束長磊,高曉剛
(中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業(yè)部,云南 昆明 650032)
黃登水電站座環(huán)加工機床調整問題的分析和對策
束長磊,高曉剛
(中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業(yè)部,云南 昆明 650032)
黃登水電站座環(huán)現(xiàn)場進行組焊,機坑測定后進行現(xiàn)場加工,加工機床為廠家提供的銑床,由于機床為4個電站使用過的舊設備,在安裝和調整過程中出現(xiàn)了不少問題,通過對發(fā)現(xiàn)的問題分析并制定相應的對策,提高了座環(huán)加工的效率,保證了加工質量。
座環(huán)加工;機床;調整
黃登水電站為大型地下廠房水電站。電站共裝設4臺套立軸混流式水輪發(fā)電機組。水輪機座環(huán)分6瓣到貨,現(xiàn)場進行組裝焊接。機坑測定后在機坑內進行現(xiàn)場加工,加工機床為廠家提供,機床主要由安裝基礎、可調整底座、回轉工作臺、立柱、轉臂、后臂、升降架、轉臂升降傳動系統(tǒng)、滑臺、銑削頭、立柱支撐機構及電器控制系統(tǒng)等組成。機床在機坑內找正就位后,通過橫臂的升降和滑臺的移動使銑頭靠近加工部位,調整銑頭主軸的伸縮確定切削深度,選擇合適的切削速度和進給速度即可進行加工。主切削運動采用變頻電機及皮帶輪傳動,通過變頻器實現(xiàn)無級調速。回轉運動則由回轉工作臺帶動立柱及橫臂實現(xiàn),回轉工作臺采用交流伺服電機驅動,無級調速。橫臂的升降采用單電機雙絲杠螺母副同步驅動。銑頭水平及豎直方向移動均為手動。
圖1 座環(huán)加工機床簡圖
(1)將轉臂升至座環(huán)待加工面上方位置,安裝前臂斜拉桿;并鎖緊轉臂;
(2)在銑頭端部吸標尺,以其中一條刻度線為檢查基準線;
(3)在座環(huán)上合適的位置架設水準儀(精度0.1 mm),調節(jié)水準儀,使水準儀基準線與選定的標尺刻度線重合;
(4)轉動轉臂,以底座8個調整螺桿對應位置為檢測點,讀取水準儀基準線與標尺刻度線的高度差值;
(5)調整底座豎直螺桿,使水準儀基準線與標尺刻度線重合;
黃登水電站座環(huán)加工首先加工底環(huán)板的水平面,機床組裝完成后首先進行機床轉臂水平的調整,根據對調整底座的調整轉臂水平在最佳位置時水平為0.4 mm,(見表1):經過與廠家監(jiān)理商定,轉臂水平暫以0.4 mm進行試加工,根據試加工情況再進行調整。
表1 加工前機床轉臂水平
圖2 轉臂水平測量
(1)將找正平尺徑向放置在座環(huán)加工面上,用框式水平儀調平,誤差≤0.02 mm;
(2)在銑頭端部支放百分表;
(3)手搖滑梁,使前臂徑向移動,用百分表檢查誤差值;(如圖 3)
(4)調整斜拉筋的拉緊螺母,使徑向移動水平誤差≤0.03 mm。
圖3 滑梁徑向水平檢查
(1)將找正平尺徑向放置在座環(huán)加工面上,用框式水平儀調平,誤差≤0.02 mm;
(2)在刀盤上支放百分表;
(3)回轉刀盤在找正平尺上,檢查水平誤差(如圖 4);
(4)通過銑頭部件的微調機構調整刀盤水平,誤差≤0.02 mm。
圖4 刀盤回裝水平檢查
機床調整完成后,根據測量的底環(huán)板數據進行試加工,先從高點進行進刀,整環(huán)進行加工,直至能加工到低點。對底環(huán)板進行試加工后對加工面水平進行測量,加工面水平為1.4 mm,加工面的水平超差嚴重,隨后測量轉臂水平為1.00 mm:且與加工前數據沒有任何的對比性和規(guī)律性(表2)。
表2 試加工機床轉臂水平
由于試加工后的加工面和轉臂水平的數據均嚴重超標,故加工停止,進行原因分析。通過試加工過程中的觀察,在加工過程中,機床的銑頭有跳動的現(xiàn)象,分析原因,在調整滑梁徑向移動水平時,前臂斜拉桿為松動狀態(tài),若鎖緊,滑梁則抬頭,滑梁徑向移動水平超標。
通過對試加工后轉臂水平的測量數據分析,測量數據沒有規(guī)律,和試加工前的數據對比也沒有任何的可比性。分析認為轉臂的水平問題應該不在底座,可能是立柱垂直度不好,頂部支撐拉桿受力不均勻造成的。通過測量頂部支撐和立柱頂端的間隙,發(fā)現(xiàn)對稱間隙相差3 cm,原因為頂部支撐拉桿安裝完成后沒有再次檢查頂部支撐的水平。
松開頂部支撐拉桿,并制作4個調整頂絲,調整頂部支撐水平,水平調整在0.5 mm以內后,安裝支撐拉桿及拉緊螺母,并與拉桿座聯(lián)接,同時對稱旋緊拉桿螺母,使拉桿對稱、均勻受力,頂部支撐架不發(fā)生位移。再次復測頂部支撐的水平(測量頂部支撐與立柱頂部的間隙),在1 mm以內。
頂部支撐調整完成后,測量轉臂水平,根據測量的結果,對機床底座進行調整。在調整過程中,按照盡量向下壓緊高點位置螺桿進行調整。調整兩次以后,轉臂的水平已經基本有規(guī)律,經過6次調整,轉臂水平調整在0.15 mm,滿足設計和加工要求(表3)。
表3 機床再次調整后轉臂水平
刀盤徑向水平調整,拉緊前臂斜拉桿,并在轉臂和中心柱之間采用槽鋼連接,增加前臂的斜拉力,同時在轉臂上增加配重,確保在加工過程中不出現(xiàn)跳動現(xiàn)象。在銑頭和轉臂連接處的下部 采用加墊的方式調整銑頭的水平。在加工面上涂色標記,進行試加工,根據對標記加工和框式水平儀的復測,進行加墊調整,確認刀盤徑向水平滿足要求。但是加墊的方式只能調整一個刀盤距離的水平,不能保證整個滑梁的水平。所以每環(huán)加工完成后以及每次換刀片都需要復測和調整刀盤的徑向水平。
機床調整合格后,對底環(huán)板進行正式加工,在加工過程中測量轉臂的水平均符合標準要求,加工面的水平和轉臂水平吻合。在精加工過程中,控制進刀量,勤測量。加工面水平在0.30 mm以內后進行手動進刀,分段進行加工高點位置。加工后底環(huán)板水平控制在0.15 mm以內。
底環(huán)板加工完成后進行支持環(huán)法蘭面加工,加工前同樣測量轉臂水平,刀盤徑向和周向水平。并按照上述調整方式進行調整,確保機床加工前各參數滿足加工要求。支持環(huán)加工除了要保證支持環(huán)法蘭面的水平還要兼顧整個導水機構的開檔尺寸,確保座環(huán)加工完成后導葉端面間隙符合設計要求。
通過對加工機床頂部支撐的調整,確保中心立柱的垂直度;在調整底座調整螺桿時采用盡量向下壓緊高點位置螺桿的方法,以及對滑梁轉臂進行配重和增加斜拉,調整轉臂的水平;在銑頭部位加墊的方式進行刀盤徑向水平的調整,確保了機床轉臂水平和銑頭刀盤的水平,使加工機床符合加工標準,提高了加工效率,保證了加工質量。
黃登電站的加工機床為已經使用了4個電站的舊設備,過程中電氣問題很多,伺服電機經常跳閘;且加工刀盤直徑小,加工面較大,每次換刀盤位置時候還需要再次進行加墊調整刀盤的徑向水平;另外在加工過程中升降臂的軸承斷裂,轉臂的升降不能實現(xiàn)自動,現(xiàn)場采用橋機配合手拉葫蘆進行升降。
在加工過程中,對車床的轉臂水平和銑頭跳動等現(xiàn)象采取了一系列的積極、有效的措施,使得座環(huán)加工的最終尺寸滿足要求,確保了加工質量,保證了加工工期,希望以上的調整和處理方法對同類型電站提供借鑒。
TH182
B
1672-5387(2017)10-0067-03
10.13599/j.cnki.11-5130.2017.10.023
2017-07-21
束長磊(1984-),男,工程師,從事水電站機電安裝管理工作。