大型汽輪發電機定子匯流管機械加工

劉瑜 李軍

【摘要】本文詳細介紹了大型汽輪發電機定子匯流管的機械加工工序，包括具體的加工設備，加工方法及工裝工具的提制，極大提高了大型汽輪發電機定子匯流管加工的精準度。

【關鍵詞】定子匯流管；加工工藝

1.前言

大型汽輪發電機定子匯流管為大型汽輪發電機的主要冷卻零件之一，在發電機冷卻系統中起到重要作用，其機械加工的精度也關系到后序發電機定子端部水路的裝配。為了更加提高產品質量，制定了更詳細的定子匯流管加工方案，提制工裝工具，細化加工工藝，確保定子匯流管機械加工后，更好地滿足后序裝配要求。本文詳細介紹了大型汽輪發電機定子匯流管的機械加工工序，包括具體的加工設備，加工方法及工裝工具的提制。

2.定子匯流管的加工工藝

2.1定子匯流管的基本結構

大型汽輪發電機采用較高的電磁負荷，運行時產生損耗，這些損耗轉變為熱能，使得電機各部分溫度升高。目前，較大容量的汽輪發電機定子一般均采用水內冷的冷卻方式進行冷卻。定子繞組線棒內通水冷卻，定子繞組每根線棒為一條水路，由不銹鋼材料制成的進、出水匯流管分別布置在繞組的兩端，線棒和匯流管之間采用聚四氟乙烯絕緣材料制成的絕緣引水管聯通，運行時匯流管接地。定子水路和電路連接采用分開的結構。水路連接由每根線棒的空心導線套入過渡接頭，后者與絕緣引水管相連。常規的300MW、600MW及1000MW等級的汽輪發電機定子匯流管分別位于發電機的汽端和勵端，每端各一根。每根定子匯流管由兩個弧形的彎型管和三通構成，分半的定子匯流管兩端加工焊接坡口，將其與三通焊接組圓。組圓后，在其上加工圖紙要求角度的水接頭孔，用于焊接水接頭。

2.2定子匯流管的加工工藝

2.2.1定子匯流管單件經過彎型后，彎成弧形，每半兩端的合口為焊接坡口，由鏜床加工。加工后，焊接兩端的三通，使其組合成圓。2.2.2定子匯流管組合成圓后，需要經過劃線序，劃出其上的水接頭孔的位置，作為后序加工的參考。具體的劃線步驟：劃線、復檢尺寸。將同一端的定子匯流管一同放置在劃線平臺上，首先先劃定子匯流管的中心線。一般情況下，受到管件彎型精度的影響，通常，定子匯流管與平臺面存在間隙，且間隙大小不等，同時，定子匯流管截面方向為橢圓。這些由于彎形精度的原因，給后序加工會帶來一些困難。因此根據測量得到的間隙數據，按照圖紙要求的定子匯流管上水接頭的位置分布，取平均值，確定定子匯流管水平中心線。為了確保水接頭孔的角度，由產品工藝根據分廠提供的每根定子匯流管截面橢圓的數據，用CAD計算出每組水接頭對應的理論弦距，劃線鉗工根據工藝計算的弦距劃出水接頭孔的位置。如圖1所示，C表示理論的匯流管圓截面，D表示實際橢圓橢圓截面，A為理論弦距，B為實際計算出的弦距。

2.2.3定子匯流管上水接頭孔的機械加工。2.2.3.1工裝工具的設計。定子匯流管上水接頭的孔在龍門銑上加工是最為方便的，龍門銑的刀頭可以直接轉到圖紙要求角度進行加工。但大龍門銑一般成本較高，工作量也較大。為了提高產品質量的情況下，降低加工成本，產品工藝根據定子匯流管的特點和廠內現有機床的加工能力，制定了用可移式萬能鉆床和φ130鏜床使用的轉胎結合自制工具過渡板加工水接頭的孔的加工方案。加工使用的工具過渡板，工具由一個壓板和4個連接板和過渡板等零件組成，壓板上的尺寸根據600MW汽輪發電機定子匯流管尺寸制作，在600MW定子匯流管放置尺寸內，加工適合300MW汽輪發電機定子匯流管放置的孔，可以裝把加工300MW汽輪發電機定子匯流管的水接頭的孔。對于容量更大的發電機，定子匯流管直徑大于壓板的直徑，可以使用過渡板和L型支撐塊等部件，調整尺寸，使得該工具過渡板適合加工直徑尺寸更大的定子匯流管，做到該工具具有通用性。

2.2.3.2定子匯流管水接頭孔的機械加工。定子匯流管水接頭孔的加工，可以使用可移式萬能鉆進行加工。因定子匯流管直徑較大，定子匯流管放置到過渡板上之后，放置在φ130鏜床配套的轉胎上，配合加工定子匯流管。具體加工方法：將鉆床刀頭轉到圖紙要求的角度，固定，轉胎旋轉帶動一半定子匯流管旋轉360°，加工前先用刀頭復查劃水接頭孔的位置，以確定劃線和鉆床位置的偏差。這樣做的目的是用機床和劃線互相校驗孔的位置。如有偏差較大處，則需要劃線鉗工在過渡板上重新復查劃線位置，鉆床重新調整裝夾位置，調整定子匯流管與過渡板平面間存在的間隙，以確保水接頭加工位置的準確型。最后，定子匯流管水接頭的孔加工的角度基本符合圖紙要求。

3.總結

通過提制工裝工具，細化工藝過程，極大提高了大型汽輪發電機定子匯流管加工的精準度，為更好地滿足后序裝配要求提供了有力的保證。