大型汽轮机汽缸的机械加工分析与探究

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　　摘  要：随着我国经济的不断发展，当前大型汽缸机械加工也成为了机械加工中的重点。在大型汽轮机汽缸机械加工中，其加工重量重、加工范围广、精度要求高等特点，需要比较长的制造周期，也需要比较科学的加工技术。这些工作都是汽轮机械制造中的关键，也是提升当前汽轮机械有效性和质量的重要方式。因此，文章将对大型汽轮机汽缸的机械加工方式和相关原理等进行概述。
　　关键词：大型汽轮机;汽缸机械;加工;划线;内腔
　　中图分类号：TK266        文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）08-0098-02
　　Abstract： With the continuous development of China's economy， the current large-scale cylinder machining has become the focus of machining. In the machining of large steam turbine cylinder， its machining weight is heavy， the machining range is wide， and the precision is high， which makes it necessary to have a long manufacturing cycle and scientific processing technology in the machining process at present. These works are not only the key to the manufacture of steam turbine machinery， but also an important way to improve the effectiveness and quality of steam turbine machinery at present. Therefore， the machining methods and related principles of large steam turbine cylinders will be summarized in this paper.
　　Keywords： large steam turbine; cylinder machinery; machining; marking; inner cavity
　　引言
　　目前，我國大型汽轮机汽缸的数量和种类不断增多，当前在机械加工过程中，对于机械设备的形状要求也逐渐发生变化。在加工时的难度和整体的顺序也提出了更高的要求，实际上，在进行加工的过程中会遇到整段结构的汽缸，这些汽缸使在整体浇筑的结构下进行的，所以说汽缸的表面是没有结合面的。同时，当前大型汽轮及汽缸的特点比较繁多，也没有办法用整体浇筑的方式进行加工，给加工技术增加了更大的难度。所以，需要加大创新力度，通过全新的方式和手段来提升当前机械加工的质量和机械加工的效率。
　　1 汽轮机汽缸概述
　　汽缸是汽轮机中的重要组成部分，它是汽缸的外壳，它能够有效地将汽缸，汽轮机进行保护，并且能够将汽轮机内部，流通部分与大气隔开，进而让内部的能量转换达到一个封闭性进行全能量的转换。汽缸属于机械加工中的大型设备，要想保证其应用正常需要从多个方面控制，这样才能提升机械加工的有效性。汽缸内部有隔板和隔板套等多种部件。相关部件进行整合，能够有效保证汽轮机汽缸的正常运转[1]。通过外部与进气，排气以及油气等管道相互连接，相互沟通，能够让汽缸的压力和承受能力得到平衡，汽缸目前的受力情况是比较复杂的，除了要承受内部相应原件的重量外，还会受到内外压强差产生相应的空气作用，通过承受沿汽缸轴向两边进行分部产生的热应力，而对汽轮进行加大输送，这样能够有效对汽缸产生的问题进行解决。同时，隔板前后压差也会对汽缸产生相应的作用力，蒸汽通过喷嘴时也有相应的反作用力，这个作用力作用在汽缸上，因此汽缸在使用的过程中会受到多方面的压力，所以对它的强度和硬度要求特别高。在内部进行受热时会发生膨胀，汽缸也需要有相应的伸缩能力和较好的流动性，同时要减少热应力，使得能量达到完全转换，节约能源。
　　2 大型汽轮机汽缸的划线工作
　　划线工作是当前汽轮机汽缸加工中的重要工作，在传统的机械加工中通常是根据坐标轴来进行划线工作。通过三个坐标轴的相互配合，需要多方面的数据来进行总结，这样的工作方式，极大地增加了工作的难度，给实际的工作质量和效率造成了一定程度的影响。在进行实际的划线过程中，因为难度加大，会使得使划线人员的技术工作不准确，导致最终的机械加工出现问题。如果出现难度加大，可能是因为大型汽轮机汽缸的体积增大，翻转困难，也可能因为拉断掉线或者是该机械设备中不存在支撑结，没有相应的水平面去展开工作，影响了划线工作的进度，使得划线工作的精确度和整个机械加工工作都会受到影响。
　　经过相关专业技术人员的长时间研究和分析，总结了国内外先进的经验，工作人员可以在两个坐标轴进行划线工作，通过在坐标轴的两端对齐中心线进行划定。在这基础上，工作人员对中分面进行加工时，可以根据数控机床自身所具备的功能来将两端合并为一个中心，通过x轴和y轴之间的相关数据来见建立新的坐标轴，从而画出加工所需要的三系坐标轴。这种方式能够极大地增强划线工作的效率，同时也能为大型汽轮机械加工提供质量保障。总的来说，采用这样的划线方式能够有效地提高坐标的标准性，还能节约划线人员的工作与加工时间，使得大型汽轮机汽缸的工作人员的工作效率和工作质量得以提升，最终使得机械加工的整体效率得到全面提高。
　　3 大型汽缸的内腔加工 　　3.1 加工步骤和方法
　　大型汽缸的优点比较多，例如体积大、质量大等，在进行机械运行时的效率也比较高。在气枪汽缸内调进行加工时，可以利用数控龙门铣将内腔一分为二，这样能够提供很大的便利，提升整个机械效率和运行的质量。在进行相应零件的安装工作时，需要将之前气缝的空挡进行翻转，调整回中心，让数据坐标轴进行标准，通过使用合适的三面刃刀盘将基准垂直在相应各部位，将钢条等贴于基准面之上，刀盘转动使刀盘最高点与白钢条的面正好处于平齐状态，这样能够让数据测量更加精准，也能得到基准数据。通过三个坐标轴的基准点确定可以编制相应的程序，将相应的设备进行准备，同时安装铣头在进行刀盘的选择后，通过相互安装和相互配合根据实际需求的零件大小以及加工数量来确定相应的加工方式。当三面刃刀盘铣刀确认好之后，可以将其安装在铣头上。在汽缸内进行加工时，需要将轨道和孔径相对应，加工时也不能对内腔产生破坏，如果发生破损一定要及时的进行修补，否则会对以后的工作产生较大的影响。同时还要根据缸内的实际情况来选择粗细加工，加工时需要对宽度和长度进行合理的规划。在加工元件施工时要保证一定的余量，这样能够对轴面和缎面进行很好的确定，从而保持在一定数量之内。
　　在完成零件加工工作之后，工作人员需要对每个轴向的端面的位置进行仔细测量，可以通过百分表与各个中心分面进行相关的测试，如果发现有数据不准确的情况可以及时进行修复和调整。如果工件出现移位，则需要对三轴进行重新的基准定位，这样才能保证测量的准确性，也能在今后加工中提升精确性[2]。如果工件出现移位的情况，要找准基准点后对内腔端面进行测试，可以将底面中随意的一个点进行选择，对提高内腔的公差进行调整。同时也可以将盘铣刀的刀片进行更换，这样能够实现精加工。在保证上下两部分都能很好的运作之后，就要求公差和原本的设计要求一致，公差数值也要保持在一定的范围内才能实现整个汽轮机汽缸的正常加工。
　　3.2 在数控龙门铣上进行大汽缸加工的难点
　　在对汽缸进行下半部分的操作时，需要在工作台上进行，通过对所有的目标项目进行分析之后要对密封槽内的直径和相关的数据进行测量，将测量后的数据进行及时的记录，并与基础的标准值进行相应的对比，找到内径和相关数据的差值，进而进行有效解决。在整个过程中需要进行完整性的水压试验，这样能够对汽轮机体工作的强度以及变形程度进行一定了解，如果出现硬度不够的问题，可以及时进行更换。通常这种方式是气缸加工结束后的最后一道工序，也是最关键的一道工序，如果没有对其进行水压力测验，就会影响到之后的安全性。对汽缸两部分进行合拢还要对上下的汽缸进行夹紧，能够使汽缸的操作提升效率。同时将汽缸放到数控机床上，利用数控机床对整个汽缸的内腔前段密封槽进行加工处理，能够实现密封槽的紧密性，也能更好地满足当前的汽轮机汽缸的机械加工要求。通过使用镗刀可以对其机内部进行改造，其内部的口径发生数据变化，使侧开口径变为20mm×20mm，利用六角螺钉将刀杆锁紧。在刀具的选择上则可以利用20mm×20mm的白钢条刃，在规格上可以准备3mm、5mm、6.5mm、7.5mm四种。在端面槽粗割过程中，可先选择3mm的白钢刀将平面和水平中分面割平，确保x，y以圆轨迹延伸，y则会向所要求的深度延伸。
　　4 大型汽缸的泵水
　　4.1 保证螺栓电加热孔中心不偏移
　　在對大型汽轮机汽缸机械进行加工的过程中，要注意螺栓的长度，如果螺栓的长度很长，在工作执行时需要将钻头的两端与螺栓进行相互连接，进而提升电加热的有效性。为了保证孔的中心不发生位移，要对整个螺栓的安装进行精确的调节，同时也要保证钻头和螺栓的长度是一致的。如果螺栓的中心位置不直可能会导致钻头的接触发生偏差，在加热过程中可能会产生缝隙，影响电热反应的正常进行。如果缝隙过大，热量无法直接传到螺栓，使螺栓的伸长量受到影响，如果出现台阶，也会对加热棒产生一定的损伤，使加热的效果增加损耗，使得汽缸内的泵水的温度不能提升。
　　4.2 螺母问题
　　科学技术的不断发展，汽缸各规格和应用的范围也在不断的变化，所以使用的螺栓和螺母也在变化当中。在进行拧紧螺母的过程中选择的扳手需要与螺母的规格是一致的，在选择扳手时，通过标准扳手为主标准，扳手需要多人才能将其抬动，这样进行螺母的拴紧过程中也需要消耗大量的时间，这样给工作人员带来了很多不方便，如果没有将其拧紧会对后期的施工造成比较大的影响[3]。因此，相关人员一定要对这个问题进行解决，通过创新方式来提升大型汽缸中水泵的安全性和稳定性。通过引进相应的电加热模式来减少螺栓螺母的拧紧工作，这样在进行拧紧的过程中，不必消耗过多的人力，而且还可以对扳手的型号进行灵活的选择，从而增强汽缸机械加工的效率和质量[4]。
　　5 结束语
　　综上所述，根据大型汽轮机汽缸自身的特征，如果使用传统的加工方式，其质量和效率都会受到影响。所以需要更加先进和科学的加工工艺对其进行操作。通过在大型汽轮机汽缸的加工提升其准确性，同时对内腔加工的流程进行精确，对存在的难点进行解决，能够提高大型汽轮机汽缸加工的质量和效率。所以，当前大型汽轮机汽缸的机械加工一定要重视多方面提升保证加工的有效性。
　　参考文献：
　　[1]张玉胜.关于大型汽轮机汽缸的机械加工研究[J].中国设备工程，2018（12）：175-176.
　　[2]孙保卫.浅析大型汽轮机汽缸的机械加工[J].科技与创新，2018（02）：124-125.
　　[3]王军，高永江，赵伟，等.汽轮机前汽缸大螺纹孔加工工艺探讨[J].机械工程师，2014（05）：210-211.
　　[4]熊运龙，张世国.高中压外缸开档加工控制方案探讨[J].东方汽轮机，2017（3）：33-37.
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