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　　當(dāng)今我國(guó)大型水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的單機(jī)容量逐步向500MW、700MW等巨型機(jī)組發(fā)展，如已建成的二灘（550MW）電站、在建的三峽（700MW）電站和即將開工的龍灘（700MW）、小灣（7OMW）等電站，對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)制造廠商來(lái)說(shuō)，這既是機(jī)會(huì)也是挑戰(zhàn)。如何解決超大、超重水輪發(fā)電機(jī)部件的加工、裝配、運(yùn)輸?shù)却嬖诘膯?wèn)題，已實(shí)實(shí)在在地?cái)[在我公司面前。

　　借鑒國(guó)外公司的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身的情況，研制開發(fā)新的加工、裝配工藝，這是我們的唯一途徑。

　　2三峽定子機(jī)座三峽電站水輪發(fā)電機(jī)定子機(jī)座外徑3306mm，重約170t.由不同厚度的環(huán)板、立筋以及鋼管組焊而成，其整體外形為圓形結(jié)構(gòu)。機(jī)座環(huán)板間鋼管采用通長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，便于控制機(jī)座總高。

　　定子機(jī)座無(wú)下環(huán)，由中環(huán)和上環(huán)（分塊結(jié)構(gòu)，類似支墩）組成。中環(huán)包括大齒壓板及上環(huán)板共8層環(huán)板，上環(huán)在工地與中環(huán)焊接。

　　機(jī)座中環(huán)分為8瓣，兩瓣之間無(wú)合縫板，采用組裝塊把合。工地機(jī)座環(huán)板間采用對(duì)接坡口焊焊成整圓。

　　定子機(jī)座與基礎(chǔ)板采用鍵聯(lián)接‘機(jī)座在熱膨脹的作用下可作徑向移動(dòng)（見(jiàn)所示）。

　　壓指采用非磁性鋼，在廠內(nèi)焊于大齒壓3三峽定子機(jī)座的加工三峽定子機(jī)座按設(shè)計(jì)要求，主要需加工定子大齒壓板平面、定子把合螺栓孔以及定子徑向鍵槽三個(gè)部位。

　　3.1西門子定子機(jī)座加工工藝對(duì)于類似三峽這種結(jié)構(gòu)的定子機(jī)座，按照我們傳統(tǒng)的加工方式，主要工藝流程如下：整圓劃大齒壓板加工線、立車整體加工定子機(jī)座大齒壓板平面、整圓劃孔線、鍵槽線、拆開用鏜床加工把合螺栓孔，加工鍵槽。

　　按此加工方案加工定子機(jī)座，整個(gè)機(jī)座的加工占用大型設(shè)備周期短，并且是我們比較熟悉的加工方式，易于操作，質(zhì)量容易保證。

　　但由于三峽定子機(jī)座尺寸大、重量重，給劃線及整體起吊帶來(lái)了一定的難度。如在立車上加工，福在立車上把合、劃線，這樣使定子機(jī)座在大型立車上占用的加工周期大大增加，影響了生產(chǎn)。對(duì)于定子機(jī)座這樣加工要求不高的工件，應(yīng)該考慮使用其它的加工方法。

　　在西門子公司，由于無(wú)大型立車，定子機(jī)座多采用數(shù)控鏜床分瓣加工的方法。

　　為了保證定子機(jī)座分瓣加工完后的大齒壓板水平度以及圓度，首先定子機(jī)座焊接完成后，既可在整體狀態(tài)下，也可在分瓣?duì)顟B(tài)下，在每瓣機(jī)座的大齒壓板上焊三個(gè)水平找正塊，用水平儀找平這些水平找正塊，然后點(diǎn)焊牢；劃出大齒壓板加工圓線以及看線，并在看線上標(biāo)出每瓣機(jī)座的船形水平找正點(diǎn)。

　　在腧塍上，利用方箱、千斤頂‘酣水平找正塊將機(jī)座相對(duì)機(jī)床的導(dǎo)軌找平，公差控制在0 2~03mm，再利用船形水平找正點(diǎn)將機(jī)座船形水平找好，公差控制在。2~03mm以內(nèi)，然后固定好。通過(guò)數(shù)控編程，一次性加工出大齒壓板平面、把合螺栓孔、鍵槽等。

　　3.2我公司采用數(shù)控鏜床加工三峽定子機(jī)座的可能性分析如我公司照搬西門子定子機(jī)座的加工工藝，存在以下兩方面的問(wèn)題：由于需加工的大齒壓板環(huán)帶寬560mm，如的方<擺放工件，就需采用直徑約700~750mm的飛刀盤，而我公司從未生產(chǎn)過(guò)如此大的刀盤。

　　由于三峽定子下壓指采用直接焊接在大齒板上結(jié)構(gòu)，定子把合螺栓作為焊下壓指工具的定位基準(zhǔn)，如何保證定子把合螺栓孔的形位公差，也是一個(gè)難題。

　　為了解決以上兩個(gè)方面的問(wèn)題，在三峽定子機(jī)座的加工工藝中，我們利用數(shù)控錯(cuò)床的直角銑頭來(lái)進(jìn)行大齒壓板平面的加工，解決了需制作大直徑飛刀盤的問(wèn)題（如所示）。

　　在把合螺栓孔的加工中，我們只在劃線過(guò)程中，劃出每瓣機(jī)座上的把合孔數(shù)控加工起始點(diǎn)，以及驗(yàn)證程序的外形孔線，利用數(shù)控機(jī)床高精度特點(diǎn)，加工出所有的把合螺栓孔，解決了把合螺栓孔的精度問(wèn)題。

　　4三峽定子鐵心裝配三峽水輪發(fā)電機(jī)定子機(jī)座分瓣運(yùn)輸?shù)焦さ�，在工Sk焊接成整圓。為了防止定子鐵心熱變形，鐵心與機(jī)座連接采用雙鴿尾浮動(dòng)式定位筋結(jié)構(gòu)；工地整圓疊片；鐵心壓緊采用拉緊螺桿、穿心螺桿、蝶簧共同把緊方式。為了保證鐵心的長(zhǎng)期緊度，結(jié)構(gòu)上還采用鐵心端部粘接本，下壓指直接焊接在她壓社等膩4.1工地定子機(jī)座組焊、鐵心裝壓、下線的場(chǎng)地和條件定子機(jī)座組焊、鐵心疊壓既可在安裝間進(jìn)行，也可在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行。如在安裝間進(jìn)行，那么在組裝現(xiàn)場(chǎng)中心需埋設(shè)基礎(chǔ)板，用以固定中心柱。在對(duì)應(yīng)于定子基礎(chǔ)板的位置也需埋設(shè)基礎(chǔ)板，所有基礎(chǔ)板的總承重應(yīng)考慮能夠支撐整個(gè)定子鐵心重量，基礎(chǔ)板的埋設(shè)須注意坐標(biāo)方位；考慮到零部件、工裝的堆放區(qū)、熱壓設(shè)備擺放區(qū)以及工人的休息間需占用。的面積，場(chǎng)地的寬度至少應(yīng)較機(jī)座直徑大lm左右，場(chǎng)地的環(huán)境應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。如在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行，則需在機(jī)坑內(nèi)搭建一個(gè)平臺(tái)，用于固定中心柱和放置疊片架等，機(jī)座放置在機(jī)組基礎(chǔ)支墩上（如所示）。

　　4.2主要工藝過(guò)程大型水輪發(fā)電機(jī)定子機(jī)座分瓣運(yùn)輸?shù)焦さ�，在工地定子安裝間組焊成整圓，然后疊片；鐵心與機(jī)座間采用雙鴿尾浮動(dòng)式定位筋，既有利于提高鐵心整體性，又提高了機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性，解決了大直徑鐵心的相對(duì)熱膨脹問(wèn)題。

　　我公司技術(shù)人員結(jié)合長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)自行開發(fā)，已基本掌握了此結(jié)構(gòu)鐵心的裝壓技術(shù)，并先后在小浪底300MW機(jī)組、李家峽400MW機(jī)組、大朝山225MW機(jī)組等大型水輪發(fā)電機(jī)組中采用。如何更好地掌握此項(xiàng)技術(shù)，是解決如何裝好700MW級(jí)定子鐵心的關(guān)鍵所在。為此，我公司在與國(guó)外的雙鴿尾定子鐵心技術(shù)比較的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)，提出了可能的鐵心裝壓方案。

　　4.2.1定子機(jī)座組裝首先，在安裝間基礎(chǔ)社布置支敏及楔子板，大致找平，在中心基礎(chǔ)板上安放中心柱，豎立機(jī)座并把合合縫螺栓，第一瓣機(jī)座與第二瓣機(jī)座的合縫方向應(yīng)朝向電站上游端。按工藝要求調(diào)整機(jī)座水平、中心柱垂直、中心柱與機(jī)座同心，固定機(jī)座及中心柱（如所示）。

　　安裝、調(diào)整中心柱示意�？蚴剿�平儀2.中心柱3.測(cè)量銷4.定子座5.測(cè)量臂4.2.2定子機(jī)座、下壓指焊接為了保證焊接質(zhì)量以及減少焊接變形，機(jī)座焊接應(yīng)由合格焊工施焊，按專用焊接工藝要求進(jìn)行焊接。機(jī)座焊接完畢后，再次將機(jī)座與中心柱找正；使用專用壓指焊接夾具進(jìn)行下壓指的焊接工作，并對(duì)下壓指的波浪度進(jìn)行檢。

　　下壓指直接焊接在大齒壓板結(jié)構(gòu)，是最近幾年才發(fā)展起來(lái)的。為了保證下壓指的波浪度滿足要求，我們過(guò)去多采用焊后上立車整體加工的方式，加工性能極差。對(duì)于控制下壓指的焊接質(zhì)量，我們可以借鑒西門子公司的壓指焊接夾具以及檢工具的結(jié)構(gòu)。4.2.3定位筋的安裝與調(diào)整在機(jī)座各環(huán)板上劃出定位筋分布線，將定位筋臨時(shí)固定到機(jī)座上，依照先大等分再小等分的原則，先確定并調(diào)整基準(zhǔn)筋，按一定的焊接順序搭焊基準(zhǔn)筋托塊，然后調(diào)整各等分區(qū)內(nèi)的其余定位筋，接著按一定的焊接順序搭焊托塊，進(jìn)行定位筋尺寸檢，合格后，并按一定的焊接順序進(jìn)行定位筋托塊滿焊工作。最后再進(jìn)行定位筋尺寸檢，定位筋焊接完成。

　　門子公司與我們的工藝稍有不同，他們一般采取兩種方式進(jìn)行：采用在機(jī)座高度方向，分上、中、下疊三段工藝鐵心段，調(diào)整好工藝鐵心段的槽形、內(nèi)徑等尺寸后，確定出定位筋的位置，然后焊接定位筋托塊（如所示）。

　　采用先安裝部分基準(zhǔn)定位筋，然后進(jìn)行疊片，疊至300mm后，對(duì)沖片進(jìn)行整形、調(diào)整等，滿足要求后，插人其余定位筋，并焊好第一層定位筋托塊，然后繼續(xù)疊片，疊至高度與機(jī)座第二層環(huán)板平齊后，再對(duì)沖片進(jìn)行整形、調(diào)整等，滿足要求后，焊好第二層定位筋托塊。如此反復(fù)。

　　由此看出，西門子公司與我們根本上的不同是，我們認(rèn)為調(diào)整好定位筋尺寸后，就可保證定子鐵心裝配質(zhì)量；而西門子公司卻在保證了定子鐵心尺寸合格后，才進(jìn)行定位筋托塊的焊接工作。

　　為了消除傳統(tǒng)定位筋弦距測(cè)量工具造成的定位筋裝焊誤差，我們吸收了GE公司的技術(shù)，研制了球頭弦距測(cè)量工具進(jìn)行定位筋間的弦距測(cè)量、調(diào)整工作。

　　定位筋托塊焊接是保證定位筋尺寸的一個(gè)關(guān)鍵所在，由于托塊焊接變形引起的定位筋尺寸超差是定位筋焊接中的老毛病。因此，在焊接方式上，我公司采用（：02氣體保護(hù)焊。同時(shí)，我公司還對(duì)托塊的焊接次序做了深人的研究。

　　4.2.4定子鐵心裝壓定子鐵心疊片采用整圓疊片方式，在鐵心疊裝過(guò)程中，當(dāng)疊片將要超過(guò)一層機(jī)座環(huán)板時(shí)，將定位筋與托塊間的臨時(shí)楔子取出。

　　采用槽樣棒、整形棒、通槽棒等定位、整形、檢工具，以確保疊片槽形公差。

　　槽樣棒作為鐵心疊片過(guò)程中的定位工具，我們一般采用疊一段鐵心后，將槽樣棒沿軸向提升一段，以保證槽樣棒始終發(fā)揮作用；而西門子公司采用不動(dòng)槽樣棒的方式，當(dāng)鐵心疊至即將超過(guò)一個(gè)槽樣棒的高度時(shí)，即在相鄰槽中放人另外一個(gè)槽樣棒，兩個(gè)槽樣棒在高度方向重疊一個(gè)鐵心段長(zhǎng)的高度。

　　為保證鐵心緊度，每疊500mm左右預(yù)壓一次，鐵心預(yù)壓利用預(yù)壓工裝進(jìn)行，用扭矩扳手壓緊鐵心，可保證鐵心緊度均勻，防止將來(lái)鐵心出現(xiàn)波浪翹曲變形。

　　我們?cè)诠さ厮�使用的鐵心預(yù)壓工具多采用壓板、工具螺栓、撐管等。而西門子公司采用多種工具螺栓加工具壓板的方。

　　為進(jìn)一步提高鐵心緊度，我們采用鐵心熱壓工藝，在冷裝壓完成以后將鐵心加熱到一定程度，保溫一段時(shí)間，再讓鐵心自然冷卻到一定溫度以下，再次壓緊鐵心，采用熱壓工藝可進(jìn)一步壓緊鐵心，同時(shí)還可采取將鐵心首末段熱粘結(jié)成整體的工藝，提高鐵心的剛度，防止邊段鐵心松動(dòng)。熱壓完成后進(jìn)行鐵心磁路發(fā)熱試驗(yàn)，然后再次壓緊鐵心。

　　5結(jié)論在大型水輪發(fā)電機(jī)的制造技術(shù)方面，國(guó)外先進(jìn)制造廠商有許多的制造經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)值得我們借鑒和學(xué)習(xí)，但在消化吸收的同時(shí)，也需結(jié)合自身的實(shí)際情況取長(zhǎng)補(bǔ)短。