[发明专利]电火花加工汽轮机蜂窝气封的方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机气封的加工方法，具体涉及用电火花加工汽(含燃气)轮机蜂窝气 封的方法。

背景技术

汽(含燃气)轮机有多个作功级，大部分蒸汽(或燃气)流进各级动叶汽道，膨胀作 功，冲动叶片，使转子旋转，小部分蒸汽(或燃气)则经围带外围流入下级隔板，成为内 漏汽(气)，不作功，故在围带外围设置汽(气)封，尽量减少内漏流量，以提高机组效 率。

传统的汽(气，下同)封是齿状结构，通过合理设计齿尖与围带之间的间隙以及齿的 数量，来限制内漏流量，由于汽封齿的数量不可能太多，漏汽间隙也不可能设计得太小， 漏汽通道的阻力有限，内漏流量仍然较大，于是出现了蜂窝汽封，该汽封是一种网孔形状 为正六边形的金属网带，在汽封体的内圆周面上布置一周，成环状，该金属网带环的内圆 周面与围带外圆周面之间的间隙为漏汽通道，与传统的齿状结构汽封相比，在间隙尺寸相 同的情况下，因其内表面积大大增加，该漏汽通道的阻力大了很多，内漏流量大幅度降 低，机组效率显著提高。

蜂窝气封因直径较大，通常分成几个弧段制造，在每个弧段的汽封体内圆弧面布置 (通常是钎焊)多条不同高度的蜂窝带，蜂窝带为厚度0.05～0.1mm的高温合金板材压制成 梯形波纹带，再组合点焊而成，其蜂格是高度为0.8～3mm的正六边形，蜂窝带的内圆弧面 即加工面，通过对该面加工，使漏汽间隙符合设计要求。由于该加工面极其柔软，无法用 车削等切削方法加工，只能用电腐蚀的原理加工蜂窝面(非接触加工)，即电火花加工。

目前，上述蜂窝气封是按常规型腔电火花加工工艺进行的，即将工具电极的工作面也 设计成圆弧面，与蜂窝带内圆弧面的设计形状、尺寸、曲率完全一致，加工时，电极从蜂 窝带内圆弧面的法向进给，对该面进行电腐蚀，电极进给的同时，也作往复运动排屑，直 到蜂窝带的高度(即漏汽间隙)符合要求。其缺点是：

1.电极进给量无法做到精密控制，完全依赖操作人员的经验，对操作人员的技能要 求很高，即使是同一人员，也不可能做到每次操作完全一致，故蜂窝带高度尺寸精度低； 且由于蜂窝气封分成几个弧段分别制造，各弧段蜂窝带的高度总会有误差，所有弧段组合 成圈后，各弧段蜂窝带的高度参差不齐，整圈蜂窝带呈齿圈状。

2.由于蜂窝气封通常分成6-8个弧段，分段加工耗时多，效率低，周期长。

3.工具电极的几何尺寸大，用料多，成本高。

4.工具电极是异形，加工难度大。

发明内容

本发明的目的，是提供一种电火花加工汽轮机蜂窝气封的方法，用该方法加工汽轮机 蜂窝气封，加工精度高，并可使蜂窝带被加工面轮廓为正圆；可将气封组装成圈后，一次 性加工好漏汽间隙，效率高；工具电极的几何尺寸小，用料少，结构简单，易于加工，成 本低。

本发明的技术解决方案是：

一种电火花加工汽轮机蜂窝气封的方法，制造一个工具电极，该工具电极工作面的轮 廓型线与蜂窝气封蜂窝带内圆弧面的型线一致；将蜂窝气封侧放于电火花机床工作台上， 找正对中后固定；将工具电极安装在电火花机床主轴上，工具电极工作面对应蜂窝带内圆 弧面，调整好放电间隙，启动机床，使工具电极沿蜂窝带内圆弧面周向进给，对该蜂窝带 内圆弧面进行电腐蚀，在工具电极周向进给的同时，也作径向往复运动排屑。

所述工具电极是阶梯轴结构，各阶梯的周面是电极工作面，工作面的轮廓型线与蜂窝 气封蜂窝带内圆弧面的型线一致；进一步地，该阶梯轴工具电极还可以是旋转电极。

所述蜂窝气封是一个弧段，工具电极的运动轨迹是与该弧段对应的一条渐开线段，其 渐开度与工具电极的损耗率相适配，使加工后的蜂窝带内圆弧面仍然是圆弧面。

所述蜂窝气封是整圈，工具电极的运动轨迹是一条渐开线，其渐开度与工具电极的损 耗率相适配，使加工后的蜂窝带内圆弧面轮廓型线是一个正圆。

所述电火花机床是数控机床，其控制系统装有工具电极运动轨迹控制程序。

本发明的有益技术效果：

与传统电火花工艺相比，本方法加工的尺寸、形位精度高，效率高；自动化程度高， 加工过程完全由数控程序控制，对工人的技能没有特殊要求；工具电极的几何尺寸小，用 料少，结构简单，易于加工，成本低；电极损耗小。见下表1。

表1传统电火花加工与数控电火花加工比较