菱形锁口槽螺纹偏差处理工艺方案研究

王丽红， 赵玉英， 董生权

（1.哈尔滨汽轮机厂有限责任公司哈尔滨 150046；2.哈尔滨艾瑞汽车排气系统有限公司，哈尔滨150060）

0 引言

我公司300 MW超临界蒸汽轮机组高中压转子，经过力学计算，高压轮槽部分需要设计成“T”型叶根结构。为了满足叶片与叶轮装配要求，设计者在高压转子轮槽“T”型叶根结构上设计了一个菱形锁口槽，如图1所示，这样动叶片能够顺利从此菱形槽内装入，由于“T”型槽被菱形锁口槽破坏，最后一支末叶片T型无法固定在锁口槽上，为了满足叶片装配固定要求，设计者在设计图纸时在菱形锁口槽两侧各加工出半个螺纹，并将叶片末叶T型根也随之更改，在末叶片上与之对应处也加工出半个螺纹，将末叶片装入后通过特制螺栓将末叶片与锁口槽（即转子叶轮）联为一体，这就将末叶固定在转子上。满足了使用要求。

图1 锁口槽

1 故障现象

公司在生产某一台此型号机组高中压转子锁口槽过程中，由于加工设备出现故障，Y轴发生偏移0.2 mm现象；造成此根转子高压其中一级锁口螺纹加工出现错位（即锁口槽上螺纹距离锁口中心线距离偏离图纸要求），导致末叶装入时，末叶片上的螺纹与转子锁口槽上的螺纹出现较大错牙，如果强行将末叶片与叶轮锁口槽上两侧特制螺栓同时装入锁紧后，末叶片发生扭转，造成末叶片与其它动叶叶根、叶冠出现间隙，不能满足设计要求，如图2所示。

图2 错牙情况

图3 叶冠间隙

2 故障分析及解决方案

经过多方专家多次论证，如果想解决此问题，方案仅有两种：一是将锁口槽上的错误螺纹加工掉，再在正确位置上重新加工螺纹，使其达到图纸理论尺寸。二是测量出锁口槽上错误螺纹的具体尺寸，再重新制造一只新的末叶片，将上面的螺纹按照测量出的数据进行加工，加工后再进行装配，这样也能满足图纸装配要求。

第一种方案：如果将错误螺纹加工掉再重新加工，受到锁口空间位置限制，如果将锁口槽上螺纹加工掉，会造成T型叶根轮面厚度大量减薄，同时错误螺纹偏差仅在0.2～0.3 mm，加工掉错误的螺纹，新螺纹也没有加工位置，因此此方案无法实施。

第二种方案：将叶轮锁口槽上螺纹偏离中心的尺寸测出，反馈给叶片加工分厂，在加工叶片螺纹时按照此数据进行加工，方案可行。但此方案缺点是增加了重做叶片的周期，难点是由于锁口槽螺纹距离中心线的距离是空间尺寸，其偏离尺寸难于测量。考虑到转子生产制造成本价值千万元，而且仅需要更换一只末叶片，同时现有的末叶片可以串用给其它同类型机组使用，因此必须要克服上述难题进行修复。

针对锁口槽螺纹偏差测量进行深入研究，最终测量方法如下：

先在末叶片两侧各装入2只动叶片，再装入末叶片。并将末叶片上的两侧螺纹与锁口槽上的螺纹通过特制螺栓锁紧，这时末叶片实际状态与图纸理论位置会发生一定量的扭转。其扭转量与螺纹偏差距离成固定的几何关系，再将两侧的叶片推靠紧末叶片，此时在末叶片与动叶片的叶冠上出现间隙（如图3所示），测量叶冠之间的间隙，也就是叶冠节距处的一段弦长，并根据叶片长度，按照长度与弦长比例，通过转换计算得出叶根处节距的弦长，此弦长即为出汽侧锁紧螺纹间的误差。为了保证计算准确，按照此数值进行试制了1支工艺末叶片，工艺末叶片装配后，螺纹咬合正常，叶冠处间隙达到图样要求。完全达到了设计要求。证实了此方法正确，制作了产品末叶片，进行了装配，满足了图样要求。

3结语

综上所述，通过对出现问题的深入分析，制定了合理的工艺方案，解决了生产中出现的难题，降低了由质量问题带来的经济损失，保证了产品质量，增加了企业效益。