CAD技術(shù)在汽輪機(jī)檢修過(guò)程中的應(yīng)用

1、CAD技術(shù)在汽輪機(jī)組檢修過(guò)程中的應(yīng)用 李志行一、概述 CAD軟件作為一款成熟且精準(zhǔn)的機(jī)械制圖軟件廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、加工、制造以及維修等機(jī)械以及電氣土木工程相關(guān)的各領(lǐng)域。但是在發(fā)電設(shè)備汽輪機(jī)組檢修過(guò)程中，CAD技術(shù)一般僅僅作為繪制設(shè)備或者零件的制圖工具，并未體現(xiàn)出更多的功能和優(yōu)勢(shì)。筆者從事汽輪機(jī)檢修行業(yè)多年，熟悉CAD軟件，在不斷的實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)CAD技術(shù)因其無(wú)與倫比的繪圖精度使其在汽輪機(jī)大機(jī)調(diào)整中心工作中有巨大的應(yīng)用價(jià)值。二、常規(guī)計(jì)算汽輪機(jī)組檢修過(guò)程中，主機(jī)軸系中心調(diào)整是至關(guān)重要的一環(huán)，軸系中心調(diào)整結(jié)果直接影響到機(jī)組運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)情況。所以在調(diào)整大軸中心時(shí)必須嚴(yán)格按照調(diào)整方案落實(shí)，最終結(jié)果偏差

2、誤差一般要求在0.02mm以內(nèi)。軸系中心調(diào)整首先要做的是原始中心狀態(tài)的測(cè)量和各支撐點(diǎn)移動(dòng)（高低、水平）量的計(jì)算，這個(gè)過(guò)程在各類機(jī)組檢修規(guī)程中和相關(guān)文獻(xiàn)中均有詳細(xì)說(shuō)明和介紹本文不再贅述。本文著重討論說(shuō)明的是如何將各支點(diǎn)調(diào)整量分解到具體軸瓦的每一塊墊鐵調(diào)整墊片上。以哈氣CLN600型機(jī)組軸瓦結(jié)構(gòu)為例（圖1）：此型軸瓦共有5塊墊鐵，正下方一塊，四個(gè)斜向45度方向各一塊。假設(shè)該瓦需要上抬0.1mm，左移0.1mm，除正下方墊鐵平抬以外，其余墊鐵加減情況根據(jù)常規(guī)計(jì)算公式情況如下：1、 左下墊鐵調(diào)整量(垂直上移方向加墊子,水平左移減墊子)a=0.1sin45-0.1cos45=0.0707-0.0707=

3、02、 右下墊鐵調(diào)整量(垂直上移方向加墊子,水平左移加墊子)b=0.1sin45+0.1 cos 45=0.0707+0.0707=0.1414mm3、 左上墊鐵調(diào)整量(垂直上移方向減墊子,水平左移減墊子)c=-0.1sin45-0.1 cos 45=-0.0707-0.0707=-0.1414mm4、 右上墊鐵調(diào)整量(垂直上移方向減墊子,水平左移加墊子)d=-0.1sin45+0.1 cos 45=-0.0707+0.0707=0哈氣CLN600型機(jī)組軸瓦 圖 1 但是，以上的計(jì)算僅僅是針對(duì)軸瓦墊鐵正45度中心位置的厚度變化計(jì)算，并未考慮到墊鐵整個(gè)弧段上的厚度偏差,如果按照上面的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行

4、調(diào)整根本無(wú)法進(jìn)行接觸點(diǎn)研磨。從下面的示意圖（圖2）（黑色圓為原始位置，紅色圓為向左上平移后位置）中可以看只有左下正45度位置調(diào)整量與計(jì)算一致，小于45度位置則需要減薄，大于45度位置需要加厚。如何確認(rèn)非正45度方向的墊片調(diào)整量，常規(guī)計(jì)算方法并沒(méi)有相關(guān)說(shuō)明，一般做法是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)將計(jì)算加減量增大然后研磨。這樣具有較大不確定性，導(dǎo)致研磨后實(shí)際狀態(tài)與調(diào)整預(yù)期至有差異。而且是調(diào)整量越大差異越大，給緊張的檢修工期帶來(lái)不少壓力。如何準(zhǔn)確的計(jì)算墊鐵調(diào)整量和各位置研磨量就需要參與另外的辦法。圖2 軸承平移示意圖 三、墊鐵各位置調(diào)整量的計(jì)算 墊鐵各位置的調(diào)整量計(jì)算方法與正45度位置計(jì)算方法一致，關(guān)鍵是各位置與水平軸

5、線夾角的確定。多數(shù)設(shè)計(jì)單位給出的圖紙中并無(wú)相關(guān)數(shù)據(jù)例如圖1 。筆者通過(guò)將設(shè)計(jì)單位給出的圖紙導(dǎo)入CAD中精確復(fù)刻出軸承的CAD電子版圖紙（過(guò)程不再敘述，放大倍數(shù)越高越精確）。然后計(jì)算所需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以直接從圖中獲取，非常方便快捷。 圖 3 墊鐵角度測(cè)量根據(jù)在圖中測(cè)量的墊鐵角度，以左下墊鐵為例，當(dāng)軸承向左向上分別平移0.1mm時(shí)上沿、下沿調(diào)整量計(jì)算如下1、左下墊鐵上沿墊鐵調(diào)整量(垂直上移方向加墊子,水平左移減墊子) a1=0.1sin33-0.1cos33=0.0544-0.0838=-0.0295mm2、左下墊鐵下沿墊鐵調(diào)整量(垂直上移方向加墊子,水平左移減墊子) a1=0.1sin57-0.

6、1cos57=0.0838-0.0544=0.0295mm3、左下墊鐵中部調(diào)整量(垂直上移方向加墊子,水平左移減墊子) a=0.1sin45-0.1cos45=0.0707-0.0707=0由以上計(jì)算可知左下墊鐵需要加整塊0.03mm墊子，并且從上沿到下沿過(guò)渡研磨，下沿最大研磨量為0.06mm，以確保墊鐵接觸合格。整個(gè)軸承圓周4塊墊鐵調(diào)整墊片計(jì)算情如下表： 表1 左移上抬0.1mm 軸承各墊鐵調(diào)整量與研磨量墊鐵墊鐵位置（以靠近軸瓦水平中分面位置為墊鐵上端）上抬0.1mm左移0.1mm實(shí)際調(diào)整量需要調(diào)整墊子厚度最大研磨量左下墊鐵上端0.0558-0.0838-0.0280.030.06中部0.0

7、707-0.07070下端0.0857-0.05460.0311右下墊鐵上端0.05580.08380.13960.140中部0.07070.07070.1414下端0.08570.05460.1403右上墊鐵上端-0.05580.08380.0280.030.06中部-0.07070.07070下端-0.08570.0546-0.0311左上墊鐵上端-0.0558-0.0838-0.1396-0.140中部-0.0707-0.0707-0.1414下端-0.0857-0.0546-0.1403一般來(lái)講，任何軸瓦調(diào)整，只要能夠?qū)⑸媳碇懈黝悢?shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)，那么，無(wú)論軸承移動(dòng)量多大，都可利用上表的數(shù)

8、據(jù)推算出正確的調(diào)整量，但是相關(guān)計(jì)算量較大而且前提是表1的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)誤且精度較高。如果利用圖3，做出精準(zhǔn)的軸承尺寸CAD圖紙，就可以模擬軸承移動(dòng)，直接在圖中測(cè)量墊鐵各位置的調(diào)整量，無(wú)需任何計(jì)算，且精度達(dá)到0.001mm以上。四、測(cè)量墊鐵調(diào)整量 利用做好的高精度CAD圖紙（僅保留中心線和墊鐵外形即可），復(fù)制并移動(dòng)所需圖形到軸承移動(dòng)位置處（為提高精度可將圖形放大十倍，調(diào)整量增大十倍）如圖4所示。黑色圖形為墊鐵原始位置，藍(lán)色圖形為上移左移0.1mm后墊鐵位置。圖4 左下墊鐵移動(dòng)示意圖通過(guò)局部放大我們可以測(cè)量任意所需位置墊鐵實(shí)際調(diào)整量如圖5：墊鐵上沿調(diào)整量；圖6墊鐵下沿調(diào)整量。從圖中我們可以直觀的看出墊鐵各位置的加減量，并且可以根據(jù)需要調(diào)整測(cè)量精度。整個(gè)過(guò)程無(wú)需任何計(jì)算，只要刻印的CAD圖紙足夠精確，測(cè)量出的數(shù)據(jù)不僅不會(huì)出錯(cuò)而且精度極高。任何種類的軸承墊鐵移動(dòng)任何位