浅谈水轮机座环的平面打磨
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[摘 要]对于水轮机来说，它是能够把水流的能转进行机械能转换的一种动力机械装置。水轮机等水电设备是我国水利发电行业重要的组成部分。而水轮机的坐环打磨是一道非常重要的工序，尤其是坐环的平面打磨。这主要是因为对坐环进行打磨，可以使得水轮机的倒水机构的装置精确度得到大幅度的提升，而精确的装置可以提升水轮机的使用寿面以及它的使用价值。
[关键词]水轮机；坐环；平面打磨
中图分类号：TK730.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0041-01
随着我国经济的发展，我国对于电力的需求开始逐渐的增加，对于水利发电也开始重视起来，因此对于水轮机的需求也开始增加，但是值得我们注意的是，在水轮机发电的使用上，需要就水轮机的坐环进行平面打磨，以期满足实际上的关于装备精密度差异大小、质量好坏等问题。因此本文笔者就水轮机平面打磨进行下浅要的探讨。
1.浅谈坐环打磨的必要性
对于一般的水轮机坐环来说，其最大的外圆直径高达数千毫米，质量也是十分的巨大，重达数十吨。也正是由于这样的原因，水轮机在制造的时候通常采取分开制造的方法，即在制造厂内将整个水轮机分成两个部分进行制造，如此一来，等到实际使用的时候，再将两个半体进行实际现场的整体接合，而坐环则是在需要在接合之前在其四周挂上蜗壳，最后进行混凝土的灌制，使得整个水轮机的坐环变得坚固。不过这是都是理论上的步骤，在实际的安装中，难免会因为某些因素诸如复杂的工艺程序等而导致水轮机的坐环难以避免的发生一些形变，虽然可能发生的形变十分的细微，平常人拿肉眼都难以分别，但是在发电行业来说，哪怕仅仅是0.1mm的误差，最后都有可能带来严重的后果，给人民、给企业、给国家都带来巨大的损失。因此就水轮机坐环的打磨就显得至关重要。[1]
2.浅谈坐环打磨的研究的内容以及方法
一般来说，水轮机坐环要求打磨的直径有其具体的要求，诸如被打磨圆周平面度为0.04mm/m，上平面与下平面的平行度为0.1mm/m，表面粗糙度为Ra3.2μm。在进行水轮机坐环的打磨之前需要进行详细的技术分析以及综合考量，由于我国目前水轮机发电行业的发展，水轮机的种类也是多种多样的，对于不同种类的水轮机打磨时需要按照其自身的特点以及尺寸方面的特点进行，最终确定出打磨的方案。总体来说，由于水轮机在使用安放的时候，所处的场地并不可能会是十分的宽广，这就要求技术人员在打磨的时候必须紧凑，如此可以便于安装和使用。下面随笔者进行水轮机坐环结构打磨的详细论述：首先要确定的是打磨的设备需要采取单柱立式的结构，这主要是因为中心的主轴与底座之间的衔接是通过轴承来实现的，采用四条支腿进行设备的支撑可以大大地提升设备在地面上的平稳性，在前期的打磨准备中也就需要将支教以及坐环的接触面进行点焊结合，这样可以使得主轴与坐环是同心情形，并可进行水平方向的调整，为接下来的坐环打磨提供必备的夹紧技术以及维持设备的稳定；此外还由于坐环需要打磨多个平面，且每个平面之间还保有一定的距离，因此需要采取可以通过相应的键和主轴联在一起的设备进行一次性的定位加工，如此高难度的要求只有双转臂设备能够进行坐环的打磨，因此对于水轮机坐环的打磨来说，双转臂设备为必要的打磨设备，可以很好地进行坐环各个加工面的磨削；使用双转臂之后还需要就双转臂的两侧进行配重体的添加工作，这样做的好处就是可以使得主轴的轴承在垂直方向上均匀手受力，使得双转臂在运转起来也是更加平稳；接下来就底座与中心主轴的支撑来说，需要在底座的上、下两端采取圆锥滚子轴承进行相应的支撑工作，之所以会选择这样的轴承主要是由于它的承载能力大且同时还可以在消除间隙后获得理想的刚度，在获取的渠道方面由于结构的简单也是来源广泛，在实际的使用上方便技术人员的调整；笔者最主要所需要探讨的就是整个打磨工序中作为重要的一个部件，即打磨工作时候的磨头选择。对于磨头来说，不仅仅是能够进行设备的打磨即可，而是有着更多的要求，所选取的磨头应该具备有足够的功率以及扭矩，同时还要保有相应的传动平稳性，用以确保打磨加工时工件的精确度。笔者推荐立式的磨头，首先由于立式磨头较其他磨头来说具有的主要特点就是在打磨的过程中的主要受力部位为磨头的主轴，可以使得磨头本身不易发生形变。磨头进行选择之后，就需要对磨头的轴承进行选择，上文说到立式磨头进行打磨时受力部位主要为主轴承，因此一旦所选取的轴承没有足够的强度，则会很容易造成打磨设备的损坏，乃至造成打磨时的事故发生。所选取的轴承必须能够承受打磨过程中的径向力以及垂直方向的力等，轴向调整内圈的位置，还必须可消除轴承内的间隙并产生预加载荷，获得满意的刚度。最后磨头系统中的磨具选用的是杯形砂轮，砂轮直接装在主轴的输出端，拖动电机驱动主轴，同时也带动砂轮高速旋转，配合径向和轴向最终使得整个设备完成平面磨削。[2]
3.浅谈打磨之后相应预期以及作用
按照上述笔者所说的水轮机坐环的打磨要点进行，基本可以很好地满足所有的水轮机的打磨。自从我国的经济发展以后，许多行业的运行方式也都发生了天翻地覆的变化，就打磨设备来说，它的使用大大地节省了人力资源，并且还可以大大地提升人力所无法达到的准确度，使得水轮机坐环的打磨效率大幅度增加，虽然成本较人工成本要贵上许多。但是从长远的眼光来看，使用良好的水轮机坐环打磨设备会给公司或企业带来丰厚的利益。使得导水机构的装配精度有了可靠的保证，可使水轮机导水机构的装配质量提高。另外我国产业化的不断升级，对于水轮机等设备所给予的任务也在不断的增加，每个机组部件都会承受着相当大的压力，因此每个部件都会因为巨大的工作压力而导致自身的变形，这就需要打磨技术延伸到大型机组的其他环节表面的削制。总之，水轮机坐环采取以上良好的打磨技术可以保证水轮机座环的各项精度指标符合标准，完美的执行自身的任务。[3]
4.结语
水轮机发电的发展离开不了各个部件的贡献，本文进行水轮机坐环的讨论，水轮机坐环的打磨技术以及打磨设备的使用是保障水轮机座环的各项精度指标是必不可少的一道环节。在我国水力发电的过程中所体现的地位也是会随着时代的发展而不断地加强。
参考文献
[1] 鲁开淮，王洪滨.水轮机座环平面打磨设备的研制[J].红水河，1998.
[2] 姚粤虹，张延宾.水轮机座环和基础环平面打磨机的研制及应用[J].黑龙江电力，2001.
[3] 李冰，孙运中.水轮机座环平面打磨设备的研制[J].红水河，2003.
个人简历：成常通：1982年5月出生，2004年毕业于哈尔滨理工大学电气技术专业。从事水轮机、水轮发电机工艺专业10年，中级工程师。