[发明专利]重型燃机中双止口配合的超大尺寸鼓筒的装配及分解方法

说明书

技术领域

本发属于机械加工领域，具体涉及一种重型燃机中双止口配合的超大尺寸鼓筒的装配及分解方法。

背景技术

重型燃机是发电用工业燃气轮机，其主机部分是一个典型的单转子发动机结构，由近20级轴流压气机盘、多级轴流涡轮盘、轴颈和若干个连接环、封严环、连接盘，通过焊接、精密螺栓或紧固销钉等不同方式连接成鼓筒组件及单元体，每一级鼓筒的直径至少为2m，重量在10吨以上，具有尺寸超大、结构复杂、精密而又不失紧凑的特点。

 一级鼓筒、封严环与二级鼓筒的连接关系，二级鼓筒、封严环、三级鼓筒的连接关系，三级鼓筒、封严环和轴颈组件的连接关系是鼓筒安装边外径和中间封严环端面环槽内径采用较大过盈连接，过盈量达0.015—0.218以保持良好的定位精度和较大的连接刚性；鼓筒安装边内径与封严环端面环槽外径为间隙配合，间隙为0—0.05，要顺利完成加工任务，必须攻克两项加工难点，一是同时实现同一零件超大尺寸双止口的过盈装配和间隙装配，二是在完成了组合体上多个精密孔的加工和初始平衡后，对超大体积和超大重量的组合体进行分解，使之成为各自独立的个体，再分别进行后续加工。

现有技术中实现过盈连接的方案有三种：一是加温包容体，二是冷却被包容体，三是在过盈较小时，采取施加轴向压力实现装配。前两种方案原理相同，都是通过零件遇热膨胀，遇冷收缩，使过盈量相对减少或变成间隙而实现装配。但是对于重型燃机的鼓筒来说，三者皆不适用，原因如下：首先，当前没有能容得下直径2米的超大尺寸鼓筒的大型电炉，既使有大型电炉也不能使用， 因为若将包容体（中间的封严环）加热，其中一个配合止口处的端面环槽外径将在一定范围内涨大，可使该处过盈量0.015—0.218减少或变成间隙，顺利实现此处的装配，但另一个配合止口处的端面环槽内径也会同时涨大，这样此处的0—0.05间隙又会变成过盈，仍不能实现装配，因此，第一种方案—加温包容体无法实现；其次，若将被包容体（鼓筒）冷却，则会出现上述类似情况，即一个配合止口处的鼓筒外径将在一定范围内缩小，可使该处过盈量0.015—0.218减少或变成间隙，顺利实现此处的装配，但另一个配合止口处的鼓筒内径也会同时缩小，这样此处的0—0.05间隙又会变成过盈，仍不能实现装配，所以，第二种方案—冷却被包容体无可操作性；再次，连接处的结构刚性并不适合采用施加较大轴向压力的连接方法，第三种方案—施加轴向压力实现装配的方法也不能被采用。

同样，常规的分解过盈组合体的方法有三种：一是利用专门的分解工装—拔具,二是将鼓筒组合体抬高至工作台上方一定高度，依靠其下端零件的自重，实现自主分离，三是使用木锤或橡皮锤施加轴向力，分解组合体，但针对重燃鼓筒来说，上述三种方法同样皆不适用，原因如下：首先，采用拔具的分解方法，适用于小零件，如果针对超大尺寸的重燃鼓筒专门设计制造分解拔具，那么，拔具本身的重量和体积也必将非常庞大，不仅其灵活性和精准性将大打折扣，并且为了克服其巨大的重量，还须为其专门设计吊具，这无疑在很大程度上加大了制造成本，延长了制造周期，得不偿失；其次，将组合体抬高至工作台上方一定高度，依靠其下端零件的自身重量，实现自主分离，则会出现这样的情况：由于鼓筒和封严环的安装边均为大尺寸的薄壁结构，配合表面的内外径不可能是理想的圆形表面，势必存在某种程度的变形，两零件被装配形成组合体后，沿圆周各点的过盈量并不一致，因此，当抬高组合体，下端零件依靠其自身重量自主分离时，配合表面不一致的过盈量，会导致配合面分离时的不同步，那么，具有如此庞大重量的零件，其最先分离并落地的表面极易受伤，甚至报废；第三，使用木锤或橡皮锤轻敲被分解零件，即通过施加轴向力，分解组合体，此种方法适用于过盈量较小的组合体，连接处的薄壁弱刚性并不适合采用施加较大轴向压力的分离方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种重型燃机中双止口配合的超大尺寸鼓筒的装配及分解方法，突破了以往的装配及分解方式，目的是进一步提高产品加工质量和效率，并缩短零件加工周期。

本发明的重型燃机中双止口配合的超大尺寸鼓筒的装配方法按照以下步骤进行：

（1）按照预设的装配位置，将一级鼓筒和封严环一下一上摆放好，两处配合止口对正；

（2）用加热带将封严环外径全部包容起来，在加热带之外包裹一条保温带，通电，利用温度计对加热温度进行检测，通电加热35分钟，被加热封严环表面温度达200℃，用木锤对一级鼓筒圆周不同位置上实行轴向打压，此时一级鼓筒安装边顺利地压装到封严环端面环槽内；