仙居抽水蓄能电站座环打磨工艺研究

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摘 要：文章介绍了仙居抽水蓄能电站座环打磨的工艺方法。内容包括座环工地打磨的设备结构和主要流程，以及座环工地打磨的问题分析及解决方案。

关键词：座环；工地打磨；平面度；烧伤

1 概述

浙江仙居抽水蓄能电站位于浙江省东南中心地带。本电站安装4台单机容量为375MW的混流可逆式水轮发电机组，水轮机额定水头为447m。在电网中承担调峰、填谷、调频、调相和事故备用等任务。

2 仙居座环结构特点

仙居座环采用钢板焊接结构，能够承受所有通过其传递的荷载。由于仙居抽水蓄能机组导水机构的端面间隙小，对座环平面的平面度要求高，座环在工地安装后，需在工地进行打磨。

3 仙居座环工地打磨设备结构

该打磨设备设有两个磨头，两个转臂（分别安装有上接长臂和下接长臂）。根据所要打磨部位的不同，磨头分别安装到两个接长臂的相应位置。上、下两个转臂呈180度分布，安装时要将配重放好。该设备安装在座环的内部，利用上、下打磨平面的高度差，在中间设置四个支撑臂，四个支撑臂分别架在四个支座上，通过支撑臂和支座上的调整螺栓，可对设备进行水平和垂直方向的调整。四个支撑臂和两个转臂通过主轴连成一体。工作时，接长臂和主轴一起转动。该设备采用手动推拉方式打磨，手动使转臂来回运动，操作方便、安全、可靠。

1.3KW磨头电机；2.滑座；3.磨头支座；4.上接长臂；5.上转臂；6.主轴；7.中心支撑体；8.支撑臂；9.垂直顶丝；10.水平顶丝；11.支座；12.下接长臂；13.下转臂；14.支撑座；15.配重；16.2.2KW磨头电机

4 仙居座环工地打磨的工艺流程

仙居座环需要在工地打磨四个平面，两个内孔，如图2。在工地打磨时，将平面Ⅰ（安装顶盖的接触表面）定为加工基准面，即先加工完该平面后，再加工其他平面。平面Ⅰ的加工余量根据实际的安装高程来确定。仙居座环工地打磨的流程简要如下：

（1）确定四个支座位置，支座与座环点焊牢固。在地坑外先将打磨设备的四个支撑臂与主轴上的中心支撑体把合在一起，整体吊入座环中，四个支撑臂分别座在四个支座上。

（2）安装上、下两个接长臂。安装好后，开始调整设备。

（3）调整设备的水平度和设备中心与座环中心的重合度，要保证设备中心与座环中心重合。这些调整通过支座和支撑臂上的调整螺栓来实现。同轴度误差在0.4mm以内。水平度要求在0.1mm内。

（4）将支座上的四个水平螺栓旋紧，固定住设备。将四个支撑臂与四个支座点焊在一起，防止移动。

（5）在上接长臂上安装磨头，在座环平面Ⅰ上对称4个位置点焊试验钢板，试打磨需合格。

（6）粗，精磨座环平面Ⅰ。在打磨过程中需多次测量平面度，可局部进行打磨。精磨座环平面Ⅰ后，粗，精磨其余平面及内孔。

5 仙居座环工地打磨的问题分析及解决方案

5.1 打磨平面的烧伤问题

在打磨平面Ⅰ时发现，该表面多次发生烧伤现象，加工硬化严重，经分析，主要有两方面的原因，第一个原因是由于打磨余量选择过大，第二个原因是由于磨头倾斜，导致打磨余量不均匀，余量大的表面在进刀时即发生烧伤。处理方案为首先手工打磨加工去除硬化表皮，通过局部试加工的方法，调整磨头的角度。然后选择较小的加工余量进行打磨。如图3、图4所示。

5.2 平面Ⅰ的平面度超差问题

仙居座环平面Ⅰ的结构为两道环形平面，两平面之间有空刀平面。在加工时两个环形平面时，磨头的受力不均匀，平面度较难保证。为保证该表面的平面度要求，只有反复精调磨头。为更好的保证该平面的加工质量，可以采用无空刀的结构（但取消空刀，会带来其他一些问题）；或增加该设备支臂磨头径向进给功能，分两个工步分别加工两道环。

5.3 打磨平面Ⅲ和平面Ⅳ的加工效率问题

打磨平面Ⅰ，平面Ⅱ所用的电机功率为3KW，打磨平面Ⅲ，平面Ⅳ所用的电机功率为2.2KW，后者选用电机功率较小的原因是由于座环空间的限制，因功率大小与尺寸有关，如选用较大的功率，在打磨平面Ⅲ的时候，部分表面将无法加工。该电机的确是制约加工效率的一个因素，由于座环该表面实际加工的周期并不长，所以该问题对座环打磨的整体加工周期的影响并不很显著。

6 结束语

目前仙居导水机构已经完成所有4台座环的加工，并且全部通过导水机构的安装检查。仙居座环工地打磨的顺利完成，保证了机组的顺利安装，为其他抽水蓄能机组座环的工地加工提供了宝贵的资料和借鉴。