(lái)保證轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)與各零部件的軸向定位。在A工步調(diào)整時(shí)測(cè)得主推瓦最高點(diǎn)的尺寸，它只是一個(gè)接近實(shí)際尺寸的數(shù)值，只能滿(mǎn)足制作模擬瓦環(huán)的要求，況且A工步也只是一個(gè)粗定位的過(guò)

10、程。精裝階段的定位是要將主推力瓦環(huán)裝入軸承體內(nèi)來(lái)實(shí)測(cè)調(diào)整墊片厚度的。由于主推力軸承是楔式可傾瓦環(huán)，瓦塊背部又呈圓弧狀，當(dāng)半環(huán)在軸承體內(nèi)時(shí)，測(cè)點(diǎn)是無(wú)法固定的。若要將二半環(huán)完全楔入就必須將上半軸承體全部蓋上，這樣就更無(wú)法測(cè)量。只有通過(guò)調(diào)整墊片的多次磨削，才能獲得所需的尺寸。而調(diào)整墊片多次磨削加工的過(guò)程以及需磨去的尺寸都是通過(guò)實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)子的軸向位置獲得的，問(wèn)題的癥結(jié)就是調(diào)整墊片第一次所要求加工的尺寸。既然調(diào)整墊片的最終尺寸是靠測(cè)量轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)軸向位置來(lái)確定的，那么，在主推力瓦環(huán)及軸承體球面座靜態(tài)完全組合情況下，實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)子的軸向位置，用反算法來(lái)確定調(diào)整墊片的厚度，應(yīng)該也是切實(shí)可行的。實(shí)際操作時(shí)工藝調(diào)整墊片的

11、厚度為以往平均值減1mm（約7mm左右，見(jiàn)圖12），完全組合后在實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)子的軸向位置偏差。根據(jù)設(shè)計(jì)要求數(shù)值的中間公差，用缺多少加多少的方法磨準(zhǔn)調(diào)整墊片，即可達(dá)到經(jīng)過(guò)一次磨削就可以保證轉(zhuǎn)子軸向位置的情況下確定主推力軸承的軸向位置。主推力軸承的問(wèn)題得以解決后，副推力軸承的軸向定位問(wèn)題也就迎刃而解了。所不同的就是在計(jì)算推力間隙的同時(shí)要消除軸承體球面座因裝配間隙而造成的軸向竄動(dòng)誤差。確保推力間隙滿(mǎn)足0.05mm的公差帶內(nèi)。298系列汽輪機(jī)的推力軸承相對(duì)我們傳統(tǒng)的固定式或分塊組裝式推力軸承，具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、自調(diào)能力強(qiáng)、潤(rùn)滑效果好、拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)。在裝配過(guò)程中相對(duì)要求也較高，軸向定位及推力間隙經(jīng)過(guò)A+B調(diào)整法進(jìn)行調(diào)整后，已完全能達(dá)到只需經(jīng)過(guò)一次磨削加工就能達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的各裝配數(shù)值。經(jīng)過(guò)A+B軸向定位工藝改進(jìn)后，操作更為簡(jiǎn)便，工作效率要比原操作法提高23倍，其中還不包括委托加工的等工時(shí)間，加工成本明顯降低。經(jīng)過(guò)A+B調(diào)整發(fā)調(diào)整后的推力軸承具有軸向定位準(zhǔn)確，推力軸承與推力盤(pán)之間間隙精確，加之推力軸承原來(lái)的諸多優(yōu)點(diǎn)，298系列汽