水轮机零部件组合基本工艺探讨

赵平平

摘 要：在工业生产中，水轮机是重要的运行设备，对于工业生产具有非常重要的作用。水轮机零部件的组合是水轮机能够运行的基础前提，在零部件组合的过程中，需要遵循一定的工艺标准，才能够保证水轮机高效稳定的运行。水轮机零部件的组合形式主要有相对运动和相对静止两种方式，文章会对这两个方面进行详细的阐述。

关键词：零件；组成机械；组合关系

在水轮机中，是由成百上千个零件组合而成的，零件是独立的个体，也是机械设备中最小的单元。而部件是具有一定功能的部分，一般由若干个零件组成，几个或者几十个部件构成一个水轮机。按照一定的顺序，将零部件进行组合连接，将其放到正确的位置，发挥应有的功能。在零部件组合连接的过程中，需要遵循一定的规律和标准，最终才能够组合成水轮机，并且能够正常的运转。

1 相对运动的组合方式

1.1 滚动配合

滚动配合在组合方式中相对来讲是比较容易的，比如说在电动机等小型的设备中，经常会用到滚动轴承，这就需要掌握滚动体与内外卷之间的关系。而滚动轴承的标准基本都是由生产厂家制定的，所以说在安装之前，主要对其进行清洗和检查即可，在安装完成后进行润滑。这种组合过程比较简单，只需要进行简单的拆装即可，没有太多的工序。

1.2 滑动配合

水轮发电机组的轴承，除极少数以外都是滑动轴承，一种是圆柱面的导轴承，一种是平面的推力轴承，其中轴领和镜板转动，而导轴瓦和推力轴瓦不转动，构成了相互滑动的配合关系。另外，导叶轴与轴套之间，控制环与顶盖之间也是滑动配合，不过滑移的范围小，速度低。

2 相对静止的组合方式

2.1 螺栓连接

螺栓连接是机械设备组合关系中比较常用的方法，而水轮机中除了相对运动的部分外，基本都是固定不变的，所以说大部分部件都是用螺栓将多个零件组成连接到一起，使其保持固定状态，在有必要的情况下，还可以将其拆卸。在水轮机发电机组的安装中，主轴与水轮机之间，水轮机轴与发电机轴之间的螺栓连接是最为重要的，这两个部分的连接要求有很高的标准，对水轮机的运行有重要的影响。

2.2 过盈配合

这种方式既有可拆卸部分，又有不可拆卸部分。轴比孔大的配合方式称为过盈配合。在组合时，可以使用强力将轴挤入孔内，也可以用加热后套入的方法，过盈配合后轴和孔会紧紧的连接在一起。如果过盈量较大的话，轴和孔将会牢牢的连接在一起，以后是不可拆卸的。过盈量较小的配合，在以后是可以拆卸的。

2.3 焊接

电弧焊也是比较常见的一种连接方式，这种连接方式，一般都是不可拆卸的。水轮机金属蜗壳的拼节和挂装；尾水管里衬与基础环或者转轮室之间的连接，就正是重要的焊接实例。

2.4 铆接

在两个零件的同一位置钻孔，穿人铆钉并将钉头打变形，从而使两者固定在一起的方式就是铆接。就水轮发电机组而言，铆接只用于一些次要的地方，而且应用已越来越少。

3 滑动配合面的研磨和刮削

水轮发电机组的轴承，绝大多数是用透平油润滑的滑动轴承。为了使轴瓦耐磨，都在钢的瓦体上浇铸一层巴氏合金来制成工作面。分块瓦式的导轴承，由四周均匀分布的六块、八块或更多的轴瓦围成圆柱面，包围轴领并承受径向力，以而使机组轴线稳定。筒式导轴承则只有两块半圆形的轴瓦。推力轴瓦一般是分块的，由八块或更多的轴瓦围成一个圆环形的平面，面对推力头及镜板，在轴线方向固定主轴并承受轴向力。

3.1 研、刮的目的

3.1.1 提高表面光洁度。在机床加工后的零件表面，都会存在不同程度的误差，在形状上和尺寸上有所差异，金属表面也会存在痕迹而影响到表面的光洁度，进而影响到两个物体的接触表面积，影响到机械设备的正常运行。所以说为了提高金属表面的光洁度，增加接触面积，应该对摩擦面进行修整，对镜板或者轴领进行研磨，对轴瓦进行刮削，将误差控制在最小范围内，提高表面的质量，增加接触面的面积。

3.1.2 有利于油膜的形成。刮，是人工用刀具去修整的过程。对轴瓦的刮削，一方面造成适当的进油边，使透平油能顺利进入；另方面又在轴瓦表面留下大量凹坑，这种宽而浅的凹坑有利于形成并保持油膜。

3.1.3 提高耐磨性。在目前的大部分机组中，除了氟塑料推力瓦以外，巴氏合金轴瓦都需要经过研刮程序。在对轴领或者镜板进行研磨后，可以使工作面更加的平整和光洁，提高耐磨性，提升了轴瓦的使用性能，延长轴瓦的使用寿命。

3.2 镜板的研磨

在研磨工序中，主要是使用工業毛毡和法兰呢等软性材料，加上研磨剂在工件的表面进行摩擦，因为研磨剂都是硬度较高的晶粒，在混乱无序的运行中，会对工件的表面形成切削力。虽然说切削量不大，但是对于机床加工中工件表面平整度的细小误差来讲，还是能起到很大作用的，可以减小工件表面平整度的误差，提高工件表面的光洁度，直到形成不同程度的“镜面”。

实际研磨应注意以下几点：

a.研磨前须对镜板进行检查和必要的修整。工作表面如果有局部伤痕、锈蚀等缺陷，应该先用天然油石修磨。

b.研磨前用无水酒精或甲苯仔细清洗镜板，并以绸布擦干，再加上适量的研磨剂。

c.研磨剂通常用煤油、猪油和粒度M5～M10。的氧化铬粉末，按适当比例调合而成，必要时还需用细绢布过滤。由于氧化铬成绿色，这种研磨剂俗称“绿膏”，可以在专业商店购得。研磨剂的用量和稠度视具体情况决定，一般是先多后少，先稠后稀。

d.研磨条在镜板表面的运动应该包括两个方面；既要随转臂绕中心旋转（公转），又要以连接螺栓为中心自身旋转（自转）。这才能保证混乱无序的研磨，不形成方向固定的磨痕。研磨条的运动还必须缓慢而平稳，一般公转的转速控制为6～7r/min。

中小型机组的镜板往往用人工研磨，其原理、方法和最终要求都与上述相同。但人工研磨应特别注意以下问题：

a.事先准备研刮用的工作平台。工作平台的大小和高度视需要而定，但必须牢固，稳定。

b.将镜板工作面向上地放在工作平台上，支撑成水平状态，水平度误差以不大于0.1mm/m为宜。

c.研磨工具可用毛毡包裹工业平板，或者用毛毡包裹推力瓦。研磨剂的配制和使用与前述相同。

d.用人力推动磨具进行研磨，但只能在水平方向用力，不允许向下按压。

4 结束语

水轮机是由很多的零件组成的，其中每个零部件的组合都需要按照一定的顺序和标准，才能够发挥出各自的功能。在对零部件组合的过程中，有很多的组合方式，可以针对于每个部分的不同情况采用不同的组合方法，提高水轮机的整体稳定性和运行效率。在组合的过程中，一定要按照规范的标准执行，保证每个步骤都符合标准。只有按照正确的方法将零部件组合起来，才能够保证水轮机的正常运行。

参考文献

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