Виды деформаций и их учет при проектировании техпроцессов для механической обработки корпусных деталей цилиндров низкого давления паровых турбин при их изготовлении на производстве

Паровая турбина (photo by JÄNNICK Jérémy / Public domain / commons.wikimedia.org)При проектировании технологических процессов обработки корпусных деталей, работающих в условиях низких давлений, следует учитывать деформации самих корпусных деталей и деформации участка валопровода, расположенного в пределах цилиндров. Дальнейшее изложение материала будет дано на примере паровых турбин.

Рассматриваемые конструкции корпусных деталей и собранных цилиндров являются недостаточно жесткими. Это подтверждается экспериментальным определением относительной жесткости цилиндров на изгиб. Так, конструкция сварной части цилиндра низкого давления (ЦНД) турбины модели ВТ-25-4 по сечению задней опоры под корпусом подшипника имеет следующую относительную жесткость: в середине — 281,5 Н/мм (28,7 кгс/мм), в концевых сечениях — 4,9 Н/мм (0,5 кгс/мм), в средней части боковых опор — 40,2 Н/мм (4,1 кгс/мм). И в то же время относительная жесткость на опорах цлиндра высокого давления (ЦВД) в десятки раз выше и составляет 1962 Н/мм (200 кгс/мм). По показателю относительной жесткости жесткость ЦНД и выхлопных частей цилиндра среднего давления (ЦСД) мощных паровых турбин сравнима с приведенными значениями относительной жесткости сварной части ЦНД турбины модели ВТ-25-4.

После чистовой обработки корпусной детали цилиндра низкого давления, например паровой турбины мощностью 250 МВт, поверхность горизонтального разъема имеет неплоскостность в пределах 0,05 мм на всей плоскости. При переустановке этой детали в иное положение, чем при обработке, без соблюдения необходимых предосторожностей непосредственными измерениями было установлено, что неплоскостность этих деталей возрастает в 10 и более раз. То же происходит с корпусными деталями более мощных турбин; при нарушении необходимых условий установки деформация их достигает 1,0—1,5 мм. Подшипниковые части корпусных деталей ЦНД и ЦСД (выхлоп) обладают повышенной по сравнению с другими частями жесткостью. Но и на этих деталях при изменении положения цилиндров из-за деформаций нарушается геометрическая форма полостей под вкладыши. Измеренные в различных направлениях диаметральные размеры полостей отличаются друг от друга до 0,15 мм. Однако, несмотря на такую относительную нежесткость конструкции, упомянутые корпусные детали и собранные из них цилиндры, рассматриваемые во взаимодействии со сборочными единицами статорной и роторной групп, в процессе сборки, монтажа и эксплуатации должны удовлетворять заданным техническим условиям. Так, в нагруженном размещаемыми в них диафрагмами, уплотнениями, вкладышами подшипников, валоповоротным устройством, роторами они должны обеспечивать совмещение оси сборочных единиц, формирующих проточную часть, и оси подшипников с упругой линией собранных РНД. Важным также является соответствие расчетным значениям реакции опор в заданных точках контакта полностью смонтированного и закрытого верхними корпусными деталями цилиндра. Только в этом случае установленное при сборке или монтаже взаимное расположение поверхностей деталей, входящих в сборочные единицы статора и ротора, не изменится из-за неучтенных деформаций.

Заданная точность обработки рассматриваемых корпусных деталей и сохранение установленных геометрических форм зависят от правильности выбора баз и их чередования. Установочной базой при начальной стадии механической обработки нижней корпусной детали выхлопной части ЦНД является торцовая поверхность, патрубка. Для того чтобы обработать указанную поверхность, деталь устанавливается поверхностью горизонтального разъема на домкраты с гидропластом, что позволяет учитывать вызываемые силой тяжести реакции опор. Базами при установке являются разметочные риски. После обработки проверяется плоскостность торцовой поверхности патрубка, отступление не должно превышать 0,05 мм на всей площади. Поверхность должна быть обработана с шероховатостью, обеспечивающей Rz = 20 мкм.

Торцовая поверхность патрубка является промежуточной базой при установке под обработку главной окончательной установочной технологической базы (она же и конструкторская) — плоских поверхностей полок, расположенных по периметру корпуса, контактирующих с поверхностями фундаментных рам. Поверхности этих полок должны находиться в одной плоскости. Отступления от этого требования не должны превышать 0,05 мм. Шероховатость обработанных поверхностей должна обеспечивать Ra = 1,25 мкм. При соблюдении этого условия полки могут быть обработаны шабрением по опорным поверхностям фундаментных рам. Окончательные базы — поверхности полок — используются как при дальнейшей механической обработке нижней корпусной детали и собранного цилиндра низкого давления паровой турбины, так и при сборке турбины на стенде, монтаже и эксплуатации.

Следует отметить, что только строгое сопряжение совмещенных в одной плоскости поверхностей полок ЦНД с плоскими опорными поверхностями фундаментных рам при движении цилиндра в процессе температурных расширений в направлении вдоль оси паровой турбины и в направлении, перпендикулярном к оси турбины, обеспечит центровку. Беззазорная же пригонка по краске поверхностей полок цилиндра по поверхностям фундаментных рам при наличии местных отступлений от плоскостности может привести к расцентровке турбины в процессе эксплуатации и к задирам поверхностей в зонах отступлений. Поэтому шабрение поверхностей полок ЦНД и сопрягаемых с ними поверхностей фундаментных рам должно контролироваться на краску поверхностью проверочной плиты.

Базой при обработке верхней корпусной детали служат поверхности приваренных к корпусу призматической формы брусков. Эти базовые поверхности обрабатывают при установке детали обращенными к горизонтальному разъему поверхностями брусков на домкраты с гидропластом, что обеспечивает учет реакций опор. Выверка положения производится по разметочным рискам. Шероховатость поверхностей должна быть не грубее Rz = 20 мкм. На указанных базах обрабатываются поверхность горизонтального разъема и отверстия со стороны указанного разъема. Дальнейшая же обработка производится в собранном цилиндре.

Самая детальная информация Реставрация ГАЗ-61-73 тут.
Закладка Постоянная ссылка.

Обсуждение закрыто.