汽轮机发电机转子内孔打磨机的设计与研制淬火机床

汽轮机、发电机转子内孔打磨机的设计与研制*

汽轮机、发电机转子内孔打磨机的设计与研制* 2011年12月09日 来源： 1　引言　　近年来,我国电力工业迅速发展,为保证汽轮发电机组安全正常运行,电力系统对汽轮机、发电机转子的检查工作极为重视。转子内孔为非配合的次要表面,加工比较粗糙,有明显刀痕。在役转子运行一定时间后,孔的内壁将附着大量油垢和锈蚀,不但影响探伤的准确性,还是表面裂纹萌生的根源。因此,采取措施对转子内孔表面进行清理和打磨,是一项极为重要和必要的工作。　　一般汽轮发电机转子长达6　m,而内孔直径较小,仅为80　mm～120　mm。并且检查时不拆卸(在机检测),故清理和打磨工作需要在现场进行。打磨后的内孔必须满足表面检查和探伤的要求,同时还能达到消除表面缺陷的目的。这些是一般机械设备难以完成的,需要设计和研制一种专用的打磨机。2　设计原理及方案分析2.1　设计原理　　根据在役转子内孔的特点及打磨要求,需先清理、后打磨。用具有一定弹性的钢丝轮高速旋转清理内孔表面,再用带有浮动打磨砂瓦的磨头打磨。　　打磨时,磨头在孔内高速旋转并轴向送进,浮动的打磨砂瓦在离心力作用下紧压孔壁,并对表面进行打磨。2.2　方案分析　　根据转子的特点、转子内孔打磨的要求及现场检测的需要,打磨机必须工作安全可靠、便携、重量轻,能打磨不同直径（80mm～120mm）的内孔,兼有清理和打磨功能,且行程长（6m以上）。　　(1)磨头　应能方便地更换钢丝轮、打磨砂瓦及附件,以便清理和打磨不同直径的内孔。为简化结构,将80mm～120mm孔径分为5档,即80、90、100、110、120(mm),每档各用一套钢丝轮、砂瓦及附件。　　本文设计的磨头结构如图1所示,通过更换钢丝轮(图中未画出,在砂瓦位置)、砂瓦18、异形套3、导向环7,可实现不同直径内孔的清理和打磨。图1　磨头　　(2)无级变速机　为适应较大的工作范围,磨头转速由无级变速机调节和控制,选用MB转背行星式无级变速机。该机结构紧凑、性能可靠、操作方便、传动平稳、承载能力强、造型新颖、外形美观。其变速范围为200r／min～1000r／min。　　(3)打磨机(图2)主要由磨头、软轴、软管、无级变速机、电机和小车等组成。　　　　图2　打磨机的组成1．磨头　2．砂瓦　3．导向环　4．软管接头　5．软管　6．小车7．软管支架　8．软轴　9．无级变速机　10．电机　11．电器盒　　清理和打磨时,由人工完成送进工作。3　主要参数的确定3.1　砂瓦的参数及规格3.1.1　砂瓦几何形状及其参数　　打磨时三块砂瓦为一组。砂瓦采用扇形,如图3所示。砂瓦的圆弧面为磨削表面,圆弧的曲率半径R由被打磨孔孔径决定,具体参数见表1。　　　　　表1　砂瓦磨削表面的曲率半径被打磨孔孔径φ（mm）80～120110～120砂瓦磨削表面曲率半径R（mm）3540　　砂瓦厚度h可用下式计算(图3): 图3　砂瓦几何参数计算图　　h＝CF＝OG－OC－FG式中:OG——被打磨孔半径,OG＝φ／2（mm）；　　OC——异型套轮毂半径,OC＝15 mm；　　FG——预留间隙,取FG＝2 mm。　　打磨不同孔径内孔时,砂瓦厚度h值见表2。表2　砂瓦厚度h被打磨孔孔径φ（mm）8090100110120砂瓦厚度h（mm）2328333843　　砂瓦扇形角度为120°,砂瓦长度为60φmm。　　砂瓦扇形底部宽度b可用下式计算(图3):　　b＜AB＝2（OC－DE／cos30°）．tg60°式中:OC——异型套轮毂半径,OC＝15mm；　　DE——异型套幅板厚度之半,DE＝5mm。　　计算得:AB＝31．96mm所以,确定砂瓦扇形底宽b＝30mm。3.1.2　砂瓦的特性　　磨料:白刚玉（WA）；　　粒度:粗磨选46＃，光磨选80＃；　　结合剂:选陶瓷结合剂（V）；　　硬度:考虑到砂瓦圆周速度vs较低,选中2（N）；　　组织:按磨粒率考虑,粗磨时组织稍松些,选10＃，光磨时组织宜紧密些,选6＃。　　故砂瓦特性确定为:　　粗磨:WA46NV10；　　光磨:WA80NV6。3．2　打磨压力——砂瓦离心力的估算　　将砂瓦扇形近似地看成绕中心回转扇形的一部分,其离心力Fgn可按下式计算:　　　　　（N）式中:m——砂瓦质量（kg）；　　ω——砂瓦角速度（rad／s）；　　R——被打磨孔半径（m）；

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