53仙游抽水蓄能机组发电机轴系加工QC——付强
仙游抽水蓄能机组发电机轴系加工,东方电气集团 东方电机有限公司 机械加工QC小组 发布人：付 强,2013年7月1日,前 言 东方电气集团东方电机有限公司，是中国研制大型发电设备的重要企业，主要从事水电、火电、核电、交直流及相关控制设备的研发、设计、制造和销售工作。 重金工分厂是公司关键性生产单位，主要从事水电的座环、顶盖、底环、主轴、转轮、转子支架，火电与核电的定子机座、转轴、端盖等大型零部件的机械加工工作。,小组概况,一、小组概况,1.小组简介：,重金工分厂机械加工QC小组成立于2005年，一直致力于全面改进和提升产品质量，解决生产实际中的技术难题。近年来，在全体组员的共同努力下，小组在质量管理、科技创新、技术攻关等方面都取得了一定成绩。其中，2009年被评为全国优秀质量管理小组。还曾获得以下荣誉：,“1000MW超超临界汽发转轴车序加工”获得全国机械工业优秀QC成果一等奖,“1150MW核电转轴铣序盘铣刀改进”获得公司创新成果一等奖,“巴西杰瑞控制环耳朵孔镗序加工优化”获得公司创新成果二等奖,“700MW小湾水轮机主轴车序加工攻关”获得公司优秀QC质量成果一等奖,2.小组成员：,小组概况,小组概况,3.活动计划：,小组概况,二、课题选择,1.仙游发电机轴系由上端轴、转子支架、主轴组成，总长约10000mm，最大回转直径为3050mm，重量达105吨，各关键部位的形位公差均要求0.03mm，滑转子的表面粗糙度要求Ra0.8，其余部位的表面粗糙度都要求在Ra1.63.2，相比单轴加工，其难度较大。 2.经过小组成员的认真分析，常规方案很难保证加工精度，必须改进工艺方案，制定相应工艺措施，才能保证金加工后满足图纸设计要求。因此，我们把制定仙游发电机轴系加工的工艺方案作为QC小组的课题。,课题选择,三、现状调查,现状调查,1.仙游发电机轴系关键部位的形位公差和粗糙度要求如下图所示：,其中基准A和基准B还分别需要与水轮机主轴、推力头进行配车,（图一）,2.参照以往机组发电机轴系加工方案，常规思路是上端轴、主轴、转子支架先单件精加工，然后上卧车同找摆度，最后钻铰把合面处的销孔。但是在对仙游发电机轴系进行加工工艺分析时，我们发现若采取常规方案，将存在以下问题：, 仙游上端轴整个轴身外圆设计有引线槽，转子支架外圆均布立筋，使得上端轴及转子支架均无架口位置，无法在卧车单轴找摆再进行把合；, 根据以往加工经验，单件精加工到位，联轴找摆时轴系各关键部位的形位公差仅能保证在0.035mm0.075mm之间，无法满足设计要求；,现状调查, 轴系总长度近10米，重量达105吨，使得轴系在静止状态下存在挠度，会导致销孔实际加工位置与理论位置出现偏差，在运转时将对轴系产生影响。,现状调查,3.经过小组成员的认真分析和论证，我们确定出新的工艺方案：对轴系布置图上有形位公差要求的部位，在上端轴、主轴、转子支架单件加工时，半精加工留量，待轴系把合后，由镗床加工把合面处的径向销孔，最后一同吊上卧车采用一卡一托的方式进行精车。, 联轴找摆时一旦摆度超出允差值，车修任一部位，特别是发电机主轴与水轮机主轴的配合止口、上端轴与推力头配合段，都可能会造成尺寸超差；,四、目标设定,目标设定,分析加工过程中的各种不确定和不利因素，制定切实可行的应对措施，保证轴系各关键部位粗糙度全部满足设计要求, 形位公差全部0.03mm。,人,操作者识图能力不足,操作者对工艺方法不清楚,加工经验不足，技能水平不够,操作者责任心不够,机,环,法,料,机床精度不满足要求,静压瓦与主轴架口接触面积不够，间隙超差,卡盘端面跳动值较大,未按照工艺要求修正轴系挠度,上端轴、主轴单件加工时未按要求留量或不满足相关工艺要求,镗床加工找正偏差较大,轴系存在 较大挠度,均能按要求及时加工过程中产生的铁屑等杂物,加工时及加工后未及时对轴系进行保护,轴系已精加工部位出现磕碰划伤或锈蚀,销孔实际位置与理论位置偏差较大,无法保证加工精度,无法满足图纸设计要求,分析原因,五、分析原因,尺寸测量 不准确,六、要因确认,要因确认,1.要因分析计划表,要因确认,2.确认主要原因,要因确认,要因确认,七.制定对策,针对上述影响轴系加工的五个主要原因，我们组织全体组员召开专题会议，通过运用头脑风暴法，制定出如下对策：,制定对策,八、对策实施,组织工段、生产、18米卧车、数控250镗床等相关人员进行工艺技术交底，包括对图纸的理解、工艺方案的细化，工装、刀具的使用等都进行详细讲解。针对可能出现的问题、操作者提出的疑问等进行分析，并做好相应预备方案。在加工时，实时到现场进行指导。,对策实施,实 施 一：技术交底及现场指导 参加人员：全体组员及操作者、工段、生产人员 地 点：分厂会议室及后序各加工现场,（一）各项对策具体实施过程,实施效果：操作者、工段、生产等人员熟悉了整个工艺流程，针对加工过程中可能出现的问题也制定了相应预案。,卧车主操作者结合自己加工经验，就如何修正挠度提出建议，小组工艺人员进行认真分析和讨论，制定出挠度修正方案。 1.卧车按常规方式进行初步找正，转动约半小时后，打表检查轴系连接处跳动值稳定后再进行精找正； 2.精找正后，转动轴系1-2小时，观察轴系是否发生窜动，如果出现窜动，则需重新调整中心架并找正。重复上述步骤至轴系在转动过程中不再出现窜动； 3.加工时，每次机床停转重新启动后，需空转2-4小时，打表检查已加工部位跳动值与停转前一致时，方可进行后续加工。,实 施 二：制定挠度修正方案 参加人员：小组工艺人员及卧车主操作者 地 点：卧车加工现场,对策实施,实施效果：制定出了切实可行的轴系挠度修正方案。,由镗床操作者讲述找正过程中的常见问题，由小组工艺人员根据提出的问题进行分析，制定相应措施，最终确定出找正方案： 1.吊车协助镗床转动轴系，使销孔位置与正对镗床，待镗床精找正后再进行加工； 2.以转子支架两端外圆止口打表找正，相对差值应满足两端外圆止口的半径差值。,实 施 三：明确找正方法并进行技术交底 参加人员：小组工艺人员及镗床操作者 地 点：镗床加工现场,对策实施,实施效果：镗床操作者掌握了销孔加工时的找正方法。,根据静压瓦使用要求，结合卧车操作者、机修钳工对静压瓦研配方法的信息反馈，以及轴系的实际情况，确定如下方案： 1.卧车操作者测量轴系架口尺寸； 2.立车配车静压瓦，龙门铣加工油腔； 3.由机修钳工对静压瓦和轴系架口进行研配。,实 施 四：保证轴系架口与静压瓦的接触面积和间隙 参加人员：小组工艺人员及卧车操作者、机修钳工 地 点：轴系装把现场,对策实施,实施效果：静压瓦与轴系配合间隙0.05mm，接触面积达75%。,根据之前制定的挠度修正方案，组织全体卧车操作者进行技术交底，并认真听取操作者的意见和建议，以完善轴系挠度修正方案。对操作者提出的疑问，现场予以解答；对操作者提出所需的工具工装，做好统计，会后进行清点和提前准备。在后序加工时，工艺人员要做到及时到现场进行指导和工艺服务。,实 施 五：就挠度修正方案进行技术交底 参加人员：小组工艺人员及全体卧车操作者 地 点：分厂会议室,对策实施,实施效果：卧车操作者掌握了挠度修正方法，且车序加工的各种不确定因素也得到认真分析。,（二）加工现场遇到的问题及处理,对策实施,1.在把合时出现的问题 若把螺栓全部装入转子支架后，再吊主轴、上端轴与转子支架把合，要使螺栓穿过全部把合孔存在很大难度，且容易碰伤工件。,解决方案： 先在转子支架上只装入1-2个螺栓（红色标记处），吊主轴、上端轴与转子支架对装，待把合止口装入后，再把合其余螺栓。,（图二）,2.加工销孔时出现的问题 转子支架的支撑筋板会干涉镗床主镗杆行进，导致销孔无法加工； 发现销孔与销子的间隙较大，反馈至产品工艺和设计。,解决方案 根据镗床主杆直径，在支撑筋板上加工圆弧缺口（红色标记）； 设计人员修正销孔尺寸公差，镗床按修正后的公差进行加工。,（图三）,对策实施,对策实施,（图四）：轴系吊上镗床加工时，用V型铁支撑上端轴和主轴轴身，且放置前需对V行铁上的绝缘板进行清理，并刷上机油以润滑轴身旋转。,（图五）：镗床加工销孔后，装入产品销，并在产品销端面、主轴和上端轴的法兰背面、转子支架外圆打上配对标记。最后整体吊上卧车进行车序加工。,九、检查效果,检查效果,卧车加工后，经过专业检查人员的测量和检查，各关键部位粗糙度全部满足图纸设计要求，形位公差均0.03mm。,目标顺利实现！,检查效果,十、巩固措施,1.在一号机加工结束后，产品工艺根据实际加工方案对工时工序表进行改版。 2.关于销孔尺寸的问题设计人员也及时对图纸进行了改版。 3.为防止二至四号机加工销孔时，再次伤及筋板，设计人员也及时优化了筋板的焊接结构。,巩固措施,十一、总结和打算,1.总结,总结和打算,通过这次QC攻关活动，我们不仅顺利完成了公司交予的任务，还使QC小组成员得到了锻炼，提高了自身综合能力。,根据工地最新反馈，目前仙游一号机已完成安装调试，顺利发电，各方面性能优秀。新工艺方案的可行性得到实践的验证，为公司类似轴系加工积累了技术经验。,2.下一步打算,结合一号机的加工情况，对单轴加工、轴系把合、镗钻销孔、轴系同车等工序出现的问题进行认真分析，制定出相应的改进方案，为后续二至四号机的轴系加工奠定坚实基础。,总结和打算,附件：单件加工技术通知单,
