一种修复汽轮机轴瓦的加工方法

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汽轮机的轴瓦长时间工作在重载、高温及高振动的环境中,汽轮机轴瓦表面乌金会产生磨损、电蚀、局部破损。频繁更换轴瓦会增加企业运营成本,本文主要探讨在现有条件下手工修复轴瓦,以减少运营成本,增加企业效益。

【关键词】轴瓦损坏;轴瓦修复方法;效益

引言

轴瓦零件是机组主要零件之一,是滑动轴承和轴接触的部分,接触面精度高,耐磨层一般用青铜、减摩合金等耐磨材料制成,形状为瓦状的半圆柱面。

1、汽轮机轴瓦损坏的主要原因分析

1.1原因一

在汽轮机正常运行或启停过程中,由于轴承间润滑油突然中断或油品质恶化,轴承油膜无法建立或补破损,导致轴瓦损坏。

1.2原因二

在汽轮机正常运行或启停过程中,由于轴承内有杂物,轴系中心偏移等原因引起转轴和轴瓦之间产生动静摩擦,造成轴瓦损坏。其中造成汽轮机轴承断油及动静摩擦的主要原因有:

(1)润滑油系统油泵的自动联锁装置设计、安装不合理或运行中未设置在保护状态。当事故停机时不能正常联动,导致机组断油烧瓦。

(2)汽轮机安装时漏装部件,运行时,轴承发生偏转,轴瓦损坏。

(3)主油泵故障,主油泵或射油器出口逆止门失灵,造成润滑油低于规定值,导致机组断油烧瓦。

(4)润滑油系统的切换操作,切换过程中由于操作不当或监护不严,导致机组断油烧瓦。

(5)油系统阀门的安装不符合标准,当门杆断裂或阀芯脱落时,造成机组断油烧瓦。

(6)油品质选用不当,油温不当,油中混入水使油发生水解、乳化,造成轴承油膜无法建立或被破坏,引起轴瓦损坏。

(7)润滑油系统的测量仪表不准确,运行人员判断失误,造成机组断油烧瓦。

(8)新安装或大修后汽轮机在清洗油系统时,由于冲洗不彻底,使大修过程中遗留的铁屑或杂物被带入轴承,造成轴承摩擦,引起轴瓦损坏。

(9)汽轮机安装精度超差,引起轴瓦损坏。

2、汽轮机轴瓦的相关修复方法

2.1轴瓦耐磨层的补焊

当轴瓦耐磨层损坏严重时,可熔去旧衬,重新浇铸、加工、刮研修复。当耐磨衬层局部损坏时,用金属喷枪喷上一层新的合金,然后重新进行机加工,刮研修复。但此法需专用喷枪,故使用不多。不熔下旧衬,另在旧衬上用气焊堆焊乌金。此法费用较省,不需专用设备。其操作要点是:

(1)清理轴瓦表面,使其露出合金光泽,表面无油污;

(2)降温处理轴瓦,防止施焊时瓦底受热变形;

(3)预热至70-80℃;

(4)用焊枪把5-6mm的合金棒焊到旧衬表面,焊条的成分与基底合金成分相同或相近;

(5)机械加工后刮研修复。

2.2轴瓦的加工

2.2.1分析问题

通过分析轴瓦零部件结构的精度,我们发现:轴瓦合口安装的精度要在0.01-0.03mm以内。加工过程中,轴瓦装夹会影响精度。加工过程中,车削方法会影响精度。加工设备选用会影响精度。

2.2.2车削轴瓦类零件加工技术关键:

(1)轴瓦材料通常较软,内圆柱面可采用车镗削、金刚镗削、刮削或研磨法加工。研磨时不应采用与轴径配研的方法,应使用特制的、尺寸与轴瓦孔尺寸一样的研棒。刮削多用于部分瓦轴承,用宽刃刮刀机刮。手工刮削时,刮痕应浅。内表面形状复杂的轴瓦,应根据具体形状采用特殊的镗削方法。

(2)安装轴瓦类零件。安装合口要在二级平台上进行。合口表面要进行处理,间隙保证在0.01—0.02mm以内。销子安装过程中要保证垂面垂直度在0.01—0.02mm以内。

(3)装夹轴瓦类零件,要选择一个可调整的卡盘,一般选择四爪卡盘。可在水平和垂直面上进行调整。

(4)找正轴瓦类零件。检查精度面有无变形。注意零件重量和偏心情况对找正的影响。使径向和轴向精度控制在0—0.01mm和0—0.02mm以内。

(5)切削轴瓦类零件。要熟悉轴瓦内部高低点位置。一般采用模拟切削的形式。粗精车要选好切削参数,避免出现扎刀现象。

(6)轴瓦类零件的装夹。由于采用四爪卡盘,增加了装夹力度,易使轴瓦零件产生弹性变形,使加工出来的孔变形,影响精度,尤其在精车时,控制装夹力度很关键。

3、轴瓦零件修复的工艺方法

根据轴瓦的特点,合理采用以下加工工艺:

3.1工艺一

汽轮机轴瓦分别编号1—8,7瓦8瓦重量轻,装夹找正比较方便,在CW6163加工比较合适。具体加工方式:(1)采用四爪卡盘。(2)在钳工平台进行组装、合口。合口精度为0.01-0.03mm以内。(3)对轴瓦外弧面及端面进行找正。水平及垂直精度均为0.01-0.02mm以内。(4)加工过程中产生模拟进刀,查找瓦内部变形情况及余量情况。(5)加工过程中操作者要熟悉瓦内部高低点位置。合理调整进刀尺寸。(6)加工过程分为粗车、半精车、精车。(7)粗车过程留2.5—1.5mm余量,半精车过程留0.5—0.7mm余量。要注意有无焊接重大缺陷,及时上报,进行修改。(8)加工过程中,装夹时要及时调整卡盘爪力度,避免产生弹性变形。在半精车时,用内径百分表测量内径,检查变形情况,控制变形量在0.03—0.05mm以内。(9)加工过程中,半精车和精车时,要及时查看车刀痕迹,对不加工部位是否有破坏。及时进行调整。(10)加工完毕后,注意清理端面和圆角。

3.2工艺二

汽轮机2瓦3瓦4瓦体积大,比较重,如果选择卧式车床,装夹找正加工易受重量影响,产生很大形位误差,若采用立式车床C5116加工,装夹支撑方向与重力方向相同,找正加工比较方便,具体加工方式与工艺一相同。

4、工艺参数的选择

4.1加切削液

修复轴瓦属于高速切削,切屑和工件分离时间短,局部温度很高时,表面易产生热变形,甚至烧伤。因此,切削时需加大量切削液,以降低切削温度。

4.2工件(轴瓦)转速

工件转速要适当。断削切削工件时,工件表面有沟槽,影响刀的刚性,易产生切屑不均匀情况,影响工件形状。转速过高很难控制,转速过低表面易产生积屑瘤。

工件转速线速度为u=754—952mm/s。走刀量p=0.10—0.16mm/r。

4.3每次切削和进给量的选择

乌金是通过气焊粘接而成的,表面凹凸不平,操作前一定要查看好车削量的情况。粗车时,切削深度和进刀量的选择很重要。一旦发现切削量不够、焊接气孔较大等情况,要及时报告气焊进行补焊。

每次切削深度和进给量的选择:粗车一般留出2.5—1.5mm余量,半精车留0.5—0.7mm余量,要注意气焊补焊的效果,吃刀量要小一些。如果有问题,再进行补焊。每次车削深度不超过0.50mm,进给量为0.16mm/r。这样既可以获得满意的加工精度和粗糙度,又可以确保一定的加工质量和效率。

5、结论

几年来,使用该方法共计修复轴瓦200余件。节省加工资金十余万元。

参考文献

[1]邱言龙,李文林.车工入门[M].机械工程出版社,2004,1(1)

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  • 本文由 发表于 2019年10月10日 13:23:22
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