[发明专利]水轮发电机大尺寸薄环镜板加工工艺

说明书

技术领域：本发明涉及一种水轮发电机镜板加工工艺。

背景技术：推力轴承是水轮发电机组中最重要的部件之一，它承受着发电机组转子重量及轴向水推力。镜板是推力轴承的关键部件之一，是机组转动与静止接触承载面，精度、粗糙度极高(镜面平面度0.02mm，粗糙度Ra0.1～0.4；与支撑件把合面平行度0.02mm，粗糙度Ra1.6)，直接关系到机组的损耗、摆度和运行稳定性。随着水轮发电机组的容量增大，机组尺寸也越来越大，推力轴承负荷越来越大。镜板直径尺寸加大，厚度减薄，直径与厚度比大于50，最大达65，而非大尺寸薄环镜板直径与厚度比最大不超过25，镜板变得单薄易变形，需开发新的工艺方法保证镜板的精度、粗糙度，从而保证和降低机组损耗、减小摆度，提高机组运行的稳定性。

发明内容：本发明的目的是提供一种保证大尺寸薄环镜板不容易变形、精度高、粗糙高的水轮发电机大尺寸薄环镜板加工工艺。本发明的技术方案是：一种水轮发电机大尺寸薄环镜板加工工艺，(1)、镜板通过支撑件与机组轴系相联，其下平面作为机组转动部分与静止部分的摩擦面与推力瓦装配上平面接触，推力瓦装配由推力支撑装配支撑固定于负荷机架上，共同承受着发电机组转子重量及轴向水推力；

(2)、镜板与支撑件组合倒放于车床卡盘上等高垫筒上，装卡牢，利用超精加工工具，加工镜板镜面及外圆面；

(3)、具体加工方法包括以下工艺步骤：

(a)大型立车调整到最优状态；

(b)镜板单件加工，镜面、内外圆留加工余量，其余全部精加工，利用车胎加工并辅助吊运、翻身，同时特殊分布垫筒，达到控制单件加工变形的目的；

(c)镜板支撑件单件加工，上平面、外圆面留加工余量，其余全部精加工；

(d)镜板与支撑件组合，用力矩扳手分步把紧连接螺栓，保证螺栓受力均匀，检查配合面间隙不超过0.02mm，翻身检查镜面变形情况不超过0.02mm；

(e)镜面落于等高垫筒上，立车车磨加工支撑件与转子支架把合面；

(f)工件翻身，落在等高垫筒上，车磨支撑件外圆、镜面，并对镜面进行珩磨、研磨、抛光；

(g)超精加工中，工件需多次翻身，为保护高精度镜面及导轴承配合面，采用推力头与镜板翻身工具。

本发明针对大尺寸薄环形镜板柔性大、刚性差、易变形的特点，开发镜板与支承件组合后联合加工工艺，以镜板支撑件为加强座，既克服镜板变形，又提高了两部件装配加工质量；针对镜板支撑件重量大，组合加工时反复翻身困难，费时费力，采用镜板及其支撑件先各自单件加工留加工余量，只有精加工采用组合加工的工艺方法；为减少组合精加工时翻身次数，镜板单件加工时也必须控制变形，设计专用胎具加强单件镜板强度、并辅助吊运防止吊运变形、辅助翻身防止翻身变形，同时镜板单件加工时合理布置垫筒使镜板受力均匀，提高单件加工质量，保证整体加工精度。

本发明的加工工艺不仅解决了大尺寸薄环形镜板柔性大、刚性差、易变形的难题，同时与支撑件装配整体加工的质量优于两部件单件加工再装配的质量，保证了镜板的制造质量，使表面粗糙度和各种形位公差等于或高于国外同类产品。已成功应用于多台超大容量水轮发电机组的制造。

附图说明

图1是推力轴承结构示意图

图2为镜板单件加工垫筒分布示意图

图3为镜板装配加工示意图

具体实施方式

如图1所示一种推力轴承结构，镜板3通过支撑件2与机组轴系1相联，其下平面作为机组转动部分与静止部分的摩擦面与推力瓦装配4上平面接触，推力瓦装配由推力支撑装配5支撑固定于负荷机架6上，共同承受着发电机组转子重量及轴向水推力。所以为保证和降低机组损耗、减小摆度，必须保证镜板制造精度。

如图2所示，为解决大尺寸薄环型镜板柔性大加工易变形问题，特殊分布垫筒7控制镜板单件加工变形，保证单件加工质量。

如图3所示镜板装配加工示意图，镜板3与支撑件2组合倒放于车床卡盘9上等高垫筒8上，装卡牢，利用砂轮机、研磨盘、抛光盘10，如图3所示加工镜板镜面及外圆面。

水轮发电机超薄镜板加工工艺，具体包括以下工艺步骤：

(a)大型立车调整到最优状态；

(b)镜板单件加工，镜面、内外圆留加工余量，其余全部精加工，如图2所示，利用车胎并辅助吊运、翻身，同时特殊分布垫筒，达到控制单件加工变形的目的；

(c)镜板支撑件单件加工，上平面、外圆面留加工余量，其余全部精加工；