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汽轮机发电机转子内孔打磨机的设计与研制0柱塞泵

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2022年08月13日

汽轮机、发电机转子内孔打磨机的设计与研制*

汽轮机、发电机转子内孔打磨机的设计与研制* 2011年12月09日 来源: 1 引言  近年来,我国电力工业迅速发展,为保证汽轮发电机组安全正常运行,电力系统对汽轮机、发电机转子的检查工作极为重视。转子内孔为非配合的次要表面,加工比较粗糙,有明显刀痕。在役转子运行一定时间后,孔的内壁将附着大量油垢和锈蚀,不但影响探伤的准确性,还是表面裂纹萌生的根源。因此,采取措施对转子内孔表面进行清理和打磨,是一项极为重要和必要的工作。  一般汽轮发电机转子长达6 m,而内孔直径较小,仅为80 mm~120 mm。并且检查时不拆卸(在机检测),故清理和打磨工作需要在现场进行。打磨后的内孔必须满足表面检查和探伤的要求,同时还能达到消除表面缺陷的目的。这些是一般机械设备难以完成的,需要设计和研制一种专用的打磨机。2 设计原理及方案分析2.1 设计原理  根据在役转子内孔的特点及打磨要求,需先清理、后打磨。用具有一定弹性的钢丝轮高速旋转清理内孔表面,再用带有浮动打磨砂瓦的磨头打磨。  打磨时,磨头在孔内高速旋转并轴向送进,浮动的打磨砂瓦在离心力作用下紧压孔壁,并对表面进行打磨。2.2 方案分析  根据转子的特点、转子内孔打磨的要求及现场检测的需要,打磨机必须工作安全可靠、便携、重量轻,能打磨不同直径(80mm~120mm)的内孔,兼有清理和打磨功能,且行程长(6m以上)。  (1)磨头 应能方便地更换钢丝轮、打磨砂瓦及附件,以便清理和打磨不同直径的内孔。为简化结构,将80mm~120mm孔径分为5档,即80、90、100、110、120(mm),每档各用一套钢丝轮、砂瓦及附件。  本文设计的磨头结构如图1所示,通过更换钢丝轮(图中未画出,在砂瓦位置)、砂瓦18、异形套3、导向环7,可实现不同直径内孔的清理和打磨。图1 磨头  (2)无级变速机 为适应较大的工作范围,磨头转速由无级变速机调节和控制,选用MB转背行星式无级变速机。该机结构紧凑、性能可靠、操作方便、传动平稳、承载能力强、造型新颖、外形美观。其变速范围为200r/min~1000r/min。  (3)打磨机(图2)主要由磨头、软轴、软管、无级变速机、电机和小车等组成。    图2 打磨机的组成1.磨头 2.砂瓦 3.导向环 4.软管接头 5.软管 6.小车7.软管支架 8.软轴 9.无级变速机 10.电机 11.电器盒  清理和打磨时,由人工完成送进工作。3 主要参数的确定3.1 砂瓦的参数及规格3.1.1 砂瓦几何形状及其参数  打磨时三块砂瓦为一组。砂瓦采用扇形,如图3所示。砂瓦的圆弧面为磨削表面,圆弧的曲率半径R由被打磨孔孔径决定,具体参数见表1。     表1 砂瓦磨削表面的曲率半径被打磨孔孔径φ(mm)80~120110~120砂瓦磨削表面曲率半径R(mm)3540  砂瓦厚度h可用下式计算(图3): 图3 砂瓦几何参数计算图  h=CF=OG-OC-FG式中:OG——被打磨孔半径,OG=φ/2(mm);  OC——异型套轮毂半径,OC=15 mm;  FG——预留间隙,取FG=2 mm。  打磨不同孔径内孔时,砂瓦厚度h值见表2。表2 砂瓦厚度h被打磨孔孔径φ(mm)8090100110120砂瓦厚度h(mm)2328333843  砂瓦扇形角度为120°,砂瓦长度为60φmm。  砂瓦扇形底部宽度b可用下式计算(图3):  b<AB=2(OC-DE/cos30°).tg60°式中:OC——异型套轮毂半径,OC=15mm;  DE——异型套幅板厚度之半,DE=5mm。  计算得:AB=31.96mm所以,确定砂瓦扇形底宽b=30mm。3.1.2 砂瓦的特性  磨料:白刚玉(WA);  粒度:粗磨选46#,光磨选80#;  结合剂:选陶瓷结合剂(V);  硬度:考虑到砂瓦圆周速度vs较低,选中2(N);  组织:按磨粒率考虑,粗磨时组织稍松些,选10#,光磨时组织宜紧密些,选6#。  故砂瓦特性确定为:  粗磨:WA46NV10;  光磨:WA80NV6。3.2 打磨压力——砂瓦离心力的估算  将砂瓦扇形近似地看成绕中心回转扇形的一部分,其离心力Fgn可按下式计算:     (N)式中:m——砂瓦质量(kg);  ω——砂瓦角速度(rad/s);  R——被打磨孔半径(m);

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