Устройство для ремонта опорной шейки ротора турбоагрегата
Изобретение относится к области электротехники и касается преимущественно технологии изготовления, сборки, эксплуатации и ремонта электрических машин, в частности опорных шеек роторов турбоагрегата тепловых электростанций. Сущность изобретения состоит в следующем. Устройство для ремонта опорной шейки ротора турбоагрегата, преимущественно тепловой электростанции, содержащее средство базирования ротора, в качестве передней и задней опоры которого использованы передний и задний подшипники опорных шеек ротора, инструментальный узел системы станок-приспособление-инструмент-деталь (СПИД), размещенный на плоскости разъема типоряда масло картера одного из подшипников опорных шеек, средство лазерного базирования суппорта и опорной шейки ротора инструментального узла, отличается тем, что инструментальный узел системы СПИД смонтирован на образцовой опорной плите посредством пары параллельных жестких ребер, которые с образцовой опорной плитой сопряжены соединением шип-паз, а с инструментальным узлом системы СПИД сопряжены посредством горизонтального шарнира. Технический результат от использования данного изобретения состоит в снижении трудоемкости, упрощении цикла ремонта опорной шейки ротора турбоагрегата с сохранением размерной точности и в снижении материальных затрат при ремонте. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к энергетике, в частности к ремонту электрических машин, и может быть использовано при изготовлении оснастки и оборудования для шлифовки опорной шейки ротора турбины и турбоэлектрогенератора.
Известно устройство для круглого шлифования валов, содержащее станину с направляющими для продольного перемещения стола, несущего установленные на нем с возможностью перемещения от ходового винта поперечные салазки со смонтированной на них шлифовальной бабкой, кинематически связанной с зубчатой рейкой продольного хода стола с помощью приводного эксцентрика (1). Известное устройство позволяет осуществлять ремонтные работы путем круглого шлифования валов и осей значительной длины и больших диаметров, в том числе роторов малогабаритных турбин. Недостаток известного устройства проявляется в том, что на нем невозможно осуществлять ремонтные работы роторов турбин, связанные со шлифованием шеек в собственных опорах ротора. Известно устройство для ремонта роторов электрогенераторов, в том числе и для шлифования опорных шеек, содержащее средство базирования опорной шейки ротора в передней и задней опорах, привод вращения ротора вокруг собственной оси и инструментальный узел системы станок-приспособление-инструмент-деталь СПИД (2). Известное устройство позволяет производить ремонт роторов электрогенераторов с освобождением их из собственных опор. Известное устройство не решает задачу проведения ремонта опорной шейки ротора турбины и турбоэлектрогенератора путем шлифования в собственных опорах. Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа, является устройство для ремонта ротора турбоагрегата, преимущественно тепловой электростанции, содержащее передний и задний собственные подшипники турбоагрегата, инструментальный узел системы СПИД, размещенный на плоскости разъема масло картера одного из собственных подшипников, средство лазерного базирования опорной шейки ротора и суппорта инструментального узла (2). Прототип решает задачу проведения ремонта опорной шейки ротора турбины и турбоэлектрогенератора в собственных опорах турбоагрегата. Однако, известное устройство характеризуется значительной трудоемкостью и отсутствием унификации инструментального узла по отношению к типоряду масло картера собственных подшипников ремонтируемых турбоагрегатов, вследствие сложности ручного базирования при встраивании инструментального узла системы СПИД в ось ротора и необходимости подгонки опорной плиты инструментального узла системы СПИД к масло картеру очередного ремонтируемого турбоагрегата, что усложняет технологический цикл ремонта опорной шейки ротора турбины и турбоэлектрогенератора и приводит к значительному разбросу поля допуска ремонтируемой шейки ротора. В основу настоящего изобретения положена задача снижения трудоемкости, экономии материальных затрат и упрощения технологического цикла ремонта опорной шейки ротора турбины и турбоэлектрогенератора с сохранением размерной точности. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для ремонта опорной шейки ротора турбоагрегата, преимущественно тепловой электростанции, содержащем средство базирования ротора, в качестве передней и задней опоры которого использованы передний и задний собственные подшипники опорных шеек ротора турбоагрегата, инструментальный узел системы станок-приспособление-инструмент-деталь - СПИД, размещенный на плоскости разъема масло картера одного из собственных подшипников, средство лазерного базирования опорной шейки ротора и суппорта инструментального узла, согласно изобретения, инструментальный узел системы СПИД смонтирован на образцовой опорной плите посредством пары параллельных жестких ребер, которые с образцовой опорной плитой сопряжены соединением "шип-паз", а с инструментальным узлом системы СПИД - сопряжены посредством горизонтального шарнира. В устройстве образцовая опорная плита инструментального узла системы СПИД выполнена в виде типоряда образцовых установочных плит с возможностью их сопряжения с типорядом масло картера собственных подшипников опорных шеек ротора турбоагрегата. В устройстве образцовая опорная плита инструментального узла системы СПИД снабжена средством ее автоматического базирования в вертикальной и горизонтальной плоскостях, выполненным в виде системы двигателей шаговых импульсных ДШИ, связанных каналом управления через микропроцессор со средством лазерного базирования. В устройстве продольная ось горизонтального шарнира в образцовой опорной плите инструментального узла системы СПИД может быть параллельна оси ходового винта механизма продольной подачи суппорта. В устройстве продольная ось горизонтального шарнира в плите инструментального узла системы СПИД может быть совмещена с осью ходового винта механизма продольной подачи суппорта. В устройстве инструментальный узел системы СПИД снабжен механизмом автоматической продольной и поперечной подачи суппорта. В устройстве механизм автоматической продольной и поперечной подачи суппорта снабжен системой двигателей шаговых импульсных ДШИ. В устройстве инструментальный узел системы СПИД снабжен электронной скобой для замера отклонений от некруглости и нелинейности обрабатываемой шейки. В устройстве электронная скоба выполнена в виде корпуса с установочными губками, в котором смонтирован датчик перемещений, электронно-механически связанный с микропроцессором и цифровой индикацией. В устройстве одна из установочных губок электронной скобы снабжена одной центральной установочной призмой, а другая губка снабжена двумя периферийными установочными призмами, продольные оси которых параллельны друг относительно друга. В устройстве электронная скоба в инструментальном узле системы СПИД выполнена с возможностью сопряжения губками по трем касательным с обрабатываемой шейкой ротора по дуге 30-120o. В устройстве средство лазерного базирования в инструментальном узел системы СПИД выполнено в виде ведущего лазерного сканера неподвижного и ведомого лазерного сканера подвижного. В устройстве ведущий лазерный сканер включает прибор с зарядовой связью ПЗС-фотоприемник, микропроцессор обработки данных и сигналов, блок цифровой индикации, блок питания и электрически связан с ведомым лазерным сканером, включающим прибор с зарядовой связью ПЗС-фотоприемник. В устройстве инструментальный узел системы СПИД снабжен персональной ЭВМ для ввода программы встраивания системы СПИД в ось ротора и программы ремонта шейки ротора по заданным режимам резания, при этом один из входов-выходов персональной ЭВМ связан с входом-выходом электронной скобы, другой вход-выход персональной ЭВМ связан с входом-выходом микропроцессора обработки данных и сигналов лазерной системы базирования, а третий вход-выход персональной ЭВМ связан с входами-выходами системы ДШИ средства базирования образцовой опорной плиты и системы двигателей шаговых импульсных ДШИ механизма автоматической продольной и поперечной подачи суппорта, соответственно. Изобретение поясняется чертежами, где фиг.1 изображает общий вид устройства; фиг.2 - вид устройства сверху; фиг.3 - вид устройства со средством вращения ротора; фиг.4 - конструкцию соединения образцовой опорной плиты и инструментального узла; фиг.5 - общую блок-схему устройства; фиг.6 - блок-схему электронной скобы; фиг.7 - блок-схему средства лазерного базирования; фиг.8 - типоряд опорных плит. Устройство для ремонта опорной шейки ротора турбины и турбоэлектрогенератора содержит средство 1 базирования ротора 2. В качестве передней и задней опоры средства 1 базирования ротора 2 использованы передний подшипник 3 и задний 4 - собственные подшипники ротора 2, при этом на плоскости А разъема одного из собственных подшипников 3 ротора смонтирован инструментальный узел системы станок-прислособление-инструмент-деталь СПИД, включающий суппорт 5 с кареткой 6, снабженной механизмами 7, 8 продольной и поперечной подачи, соответственно, со шпиндельным узлом 9 для крепления режущего инструмента 10, или резцедержателя. Ось О-О шпинделя 11 шпиндельного узла 9 наклонена под углом 30-90o к горизонтальной плоскости разъема собственного подшипника 3 ротора 2. Устройство содержит осевые упоры 11, 12 для ограничения перемещения ротора 2 во время его вращения в подшипниках 3 и 4. Привод 13 вращения ротора 2 смонтирован на разъеме турбины и кинематически связан с ротором 2 посредством, по меньшей мере, двух поводковых пальцев 14 и 15, размещенных в штатных отверстиях 16 полумуфты 17 ротора 2. Привод снабжен маховиком 18. Суппорт 5 снабжен механизмом 19 регулировки угла наклона оси шпинделя О-О шпиндельного узла 9 посредством наклонной опоры 20, горизонтального шарнира 21, направляющих пазов 22 с фиксатором 23 и угловой шкалой 24. Угол наклона 30-90o суппорта 5 с кареткой 6 выбирают исходя из условий резания и условия движения инструмента при поперечной подаче в направлении плоскости, проходящей через ось M-N центров ротора 2. В устройстве на плоскости разъема одного из собственных подшипников 3 ротора 2 оппозитно суппорта 5 размещено средство 25 для смазки обрабатываемой шейки ротора 2. В зоне крепления суппорта 5 и средства 25 для смазки обрабатываемой шейки ротора 2 размещены чистики 26 фетровые для удаления абразива и стружки. Устройство снабжено средством 27 лазерного базирования инструментального узла системы СПИД для осевого базирования опорной шейки ротора 2 и суппорта 5 друг относительно друга и универсальной электронной скобой 28 для замера отклонений от некруглости и нелинейности обрабатываемой шейки. В устройстве в системе СПИД электронной скобой 28 осуществляет замер, по меньшей мере, по трем точкам обрабатываемой шейки ротора отклонений от некруглости и нелинейности. В корпусе электронной скобы 28 смонтирован датчик 29 перемещений, электронно-механически связанный с микропроцессором 30 и цифровой индикацией 31. Одна из установочных губок 32 электронной скобы 28 снабжена одной центральной установочной призмой 33, а другая губка 34 снабжена двумя периферийными установочными призмами 35, продольные оси которых параллельны. При осуществлении замеров диаметра шейки ротора 2 скобу 28 фиксируют установочной призмой 33 на цилиндрической образующей шейки ротора 2 и путем осевой осцилляции скобы 28 двумя периферийными установочными призмами 35 фиксируют отклонение диаметра шейки от некруглости в, по меньшей мере, двух сечениях диаметра ротора 2 и посредством микропроцессора 30, абсолютные значения замеров усредняют и выводят на цифровую индикацию 31 номинальный размер диаметра шейки перед обработкой. Вышеописанная конструкция электронной скобы 28 позволяет в системе СПИД осуществлять прецизионные измерения диаметров 250-450 мм шейки ротора с точностью до 0,5 мкм электронной скобой 28 с возможностью обхвата шейки ротора 2 по экспериментально определенной дуге в интервале 30-120o. За пределами указанного интервала менее 30o необходимо изменять типоразмер скобы, а измерение более 120o возможно осуществлять только при взвешивании ротора 2 над опорами 3, 4, что нецелесообразно. В устройстве средство 27 лазерного базирования системы СПИД выполнено в виде ведущего лазерного сканера 36 неподвижного и ведомого лазерного сканера 37 подвижного. Средство 27 лазерного базирования применяют в системе СПИД для шлифовки шейки ротора 2 в процессе встраивания ее в ось ротора 2 и для осуществления контроля положения инструмента, его износа и отжатия при шлифовке. Средство 27 лазерного базирования содержит ведущий лазерный сканер 36, включающий блок 38 цифровой индикации, микропроцессор 39 обработки данных и сигналов, прибор с зарядовой связью - ПЗС-фотоприемник 40 и блок 41 питания. Ведомый лазерный сканер 37 со своего автономного ПЗС-фотоприемника 42 передает сигнал на микропроцессор 39 сканера 36. Сигнал обрабатывают и выводят в виде цифровой индикации в блоке 38. Сканеры 36, 37 расположены относительно шейки ротора 2 в плоскости, перпендикулярной оси ротора 2 под углом 90o друг относительно друга, и крепятся к каретке 6 суппорта 5 на кронштейнах 43, с возможностью изменять углы установки сканеров 36, 37 относительно шейки ротора 2 и с возможностью обеспечения продольного хода каретки 6 до 80-100 см. Диапазон контроля 30-120o смещения сканируемой поверхности +8,0 мм, дискретность индикации измерения результатов
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8