陳瑞華，宮玉龍

（哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150040）

1 引言

向家壩水電站位于金沙江下游，電站共8 臺800MW水輪發(fā)電機，總裝機容量640 萬kW，是我國整體規(guī)模第三大水電站，也是西電東送骨干電源點。

向家壩水輪機座環(huán)是哈電加工尺寸和重量最大的座環(huán)，向家壩座環(huán)由上、下環(huán)板與固定導(dǎo)葉焊接而成，座環(huán)分為六瓣，總重量約435.2t（精加工后），因座環(huán)大舌板按業(yè)主要求參加整體裝焊，故焊接后座環(huán)最大回轉(zhuǎn)直徑達φ22878mm。向家壩座環(huán)的加工尺寸超大，加工重量超重，均已經(jīng)達到公司現(xiàn)有設(shè)備加工能力的最大極限，在整體重量方面已經(jīng)超出公司水電分廠的起吊能力。針對這些制造難點，立足公司設(shè)備，深挖設(shè)備加工能力，制定合理有效的加工工藝方案，進行工藝攻關(guān)，保質(zhì)保量完成了座環(huán)加工任務(wù)。

2 座環(huán)加工工藝

座環(huán)制造中采用新的座環(huán)合縫面加工工藝，直接在立車上組整圓的工藝方案，不僅避免了座環(huán)起吊超重問題，而且解決了加工座環(huán)1/2 瓣合縫面時鏜床行程不足的問題。修改了座環(huán)把合塊形式，不僅降低了制造成本，而且確保了新工藝方案能夠有效地實施。

根據(jù)哈電公司大型座環(huán)加工經(jīng)驗，向家壩水輪機座環(huán)車序加工同樣采用7.1m 立車整圓加工工藝方案。但座環(huán)的加工尺寸均已經(jīng)接近或超出7.1m 立車設(shè)備加工能力的最大極限，同時座環(huán)的整體重量增加，通過對立車旋轉(zhuǎn)工作臺調(diào)整，并進行合理配重，提制合理的工裝器具，增大了立車設(shè)備加工最大范圍，滿足座環(huán)最大加工尺寸要求。

向家壩座環(huán)分為6 瓣，傳統(tǒng)加工工藝過程如圖1 所示。

圖1的加工過程，座環(huán)加工質(zhì)量能得到保證，但適用于向家壩座環(huán)加工時，存在兩個較難解決的問題：座環(huán)組合成1/2 瓣時，座環(huán)加工范圍長度方向超過13m，高度方向超過5m，超出了水電分廠大件工段鏜床設(shè)備的加工能力；座環(huán)組合成1/2 瓣時，座環(huán)起吊重量同樣超出水電分廠大件工段起吊能力。針對以上問題，向家壩座環(huán)加工時采用了單瓣加工合口面、一次組圓的加工工藝方法。座環(huán)焊接完畢后，成品分廠和焊接分廠進行座環(huán)單瓣聯(lián)合劃線檢驗為鏜床加工提供更為精準(zhǔn)的找正基準(zhǔn)。根據(jù)座環(huán)六瓣組合順序?qū)⒐ぜ骱峡诿孢M行編號，鏜床加工合口面時嚴(yán)格按照工藝制定的銑削順序執(zhí)行。同時利用數(shù)控檢查組合面處過渡段R、H 值，發(fā)現(xiàn)問題及時修正，單瓣提前處理，減少組合序。為了解決劃線、加工、組合、測量產(chǎn)生的誤差，我們采取了相應(yīng)的措施，特制20m 鋼卷尺，在尺前拉環(huán)處接一個彈簧秤，在計量測試檢驗時確定尺的拉力值。在加工過程中劃線檢驗、加工、組合均使用同一把卷尺和固定的拉力值進行測量，消除因尺的制造誤差和因拉力不等產(chǎn)生的測量誤差。座環(huán)劃線、加工合口面、組合時工件的調(diào)平均采用同一個經(jīng)緯儀進行測量，測量誤差要求小于0.5mm。

圖1

按照過去的工藝方案，座環(huán)把合塊和定位塊均需要座環(huán)進行一次組合，才能完成裝焊工作。在新工藝方案中，將座環(huán)把合塊和定位塊變更為裝配塊，裝配塊與座環(huán)一起焊接后轉(zhuǎn)入加工車間進行加工。座環(huán)加工完合縫面后，可通過工具把合螺栓將座環(huán)組合起來，并通過調(diào)整偏心銷套位置，裝工具銷進行定位，這樣不僅有效地控制了座環(huán)裝配質(zhì)量，同時減少了大型座環(huán)在成品車間組合次數(shù)，大大降低座環(huán)加工工期。

通過以上合理有效工藝改進，向家壩1#機座環(huán)一次性組合成功，各項裝配數(shù)據(jù)均滿足圖紙要求，達到預(yù)期攻關(guān)目標(biāo)，可以進行座環(huán)車序加工。

圖2 座環(huán)銑合縫面圖片

向家壩座環(huán)車序加工，根據(jù)公司現(xiàn)有大型座環(huán)加工經(jīng)驗，同樣采用了7.1m 立車整圓加工工藝方案。向家壩座環(huán)最小加工圓尺寸為φ10060mm，最大加工圓尺寸為φ12960mm，單邊差值為1450mm，已超出設(shè)備行程范圍。座環(huán)加工過程中，在7.1m 立車設(shè)備允許的范圍內(nèi)調(diào)整立車旋轉(zhuǎn)工作臺，進一步增大立車最大加工直徑，調(diào)整后對設(shè)備進行了有效合理的配重工作，確保了設(shè)備的良好運轉(zhuǎn)。增大立車加工范圍的同時，還須制作一個剛性較好的接長刀桿（如圖3），使其滿足座環(huán)最大直徑尺寸的加工需求。向家壩座環(huán)總高度為4255mm，座環(huán)上下環(huán)板加工表面高度差為3650mm。為保證上、下法蘭面加工，制作一個90°刀架（如圖4）作為高度行程的補償。

圖3 接長刀桿示意圖

圖4 90°直角刀架示意圖

通過以上細(xì)致的技術(shù)準(zhǔn)備工作，并經(jīng)過向家壩1#機座環(huán)實際加工過程的驗證，圓滿完成了首臺向家壩座環(huán)的加工任務(wù)，各部位尺寸滿足設(shè)計圖紙要求。

3 結(jié)語

在此次工藝研究過程中，遇到了許多技術(shù)難題，結(jié)合哈電生產(chǎn)實際條件，通過不斷改進、完善工藝方案，提高了生產(chǎn)效率，解決了加工難題。首臺向家壩水輪機座環(huán)順利通過業(yè)主會檢，檢查結(jié)果表明各項加工尺寸均滿足圖紙要求。向家壩水輪機座環(huán)在哈電的順利加工，證明此次座環(huán)的工藝研究的成功，達到了預(yù)期的目的，也標(biāo)志著哈電在大型座環(huán)廠內(nèi)制造工藝的日趨成熟。