浅谈水轮机座环的现场加工
大型水轮机座环工地加工工艺研究

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上平 面 距底环 上平 面 距 离 275 m, 通 机 床 无 0 m 普 法满 足加 工要 求 , 而若要 采 用特 殊机 床 , 床 制造 机
上 至下 的加 工顺 序 完 成 。首 先 将 刀 架 旋 转 9 。 0,
成水平状态 , 检查刀架水平行程精度 , 满足机床精 度 要求 , 、 车 座 环 与顶 盖 接 触 平面 ; 后 将 刀 粗 精 然
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把合孔在制造厂内精加工完成。以溪洛渡见表 1 。
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第7 1 第6 4 0 总 3 卷( 期 2 2 1 期) 年 6
度 , 足机床 精 度 要 求后 安 装 接 长 刀 架 , 、 满 粗 精加 工密 封槽 ; 再加 工其余 各 内 圆如 : 导轨 面 9 90± 92 0 2mm、 .5 固定 导 叶 导 向面 、 下环 板 内 圆 等 。将 横 梁下 降 至座环 与底环 装配 接触面 上方 时 , 先粗 、 精 加 工座环 与底 环 装 配接 触 平 面 ; 以刀 架行 程 加 再 工基 础环 止漏 环装 配前 内圆 , 、 粗 精加 工基 础环 平 面, 包括 堆焊 表面等 。
Re e r h o s a c n On- ie M a h n ng Te hn l g f Bo t m n f St c i i c o o y o to Ri g o
沙湾电厂水轮机座环现场加工

沙湾电厂水轮机座环现场加工摘要:在水电站建设中,水轮机座环现场组装焊接、调整、混凝土浇筑后及后期机组运行产生的机组沉降造成水轮机座环各工作面的水平度会出现不同程度超标,多采取加工或者打磨的方法消除存在的偏差。
本文就沙湾电厂水轮机座环加工设备的应用进行研究,以供参考。
关键词:水轮机;座环;现场加工;技术引言从座环加工设备安装调试、加工工艺、数据测量和分析等方面进行了研究总结。
该加工技术在沙电厂的成功应用,为同类型水轮机组座环现场加工积累了宝贵的施工技术及管理经验,同时提高了同类型水轮机组座环现场加工的施工效率和质量。
1、加工机械设备简介1.1该套加工机械设备是为沙湾电厂水轮发电机座环、基础环加工而定制的专用加工设备。
该设备能加工水平方向平面、铅垂方向立面;其旋转刀头能进行轴向和径向移动,满足被加工设备的使用精度要求。
1.2该套加工机械设备由静止水平安装支架、支撑中心轴、可旋转平衡臂式刀架、旋转动力刀头、支撑轴承、方电缆缠绕装置等组成。
1.3该套加工机械设备需要安装在原有相邻设备的水平基础平台上,在此基础平台上完成需要修复设备的加工面/槽的质量要求。
设备加工示意图如下所示2、加工设备的设计方案2.1设计功能该设备用于圆周平面铣削和钻孔加工,两个进给轴实现铣头上下左右直线运动,一个旋转轴实现横梁360°任意旋转,主轴电机进行切削工作。
控制界面要实现各轴手动、步进及自动功能,速度倍率可调节,可实现各轴位置状态、工艺参数的显示、输入及选择,各电机状态监控及故障报警。
2.2电气功率及参数:1)横梁旋转采用伺服电机及减速器驱动,电机功率5KW,最高转速1500r/min,脉冲控制方式,能够实现360°绝对定位,编码器分辨率不低于2500线。
2)铣头功率预留3KW,采用变频调速,原铣头电机保留。
3)十字滑台采用步进驱动,保留原驱动电机。
采用脉冲控制方式,实现绝对定位、相对定位及回零功能。
4)控制系统为PLC+触摸屏。
大型水轮机座环现场加工工艺

大型水轮机座环现场加工工艺
朱洪滨
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2016(000)031
【摘要】随着科技水平的逐步提升,我国大型水轮发电机组的开发与制造技术也有所提高.作为水轮机重要部件之一,水轮机座环在加工与安装的过程中,其质量的好坏将对整个大型水轮机制造及安装质量产生重要影响.目前,工地现场加工座环的方式较为普遍.这种方式不仅能够为大型水轮机座环提供高质量的安装尺寸和表面质量,并且能够有效消除水轮机座环浇筑和安装焊接变形,从而为大型水轮机的正常运行提供保障.文章简要叙述了大型水轮机座环现场加工的相关经验,以供参考.
【总页数】1页(P163)
【作者】朱洪滨
【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨 150040
【正文语种】中文
【相关文献】
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大型水电站水轮机座环现场加工及主要问题分析处理

大型水电站水轮机座环现场加工及主要问题分析处理摘要:大型水电站机组座环尺寸大、重量重,必须在现场组焊后进行现场机加工。
本文对以国内某水电站机组座环现场加工为例,对座环的现场加工设备、工艺等方面进行了介绍,并对加工中出现的问题进行了分析与总结,以此为同类机组提供必要的参考。
关键字:水轮机;座环;现场加工工艺;大型水电站。
一、概述某水电站以发电为主,兼有防洪、航运、养殖等综合效益,共装有9台单机容量为700MW的水轮发电机组。
水轮机座环由上下环板、大舌板和23个固定导叶等组成,组装后其内、外径分别为8010mm、11920mm,总重量为243.5吨。
上下环板材料采用hiten 610-Z35的具有Z向性能要求的调质钢,在厂内焊接制造,经退火处理后进行粗加工,然后分4瓣运抵工地,在现场组焊为整体吊入机坑安装,再进行蜗壳挂装、焊接与砼浇筑。
为了消除座环组焊、蜗壳焊接与砼浇筑引起的座环变形,现场需通过座环精加工加以弥补,从而确定出导水机构的净空高度和导叶的端面间隙。
二、座环现场加工工艺2.1加工范围及裕量在水轮机埋设件安装完毕后,开始进行水轮机座环现场加工。
水轮机导水机构与座环的安装法兰面之间为全面接触,现场加工的方法采用整体铣销加工,主要加工部位:a.座环上环板环带及密封槽;b.座环下法兰平面及环带;c.基础环法兰环带的加工;d.座环下环板内环面。
某水电站座环现场加工的主要部位与加工裕量见图1:图1 某水电站座环现场加工部位与加工裕量示意图2.2现场加工设备与工艺座环现场加工工具采用立式专用铣床,由水轮机设备制造厂家为现场加工专门设计的,可以对座环轴向、径向不同加工面进行整体铣销加工。
该设备由提供,主要由安装基础、可调整底座、回转座、立柱、前臂、后臂、升降架、转臂升降传动系统、滑台、铣销头、支撑机构及电器控制系统等组成,组装后总重量约40吨。
安装基础与支撑机构分别与尾水锥管和机坑里衬焊接在一起,焊脚12mm,以增加稳定性。
浅谈水轮机座环的现场加工

侯 健 雒 军 红
( 哈 尔滨 电机 厂有 限责任公 司, 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 4 0 )
摘 要: 随 着机 组从 国外 的 引进 , 机 组 的 形式 逐 渐开 始 多样 化 , 机 纽 的 安装 方 法也 日新 月异 。座环 现 场加 工 作 为 大型机 组 所 特 有 的 工序 , 其 加 工的 方 法也在 不 断 出新 。 大型 混流 式 水轮 机座 环 现场 加 工, 实质 上就 是 制造 工 厂在 现场 进 行一 些加 工工作 。
关 键词 : 水 轮机 座 环 : 现场加工: 加 工 方 法
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 中心 线 列基 础 环法 兰 面 的距离 这 些数 据计 算 得 出 。 最 后 一步 是进 行 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 加 _ 丁设备 的安 装 与调试 。 立 式专 用 铣床 对 座环 现 场整 体铣 削 按照 自 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 。 因其 上而 下 的 加_ T顺 序加 工 。 粗 加 工进 刀量 是 0 . 2 ~ 0 . 6 m m, 精 加工 进 刀量 具 有 以上 的 特 点 , 所 以 现场 安 装 存 在着 一 定 的优 势 和 合 理 性 , 便 于 要求 少于 0 . 2 m m。 提高 安 装 的精度 。 采 用 现场 整 体铣 削加 工 进 行大 型 水 轮机 座 环加 工 , 加 工工程 量 1现场 加工 的 内容 、 设备 、 要 求 及 流程 大, 工期 长。 需 要操 作 工 , 辅助 工 等工 种 ,
大型混流式水轮机座环现场加工方法探讨

c e s st e e p c e o k o d i i , u t l n tst e d f r t n o e s i lc s e dn n h o ce ep u - r a e h x e t d w r l a n st b t i ae h e o mai f h p r a e w l i g a d t e c n r t o r e i e mi o t a
i g moe i o t n ti rv ste a c rc fu i n t l t n T i p p rito u e h wo f l r c s i g meh d n , r mp ra ti mp o e h c u a y o n t i sal i . hs a e r d c st e t ed p o e sn t o s s ao n i
中 图分 类 号 :K 3 .T 7 033T 7 1 T 7 06 K 3 .1;V 4 ;文 献 标 识 码 : B
随 着机 组 的 从 国 外 不 断 引进 . 轮 发 电 机组 的安 装 方 法 水 也 多 样 化起 来 .座 环 现 场 加 工 作 为 大 型机 组 所 特 有 的工 序 . 其 加 工 的方 法 也 不 断 出新 根 据 水 轮 机 导水 机 构 结 构 形式 的 不 同. 目前 大 型 水 轮机 座环 现 场 加 工 的 方 法 可分 整体 铣 削加 工 和 局 部 锪平 加 工 两 种 国 内 大 型水 轮 机 座 环现 场 加 工 以 整 体 铣 削 加工 居 多 . 三 峡 左 岸 电站 VGS机 组 、 峡 右 岸 电站 、 如 三 龙 滩 、 布 垭 、 浪 底 、 河 岩 、 滩 、 生 桥 I级 水 电 站 等 ; 水 小 隔 二 天 而 采 用 局 部 锪 平 加 _ 方法 的较 少 . 三 峡左 岸 电 站 AL TO T 如 S M 机 组 、 家 渡 水 电站 。这 两 种 方 法 与 传 统 的 座 环 现 场人 工 打 洪 磨 方 法 相 比 。 省 时有 效 , 于保 证 机 组 安装 精 度 。 更 易
浅谈水轮机座环的平面打磨

浅谈水轮机座环的平面打磨水轮机座环是一种特殊的机械部件,是连接水轮机与发电机组的索道,在水力发电中起着至关重要的作用。
在其制造过程中,座环表面的平面度是非常关键的一个要素,在应用过程中,如果座环的平面度达不到要求,容易引起机械设备发生振动,从而造成设备运行不稳定等问题。
因此,水轮机座环的平面打磨是一项十分重要的工艺步骤。
在水轮机座环的制造过程中,平面度是必须符合的标准,如果平面度没有达到标准,那么整个水轮机就会出现偏心,进而导致振动,而振动会对水轮机带来巨大的危害,甚至有可能引发事故。
因此,水轮机座环的平面度的精度必须做到非常高,一般要求达到0.02mm的误差范围。
尤其在水轮机座环的平面打磨过程中,工人必须十分小心,必须防止在打磨过程中误伤座环的工作表面,从而对其表面造成损伤,导致平面度不均匀。
因此,打磨水平的操作将直接影响到座环平面度的达标情况。
在水轮机座环平面打磨的选择上,一般会使用手工打磨和机械打磨两种方式。
手工打磨的优点在于能够针对性更强,更能够精准地对座环表面进行打磨,但是也存在效率较低、工人技术水平参差不齐等缺点。
机械打磨则具有效率高、精度好的优点,但是成本也会更高,而且在打磨的过程中容易产生热量,导致座环的表面粗糙。
为了保证水轮机座环平面的均匀度和精度,首先要从打磨砂轮的选择上入手,砂轮的硬度和细度都会直接影响到座环的表面,因此选择合理的砂轮十分必要。
其次,在选定合适的砂轮后,需要使用合适的打磨机器进行打磨,并且要定期更换砂轮,避免使用过期磨头引起的座环表面光滑度下降。
总之,在制造水轮机座环时,平面度的要求是非常重要的。
通过合理的砂轮选择和打磨方法,可以使水轮机座环表面达到高精度,保证水轮机的正常运行。
同时,保持座环平面的完整性,在打磨时要十分注意,保持工作环境的清洁、整洁,防止钢屑等杂物打击座环表面造成表面不完整。
这样,可以确保水轮机座环有一个完美、平滑的表面,从而使得水轮机更加稳定、持久地工作。
拉西瓦电站水轮机座环加工

拉西瓦水电站座环、基础环现场加工一、概述:拉西瓦水电站座环单台套重205吨,分4瓣制造,现场组合、焊接与吊装,最后对各工艺面进行加工。
加工面分别为顶盖安装面、底环安装面、转轮安装面、座环上下环板内圆以及下固定止漏环安装面与下固定止漏环内圆面,加工面最大外径Φ9128mm,最小内径Φ5973.6mm,加工设备为立式液压马达驱动车床。
加工面及数据如图1.二、 加工内容及质量控制尺寸及精度表名 称加工尺寸控制精度 高程(m)直径(mm )水平度/mm/m 同心度/mm粗糙度底环安装面2218.852 —0.05—3.2顶盖安装面 2220.824±0.00015—0.05 —3.2座环上下环板内圆— φ864410+ — 0.15 6.3 下固定止漏环安装面 上环带 — φ6106 — 0.15 6.3 下环带—φ6104— 0.15 6.3转轮安装面2217.60420+—0.05 — 6.3下固定止漏环内圆 — 5.006.5973+φ— 0.153.2顶盖安装面密封槽槽宽2.0013+φ槽深8.6±0.1三、 加工前施工准备 1. 机坑清扫拆除机坑里衬内部支撑。
清理座环、基础环上的焊疤、水泥砂浆等,将座环、基础环等安装面打磨出金属光泽。
2. 机坑测定根据图纸要求,对各加工面原始数据进行测定、分析。
四、 座环、基础环加工 1. 加工艺流程机坑清扫、测定、数据分析→上下支架安装焊接→机床下支臂及平台安装→机床整体吊装及初步调整→机床动力系统连接与调试→底环安装面加工→顶盖安装面及密封槽加工→座环上、下环板内圆加工→下止漏环安装面加工→转轮安装面加工→ 机床整体吊出机坑→安装、焊接下止漏环→机床整体吊装及调整→下止漏环内圆加工→加工完整体验收→拆除车床 。
2. 设备安装及初步调整 1) 根据图纸尺寸,测量放点;2)在机坑里衬内圆安装8 个上支架,用于支撑机床上支臂;3)在尾水锥管内圆上安装8个下支架,用于支撑机床下支臂;4)在下支架上放置楔子板,并将楔子板调平,将下基座和基座支臂拼装为一体,吊入机坑,置于下支架楔子板上,初步调整下基座中心,调整好后用压板紧固下支臂;5)在上支架上放置楔子板,并将楔子板调平,将主传动系统(含中心立柱、上十字中心部件、横梁) 与上支臂组装好吊入机坑,置于上支架楔子板上,初步调整上基座中心,中心水平位置调整好后用压板紧固上支臂;6)调整安装传动装置,调整齿轮中心距、齿间隙、驱动轴的垂直度满足要求,装集电器,搭行走走台;7)机械设备安装结束后,安装并调试电气回路。
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浅谈水轮机座环的现场加工
随着机组从国外的引进,机组的形式逐渐开始多样化,机组的安装方法也日新月异。
座环现场加工作为大型机组所特有的工序,其加工的方法也在不断出新。
大型混流式水轮机座环现场加工,实质上就是制造工厂在现场进行一些加工工作。
标签:水轮机座环;现场加工;加工方法
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。
因其具有以上的特点,所以现场安装存在着一定的优势和合理性,便于提高安装的精度。
1 现场加工的内容、设备、要求及流程
1.1 现场加工主要内容:①座环上、下环板内环面加工;②座环下法兰与底环联接面的平面加工;③座环下法兰底环立面的加工调整,主要工作是调节孔钻孔,沉孔锪平面;④座环上法兰与顶盖连接的平面及立面的加工,主要加工内容包括螺栓孔钻孔、攻丝,沉孔锪平面,定位锥销孔钻孔、铰孔;⑤座环下法兰与底环连接的加工,主要加工内容包括螺栓孔钻孔、攻丝,沉孔锪平面,定位锥销孔钻孔、铰孔。
1.2 现场加工的所需设备:①座环上下环板内环面加工采用切割中心柱、半自动火焰切割机切割后用角磨机打磨;②座环下法兰面锪平面及钻孔采用摇臂钻床和液压磁座钻;③座环上法兰面锪平面及钻床采用液压磁力钻。
1.3 现场加工的要求:座环的中心和高程是水轮发电机组安装的基准,因此座环加工的精度将直接影响座机组安装的质量。
座环现场加工主要控制指标:座环上下环板半径尺寸,座环上下法兰面距离尺寸,座环下法兰面与基础法兰面距离尺寸,底环顶盖调整垫顶面径向水平度允许偏差,周向水平度允许偏差,上下止漏环同轴度允许偏差,导叶端面间隙允许偏差等。
1.4 现场施工的流程:组距中心(高程测定),切割中心柱的安装与调试,上下环板加工余量确定,座环上、下环板内环面切割与打磨,底环调整孔及沉孔的加工、调整垫配制,底环预装、连接螺孔号孔,底环连接螺孔加工,底环精调、定位销孔加工,8个导叶及顶端盖的吊装调整、螺栓孔号孔,上法兰面螺栓孔钻孔、攻丝,顶盖调整垫配置,顶盖定位销钉孔加工。
2 现场加工的方法
座环现场加工的主要内容包括对基础环法兰面的平面加工和座环上的环板与顶盖连接法兰面的平面及内圆等。
根据水轮机导水机构结构形式的不同,目前大型水轮机座环现场加工的方法可分整体铣削和局部惚平加工两种。
国内大型水轮机座环现场加工方法以整体铣削加工法居多,像我国著名的三峡工程,三峡左岸VGS机组就是采用该方法,我国其他水电站如三峡右岸、龙滩、水布娅、小浪底、隔河岩、二滩、天生桥工级等电站的加工也采用此方法;我国国内大型水轮机座环现场加工局部惚平加工法较少,只有少数几家水电站如三峡左岸ALSTOM机组、洪家渡电站的加工采用。
这两种方法比传统的座环现场人工打磨方法更省时增效,节省劳动力和减轻劳动强度,易于保证机组安装精度,保证现场加工质量。
整体铣削加工方法:先进行机组安装中心的确定。
在机坑中央挂线用电测法测量,测量记录基础环部的尾水管上口和线的同心度,当悬线调整到基础环部的尾水管上口最合适的位置时,就将悬线的中心位置定为机组安装的中心位置。
其次是确定机组安装高程。
固定导叶中心线的高程由精密水准仪测量,测量后记下数据,将记下的数据计算出平均值,机组安装高程基准的基准就以此平均值决定。
此后是上、下环板内环面加工余量的确定。
在机坑中央仍是采用悬线电测法,当上、下环板内环面的半径在16点位置时,它的加工余量就可得知,即为设计半径与测量半径的差值。
接下来确定平面与圆的加工余量。
根据之前得到的座环上、下环板面的实测高程,机组安装的基准高程,固定导叶中心线至座环上、下环板面的距离,顶盖抗磨面至安装面的实际距离,活动导叶的实际高度,活动导叶上端部的间隙、设计总间隙,不均匀系数等实测数据和计算公式计算出座环上、下环板环带加工余量;基础环法兰环带加工余量的计算根据基础环法兰面的实测高程、机组安装的基准高程、固定导叶中心线到基础环法兰面的距离这些数据计算得出。
最后一步是进行加工设备的安装与调试。
立式专用铣床对座环现场整体铣削按照自上而下的加工顺序加工。
粗加工进刀量是0.2~0.6mm,精加工进刀量要求少于0.2mm。
采用现场整体铣削加工进行大型水轮机座环加工,加工工程量大,工期长。
需要操作工,辅助工等工种,加工的工作量较大,一般工程采用三班倒工作制度,加工前还要进行铣床安装、调试。
铣床的安装质量决定座环的加工质量,因此要对铣床安装采取足够的重视,要计算好铣床支座的的高程才能够对铣床进行固定安装;铣床的调整包括铣床的中心位置、横梁水平度、立柱垂直度、铣头刀盘水平度等,以保证各个加工面的中心、加工平面的轴向水平度、加工平面的同心度、加工平面的径向水平,从而保证铣床的调整精度,满足加工面的精度。
局部惚平加工方法:对座环垫片加工厚度的确定要在测量前应对机坑进行清扫工作以防止测量误差对测量结果准确性的影响从而影响机座的安装。
清扫完毕后在座环下法兰面布置16块临时垫块,厚度按要求。
局部惚平加工采用小型液压驱动机床或大型摇臂钻床进行局部惚平加工,采用这种做法,座环现场加工更加简单。
3 水轮机座环现场加工的意义
虽然座环现场加工存在一定弊端,如整体铣削加工方法占用机组安装工期,
增加现场工作量,需要安装铣床,但对蜗壳焊接与混凝土浇筑产生的变形采用现场加工可以避免,更重要的是,机组安装的精度提高了,工程质量得到了保证,减少了安全故障和经济损失。
现场座环加工是座环可靠性的重要保障。
基础环和座环焊接后运往工作地点,在运输颠簸、碰撞过程工件易产生变形,为确保基础环与底环、顶盖与座环的正确、可靠联接以及正确的机组轴线和导叶端面间隙符合设计要求,必须对座环的各连接面等进行现场加工。
现场座环加工减轻了运输过程中的负担,由于水电站工程大,材料体积很大,材料质量也大。
例如三峡电站VGS座环的高度最大高达3573mm,最大内经达14500mm,其他大型水电站的水轮机机座环的尺寸与上文提到的水轮机座环大小也差不多;再从质量上看,例如三峡左岸电站座环共有六瓣,每瓣的重量就重达60吨左右,总质量约为345吨,用普通的运输方式根本做不到把如此大、如此重的货物运输到目的地。
如果加工好后运输到工作地,对运输来说是一种很大的困难。
而且方便座环、基础环、顶盖、底环等在异地制造,分厂选购,有利于各种材料择优选择。
比传统的座环现场人工打磨方法更节省劳动力,生产成本,而且劳动安全性提高,节约时间提高生产效率,最为重要的是增加机组安装精度,现场安装可以保证大型水轮机座环的精度,如加工的圆度偏差远小于0.50毫米,满足精度要求。
4 结语
水轮机座环现场加工常用整体铣削加工和局部惚平加工两种方法,水轮机座环具有外形尺寸大,质量大,机组安装精度高、安装技术复杂等特点,从而适应现场加工。
国内许多大型水利工程对水轮机座环加工都采用现场加工形式。
参考文献
[1]肖汉,徐大桥,何念民.三峡左岸电站VGS水轮机基础环/座环现场加工[J].水电站机电技术.2003年第01期.
[2]李军.大型混流式水轮机座环现场加工方法[J].水电站机电技术.2008年第04期.
[3]何毅,冯黎明,韦强.景洪水电站水轮机座环现场加工[J].水力发电.2008年第04期.。