專利名稱：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工支承分度裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工的支承分度裝置，用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子各級(jí)輪槽數(shù)控加工時(shí)作轉(zhuǎn)子的支承和自動(dòng)分度。
背景技術(shù)：
據(jù)申請(qǐng)人專業(yè)生產(chǎn)研究所知給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、600MW汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子、D135汽輪機(jī)及聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子鑲裝葉片的輪槽基本上是樅樹(shù)型輪槽，這種輪槽完全是圓弧過(guò)渡，不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，葉片的裝配也十分方便，是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽的發(fā)展方向。這些輪槽具有軸向直槽、軸向斜槽、軸向圓弧槽等類型，加工精度高、數(shù)量多，加工難度很大。經(jīng)過(guò)調(diào)研，目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有制造過(guò)該類型機(jī)床，只有從國(guó)外進(jìn)口，但其價(jià)格昂貴且交貨期在12個(gè)月以上，不能滿足申請(qǐng)人600MW汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子樅樹(shù)型輪槽國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)度要求；以前給水泵小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的樅樹(shù)型輪槽是在申請(qǐng)人自行改造的6米龍門銑刨床上加工，加工效率低且不能自動(dòng)分度，北京第一機(jī)床廠80年代特制的專機(jī)B1-143只能進(jìn)行單個(gè)葉輪的加工且分度精度很低，不適合汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加工。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處、滿足600MW汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子及所有帶有軸向輪槽汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加工，實(shí)現(xiàn)600MW汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子加工國(guó)產(chǎn)化，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，研制出汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工支承分度裝置。本裝置與數(shù)控鏜銑床或?qū)Ｓ门P式數(shù)控銑床組合，用于600MW汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子輪槽及所有帶有軸向輪槽汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的加工。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)包括在床身上安裝的支承機(jī)構(gòu)、分度裝置及光柵檢測(cè)裝置，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的裝夾方式為一連二托，即分度裝置通過(guò)聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)子一端相連，可沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)的前、后支承、輔助支承、光柵檢測(cè)裝置放置于床身上，前、后支承分別支承在轉(zhuǎn)子兩端軸徑，轉(zhuǎn)子中間設(shè)置輔助支承，轉(zhuǎn)子末端設(shè)置光柵檢測(cè)裝置。
所述前、后支承的支承軸瓦采用滑動(dòng)軸承，軸瓦內(nèi)填充減摩涂層，前、后支承上分別設(shè)置有球面支承V型鐵壓緊塊。
所述分度裝置為全閉環(huán)分度裝置，在裝置外側(cè)裝有箱體移位機(jī)構(gòu)，箱體內(nèi)的花盤固定于主軸前端，聯(lián)軸器固定于花盤前端定位止口，主軸支承于箱體前、后軸承座內(nèi)，在主軸末端設(shè)置有光柵檢測(cè)裝置，分度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿副，分度蝸輪固定于主軸花盤的后端面，蝸桿垂直放置支承于兩端的滾動(dòng)軸承內(nèi)，在蝸桿的下端，設(shè)置有蝸桿軸向調(diào)整裝置，在蝸桿的上端，安裝有精密減速器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
所述主軸支承于箱體前、后軸承座內(nèi)，是在前軸承座內(nèi)由雙列圓柱滾子軸承作徑向支承，雙向推力角接觸球軸承作軸向定位，在后軸承座內(nèi)，由雙列圓柱滾子軸承作徑向支承。
所述光柵檢測(cè)裝置，其前端通過(guò)連接盤與轉(zhuǎn)子末端連接，連接盤通過(guò)無(wú)齒隙聯(lián)軸器及連接桿與支座上的光柵檢測(cè)軸連接，光柵檢測(cè)軸上裝有圓光柵及編碼器。
本實(shí)用新型與數(shù)控落地鏜銑床或?qū)Ｓ门P式數(shù)控銑床組合成專用機(jī)床，適用于直徑在Φ1600mm以下，加工長(zhǎng)度在8000mm以內(nèi)、輪槽分度精度±5″的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)子及鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸向直槽、軸向斜槽、軸向圓弧槽的加工，使用方便，效果好，可節(jié)約添置進(jìn)口設(shè)備的大筆資金，并大大降低了產(chǎn)品成本，從而達(dá)到本實(shí)用新型的目的。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2是圖1中的分度裝置剖視放大圖。
圖3是圖2的側(cè)視圖。
圖4是圖1中的光柵檢測(cè)裝置簡(jiǎn)圖。
圖5是本裝置具體使用組合成的專用機(jī)床示意圖。
圖6是圖5的側(cè)視圖。
圖中代號(hào)含義1分度裝置 2聯(lián)軸器 3前支承 4床身 5輔助支承 6后支承 7光柵檢測(cè)裝置 8拖纜 9分度蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu) 10聯(lián)軸器11精密減速器 12驅(qū)動(dòng)電機(jī) 13移位機(jī)構(gòu) 14后軸承座 15主軸機(jī)構(gòu)16前軸承座 17主軸花盤 18連接盤 19聯(lián)軸器 20連接桿 21光柵檢測(cè)軸 22支座 23編碼器 24排屑器 25冷卻裝置 26數(shù)控落地鏜銑床或?qū)Ｓ门P式數(shù)控銑床 27本裝置 28電控系統(tǒng)具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1-圖4，包括在床身(4)上安裝的支承機(jī)構(gòu)、分度裝置及光柵檢測(cè)裝置，即分度裝置(1)通過(guò)聯(lián)軸器(2)與轉(zhuǎn)子一端相連，可沿床身(4)導(dǎo)軌移動(dòng)的前、后支承(3、6)、輔助支承(5)、光柵檢測(cè)裝置(7)放置于床身(4)上，前、后支承(3、6)分別支承在轉(zhuǎn)子兩端軸徑，轉(zhuǎn)子中間設(shè)置輔助支承(5)，轉(zhuǎn)子末端設(shè)置光柵檢測(cè)裝置(7)。可沿床身(4)導(dǎo)軌移動(dòng)的前、后支承(3、6)、輔助支承(5)、光柵檢測(cè)裝置(7)放置于床身(4)上，以滿足不同長(zhǎng)度轉(zhuǎn)子的支承需要。前、后支承(3、6)的支承軸瓦采用滑動(dòng)軸承，軸瓦內(nèi)填充減摩涂層，軸承的潤(rùn)滑采用強(qiáng)制潤(rùn)滑方式。前、后支承(3、6)上分別設(shè)置有球面支承V型鐵壓緊塊，利用液壓油缸推動(dòng)V型鐵對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行夾緊及放松，這樣可有效防止轉(zhuǎn)子在夾緊及放松時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)及位移。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度達(dá)到6000-9000mm，支承于前、后支承(3、6)的軸瓦內(nèi)，支承距離為4500-8000mm，這樣的轉(zhuǎn)子在在分度裝置(1)的驅(qū)動(dòng)下作分度運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的前端(接近分度裝置端)與末端必然產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，采用一套常規(guī)的全閉環(huán)數(shù)控分度裝置顯然不能真實(shí)反映轉(zhuǎn)子的實(shí)際分度值，轉(zhuǎn)子的實(shí)際分度值為全閉環(huán)分度裝置的旋轉(zhuǎn)角加上轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)角。因此將全閉環(huán)的分度裝置(1)定義為A軸，放置于轉(zhuǎn)子的前端，作為轉(zhuǎn)子分度的動(dòng)力裝置，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)分度，其分度值即為前端的實(shí)際分度值。全閉環(huán)分度裝置(1)，在裝置外側(cè)裝有箱體移位機(jī)構(gòu)(13)，箱體內(nèi)的花盤(17)通過(guò)螺栓及定位銷固定于主軸(15)前端，聯(lián)軸器(10)固定于花盤(17)前端定位止口，主軸(15)支承于箱體前、后軸承座(16、14)內(nèi)，在主軸(15)末端設(shè)置有光柵檢測(cè)裝置(7)，分度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿副(9)，分度蝸輪固定于主軸花盤(17)的后端面，蝸桿垂直放置支承于兩端的滾動(dòng)軸承內(nèi)，在蝸桿的下端，設(shè)置有蝸桿軸向調(diào)整裝置，在蝸桿的上端，安裝有精密減速器(11)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)。主軸(15)支承于箱體前、后軸承座(16、14)內(nèi)，是在前軸承座(16)內(nèi)由雙列圓柱滾子軸承NN4960K/P4作徑向支承，雙向推力角接觸球軸承300TAC29D/P4作軸向定位，在后軸承座(14)內(nèi)，由雙列圓柱滾子軸承NN3052K/P4作徑向支承，采用這種主軸軸承配置，可以對(duì)軸承施加預(yù)加載荷，獲得高旋轉(zhuǎn)精度及高的承載能力和很小的變形，有利于提高主軸系統(tǒng)的剛度。通過(guò)減薄NN4960K/P4軸承前端的調(diào)整墊圈來(lái)對(duì)兩個(gè)軸承施加預(yù)加載荷，提高軸承及支承的剛度。調(diào)整墊圈的減薄量Ba按下式計(jì)算Ba＝ec/1000式中Ba-調(diào)整墊圈減薄量，mm；e-系數(shù)，按照di/dm選取，di-空心軸內(nèi)徑；dm-平均軸承直徑；此處di/dm＝0，對(duì)于NN30K，e＝12.5；對(duì)于NN49K，e＝12，c-要減少的徑向間隙量(徑向游隙+要求的過(guò)盈量)μm，按照相應(yīng)的軸承手冊(cè)選取在主軸(15)的末端，設(shè)置了光柵檢測(cè)裝置(7)，選用海得海因的RON285C圓光柵作為主軸實(shí)際旋轉(zhuǎn)角的檢測(cè)，其與驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)編碼器形成主軸系統(tǒng)的全閉環(huán)控制。主軸上設(shè)有零點(diǎn)，在實(shí)際測(cè)量主軸靜態(tài)定位誤差后，確定需要補(bǔ)償角度和補(bǔ)償正負(fù)值，記憶在補(bǔ)償回路中，由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償，獲得高的定位精度。采用雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿副(9)作為全閉環(huán)分度裝置的分度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，分度蝸輪固定于主軸花盤(17)的后端面，與主軸花盤一體制造，保證了蝸輪裝置的精度。該蝸輪的模數(shù)M＝12，齒數(shù)Z＝75，精度等級(jí)為5h(GB10089-88)，蝸輪齒距極限偏差±fpt＝0.013mm，滿足等分精度±0.025/1000mm的要求，為了延長(zhǎng)其使用壽命，選擇的蝸輪材料為ZQSn10-1。蝸桿垂直放置支承于兩端的滾動(dòng)軸承內(nèi)，在蝸桿的下端，設(shè)置有蝸桿軸向調(diào)整裝置，可方便調(diào)整蝸桿嚙合間隙，蝸桿的材料為20CrMnTi經(jīng)滲碳淬火，淬硬層深度為0.7-1.1mm，公稱模數(shù)M＝12，左端面模數(shù)Mz＝11.82，右端面模數(shù)My＝12.18，公稱直徑系數(shù)q＝11，公稱導(dǎo)程l＝37.699，左齒面導(dǎo)程lz＝37.134，右齒面導(dǎo)程ly＝38.265，齒厚變化系數(shù)為0.03，精度等級(jí)為5-可調(diào)節(jié)(GB10089-88)，蝸桿軸向齒距極限偏差±fpx＝0.01mm。在制造時(shí)要求蝸桿與精加工配偶蝸輪的滾刀在機(jī)床一次調(diào)整中磨出，充分保證蝸桿與蝸輪的嚙合精度。在蝸桿的上端，安裝有德國(guó)NEUDART公司的精密減速器(11)PLSI90/20，傳動(dòng)比為l＝20，傳動(dòng)間隙為5弧分，在減速器與蝸桿軸間，選擇德國(guó)MAYR公司的高剛度、零背隙聯(lián)軸器ROBA.DS100/951.221/55/55，充分保障了傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性。分度裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(12)為西門子的Lft6系列數(shù)字驅(qū)動(dòng)電機(jī)，保證了分度的可靠性。為了檢測(cè)轉(zhuǎn)子末端的實(shí)際分度值，在轉(zhuǎn)子的末端設(shè)置光柵檢測(cè)裝置(7)，定義為B軸。光柵檢測(cè)裝置(7)，其前端通過(guò)連接盤(18)與轉(zhuǎn)子末端連接，連接盤(18)通過(guò)無(wú)齒隙聯(lián)軸器(19)及連接桿(20)與支座(22)上的光柵檢測(cè)軸(21)連接，光柵檢測(cè)軸(21)上裝有B軸圓光柵及編碼器(23)，檢測(cè)轉(zhuǎn)子末端的實(shí)際分度值。
這樣，A、B軸光柵讀數(shù)的差值即為轉(zhuǎn)子前后端在分度時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角度差。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分度，在分度裝置A軸回參考點(diǎn)時(shí)迫使A、B軸光柵置零(A＝B)，按照轉(zhuǎn)子分度允許差值設(shè)置A、B軸差值C。轉(zhuǎn)子自動(dòng)分度時(shí)，在控制系統(tǒng)中計(jì)算A、B光柵的差值，其與C值作比較計(jì)算，其邏輯為|A-B|≤C，當(dāng)該比較結(jié)果為“真”時(shí)，表明該轉(zhuǎn)子分度值在允差范圍內(nèi)，可進(jìn)行轉(zhuǎn)子輪槽的加工；當(dāng)該比較結(jié)果為“假”時(shí)，表明該轉(zhuǎn)子分度值大于值允差，此時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)分度裝置A軸作調(diào)整運(yùn)動(dòng)，直至|A-B|≤C，否則，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，要求檢查整個(gè)分度系統(tǒng)。通過(guò)A、B光柵的比較，有效的控制了分度的準(zhǔn)確性，避免了諸如轉(zhuǎn)子前后端扭轉(zhuǎn)給其分度造成的誤差。
參照?qǐng)D5、圖6，具體使用是在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽支承分度裝置(27)的一側(cè)或兩側(cè)配置數(shù)控落地鏜銑床或?qū)Ｓ门P式數(shù)控銑床(26)，配置排屑器(24)及冷卻裝置(25)，將數(shù)控落地鏜銑床或?qū)Ｓ门P式數(shù)控銑床(26)的數(shù)控系統(tǒng)及電控系統(tǒng)(28)與本裝置(27)的數(shù)控系統(tǒng)連接，組合成一臺(tái)專用單軸或雙軸軸向數(shù)控輪槽銑床。組合成的專用機(jī)床適用于直徑在Φ1600mm以下、加工長(zhǎng)度在8000mm以內(nèi)輪槽精度±5″的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)子及鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸向直槽、軸向斜槽、軸向圓弧槽的數(shù)控加工。
權(quán)利要求1.一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工支承分度裝置，包括在床身上安裝的支承機(jī)構(gòu)、分度裝置及光柵檢測(cè)裝置，其特征在于分度裝置通過(guò)聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)子一端相連，可沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)的前、后支承、輔助支承、光柵檢測(cè)裝置放置于床身上，前、后支承分別支承在轉(zhuǎn)子兩端軸徑，轉(zhuǎn)子中間設(shè)置輔助支承，轉(zhuǎn)子末端設(shè)置光柵檢測(cè)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工支承分度裝置，其特征在于前、后支承的支承軸瓦采用滑動(dòng)軸承，軸瓦內(nèi)填充減摩涂層，前、后支承上分別設(shè)置有球面支承V型鐵壓緊塊。
3.如權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工支承分度裝置，其特征在于分度裝置為全閉環(huán)分度裝置，在裝置外側(cè)裝有箱體移位機(jī)構(gòu)，箱體內(nèi)的花盤固定于主軸前端，聯(lián)軸器固定于花盤前端定位止口，主軸支承于箱體前、后軸承座內(nèi)，在主軸末端設(shè)置有光柵檢測(cè)裝置，分度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿副，分度蝸輪固定于主軸花盤的后端面，蝸桿垂直放置支承于兩端的滾動(dòng)軸承內(nèi)，在蝸桿的下端，設(shè)置有蝸桿軸向調(diào)整裝置，在蝸桿的上端，安裝有精密減速器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工支承分度裝置，其特征在于主軸支承于箱體前、后軸承座內(nèi)，是在前軸承座內(nèi)由雙列圓柱滾子軸承作徑向支承，雙向推力角接觸球軸承作軸向定位，在后軸承座內(nèi)，由雙列圓柱滾子軸承作徑向支承。
5.如權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工支承分度裝置，其特征在于光柵檢測(cè)裝置，其前端通過(guò)連接盤與轉(zhuǎn)子末端連接，連接盤通過(guò)無(wú)齒隙聯(lián)軸器及連接桿與支座上的光柵檢測(cè)軸連接，光柵檢測(cè)軸上裝有圓光柵。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪槽加工支承分度裝置。包括在床身上安裝的支承機(jī)構(gòu)、分度裝置及光柵檢測(cè)裝置，汽輪機(jī)的裝夾方式為一連二托，即分度裝置通過(guò)聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)子一端相連，可沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)的前、后支承、輔助支承、光柵檢測(cè)裝置放置于床身上，前、后支承分別支承在轉(zhuǎn)子兩端軸徑，轉(zhuǎn)子中間設(shè)置輔助支承，轉(zhuǎn)子末端設(shè)置光柵檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型與數(shù)控落地鏜銑床或?qū)Ｓ门P式數(shù)控銑床組合成專用機(jī)床，適用于直徑在Φ1600mm以下，加工長(zhǎng)度在8000mm以內(nèi)、輪槽分度精度±5″的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)子及鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸向直槽、軸向斜槽、軸向圓弧槽的加工，使用方便，效果好，可節(jié)約添置進(jìn)口設(shè)備的大筆資金，并大大降低了產(chǎn)品成本。
文檔編號(hào)B23Q16/00GK2803608SQ20052003404
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者袁秀坤, 王志明, 夏宇 申請(qǐng)人:東方汽輪機(jī)廠