汽轮机转子汽封齿修复系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种汽轮机转子汽封齿修复系统及方法，涉及汽轮机转子的修复技术领域。汽轮机转子汽封齿修复系统包括底座以及设置于底座上的车削加工装置和激光熔覆装置；车削加工装置包括设于汽轮机转子的两端并用于装夹汽轮机转子的卡盘、设于汽轮机转子的下部并用于支撑汽轮机转子的支撑座以及用于对汽轮机转子进行车削加工的移动式刀架；激光熔覆装置包括设于汽轮机转子的侧部并能沿汽轮机转子移动的激光器，解决了现有技术中存在的汽轮机高中压转子重量较大，体积庞大，采用传统的车削工装无法满足转子的装夹要求，导致汽轮机转子的修复困难的技术问题，利用支撑座满足了对汽轮机转子的装夹要求，使修复作业能够高质量、高效率进行。

Repair system and method of steam seal tooth for turbine rotor

The invention provides a steam turbine rotor gland seal restoration system and method, which relates to the technical field of turbine rotor repair. A steam seal tooth repair system for a turbine rotor consists of a base and a turning device and a laser cladding set on the base of the turbine. The turning device consists of the two ends of the turbine rotor, used for clamping the chuck of the turbine rotor, in the lower part of the turbine rotor, and for supporting the support seat of the turbine rotor. The laser cladding device, which includes the side of the turbine rotor and the laser moving along the rotor of the turbine rotor, has solved the large weight and large volume of the high and high pressure rotor in the existing technology, and the traditional turning tooling can not satisfy the clamping of the rotor. It is required that the technical problems of the turbine rotor are difficult to repair, and the support seat is used to meet the clamping requirements of the turbine rotor, so that the repair work can be carried out with high quality and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
汽轮机转子汽封齿修复系统及方法
本专利技术涉及汽轮机转子的修复
，尤其是涉及一种汽轮机转子汽封齿修复系统及方法。
技术介绍
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，其主要用作发电用的原动机，也可以直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。汽轮机主要由转子和静子两部分组成，转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等，静子包括进汽部分、气缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。转子的种类有套装转子、整锻转子、焊接转子和组合转子等，整锻转子是指叶轮、轴封套、联轴节等部件与主轴是由一个锻件整体锻造而成，无热套部分，这解决了高温下叶轮与轴连接容易松动的问题，这种转子常用于大型汽轮机的高、中压转子，结构紧凑，对启动和变工况适应性强，宜于高温下运行，转子刚性好。但是，锻件大，加工工艺要求高，加工周期长，大锻件的质量难以保证。有案例显示，某电厂的#1机组大机高中压转子是由美国通用电气公司制造，该高中压转子为转盘整锻结构，高压再热转子的高压段有9级叶轮(1级单列调节级和8级压力级)，再热段有7级叶轮组成。由于运行中推力瓦损坏，动静部分发生摩擦，N2轴封段及转子级间城堡齿损伤严重，导致过热蒸汽直接进入中压缸，能耗损失大，造成了巨大经济损失；另外高中压转子喷嘴段轴颈，热影响及金属垂弧最大，自身承载的交变应力也是最大，该区域的修复难度较大，目前国内还没有成功的修复案例可供参考。因此，如何高效率、高质量的恢复转子城堡齿损伤部分性能及机械尺寸，是该电厂一项现实而又重要的问题。同时，在修复时，由于汽轮机高、中压转子重量较大，体积庞大，并且在修复过程中不允许将叶片拆卸，采用传统的车削工装无法满足转子的装夹要求，导致汽轮机转子的修复困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽轮机转子汽封齿修复系统及方法，以解决现有技术中存在的汽轮机高中压转子重量较大，体积庞大，采用传统的车削工装无法满足转子的装夹要求，导致汽轮机转子的修复困难的技术问题。本专利技术提供的汽轮机转子汽封齿修复系统包括底座以及设置于所述底座上的车削加工装置和激光熔覆装置；所述车削加工装置包括设于所述汽轮机转子的两端并用于装夹所述汽轮机转子的卡盘、设于所述汽轮机转子的下部并用于支撑所述汽轮机转子的支撑座以及用于对所述汽轮机转子进行车削加工的移动式刀架；所述激光熔覆装置包括设于所述汽轮机转子的侧部并能沿所述汽轮机转子移动的激光器。进一步的，所述支撑座设置有两个，两个所述支撑座分别与所述汽轮机转子两端的主轴相连；所述移动式刀架设于两个所述支撑座之间，并且，所述移动式刀架能够在所述刀座上进行直线滑动。进一步的，所述支撑座与所述汽轮机转子通过与所述汽轮机转子的主轴的结构相配合的联轴器相连；所述联轴器靠近所述汽轮机转子的一端设置有导轨板；所述导轨板的材质为非金属材料。进一步的，还包括设于所述导轨板的上部并用于向所述汽轮机转子的轴颈处的油道注入润滑油的油润滑装置。进一步的，还包括设于所述卡盘上的联轴器螺栓孔处的铰孔螺栓保护套。本专利技术提供的汽轮机转子汽封齿修复方法，应用如上述技术方案中任一项所述的汽轮机转子汽封齿修复系统，包括：获取所述汽轮机转子的激光熔覆工艺参数；利用所述车削加工装置对所述汽轮机转子汽封齿的损伤处进行粗加工；检测粗加工后的所述汽轮机转子的激光熔覆部位的形位公差；根据所述形位公差以及所述激光熔覆工艺参数，利用所述激光熔覆装置对所述汽轮机转子汽封齿进行激光熔覆；根据所述汽轮机转子的尺寸要求，利用所述车削加工装置对激光熔覆后的所述汽轮机转子汽封齿进行车削加工。进一步的，所述获取所述汽轮机转子的激光熔覆工艺参数具体为：根据所述汽轮机转子的材质和修复部位的尺寸制作试件；对所述试件进行多次激光熔覆模拟试验；根据多次激光熔覆模拟试验的结果获得满足使用尺寸和质量要求的激光功率、扫描速度、搭接间距、送粉厚度参数值。进一步的，所述利用所述车削加工装置对所述汽轮机转子汽封齿的损伤处进行粗加工具体为：对所述汽轮机转子汽封齿修复系统的各设备进行安装调试；将所述汽轮机转子安装在经调试后的所述车削加工装置上；利用所述移动式刀架车削所述汽轮机转子汽封齿的疲劳层。进一步的，所述对所述汽轮机转子汽封齿修复系统的各设备进行安装调试的步骤后，还包括：对所述汽轮机转子的表面进行喷砂清理；对清理后的所述汽轮机转子汽封齿进行修复前检测；所述修复前检测包括：对所述汽轮机转子汽封齿的损伤处进行检测，并拍照存档；采用无损探伤方法检测所述汽轮机转子汽封齿的表面是否存在微裂纹；检测所述汽轮机转子的表面硬度。进一步的，所述根据所述汽轮机转子的尺寸要求，利用所述车削加工装置对激光熔覆后的所述汽轮机转子汽封齿进行车削加工的步骤后，还包括：对所述汽轮机转子汽封齿进行修复后检测；所述修复后检测包括：采用无损探伤方法检测所述汽轮机转子的修复部位，确保熔覆层无裂纹夹渣等缺陷；检测所述汽轮机转子的尺寸和形位公差，确保修复部位满足精度要求。本专利技术提供的汽轮机转子汽封齿修复系统包括底座、车削加工装置和激光熔覆装置。车削加工装置和激光熔覆装置均设置于底座上，底座对车削加工装置和激光熔覆装置起到了固定和支撑的作用，保证了汽轮机转子汽封齿修复系统能够正常稳定地作业。具体地，车削加工装置包括卡盘、支撑座以及移动式刀架。卡盘设于汽轮机转子的两端并用于装夹汽轮机转子，支撑座设置于汽轮机转子的下部并用于支撑汽轮机转子，在需要对汽轮机转子的损伤部位进行修复时，将汽轮机转子放置于支撑座上，并利用卡盘对汽轮机转子两端的主轴实施夹紧，汽轮机转子进行回转运动时，与支撑座和卡盘发生相对转动，以保证汽轮机转子汽封齿的修复功能得以实现。移动式刀架设于刀座上并用于对汽轮机转子进行车削加工，利用移动式刀架能够对汽轮机转子汽封齿进行车削加工，除去汽轮机转子汽封齿的损伤部位，以便于激光熔覆装置对汽轮机转子汽封齿进行激光熔覆作业。具体地，激光熔覆装置包括设于汽轮机转子的侧部并能沿汽轮机转子移动的激光器，利用激光器对汽轮机转子汽封齿的损伤部位进行激光熔覆作业，激光器能够进行移动使修复工作灵活、方便，修复效率高，激光熔覆以其变形小、热影响区小，熔覆层性能优异的特点，已成为再制造行业的前沿、高端技术，并在几何复形方面有其独特的优势，利用激光熔覆装置能够实现对汽轮机转子汽封齿的修复作业。由于汽轮机转子汽封齿修复系统对车削加工装置和激光熔覆装置进行了集成，使汽轮机转子汽封齿修复系统的功能多样，既能用于汽轮机转子汽封齿的机加工，又能满足激光熔覆的工装要求，使汽轮机转子能够在一台设备上实现修复作业，有效提高了修复效率。由于车削加工装置利用支撑座对汽轮机转子起到了良好的支撑作用，可以大幅度减少两端的压力，从而解决了转子重，压力大的问题，满足了对汽轮机转子的装夹要求，降低了汽轮机转子的修复难度，利用车削加工装置和激光熔覆装置使修复作业能够高质量、高效率进行，保证了修复作业的顺利完成。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽轮机转子汽封齿修复系统，其特征在于，包括底座以及设置于所述底座上的车削加工装置和激光熔覆装置；所述车削加工装置包括设于所述汽轮机转子的两端并用于装夹所述汽轮机转子的卡盘、设于所述汽轮机转子的下部并用于支撑所述汽轮机转子的支撑座以及用于对所述汽轮机转子进行车削加工的移动式刀架；所述激光熔覆装置包括设于所述汽轮机转子的侧部并能沿所述汽轮机转子移动的激光器。

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机转子汽封齿修复系统，其特征在于，包括底座以及设置于所述底座上的车削加工装置和激光熔覆装置；所述车削加工装置包括设于所述汽轮机转子的两端并用于装夹所述汽轮机转子的卡盘、设于所述汽轮机转子的下部并用于支撑所述汽轮机转子的支撑座以及用于对所述汽轮机转子进行车削加工的移动式刀架；所述激光熔覆装置包括设于所述汽轮机转子的侧部并能沿所述汽轮机转子移动的激光器。2.根据权利要求1所述的汽轮机转子汽封齿修复系统，其特征在于，所述支撑座设置有两个，两个所述支撑座分别与所述汽轮机转子两端的主轴相连；所述移动式刀架设于两个所述支撑座之间，并且，所述移动式刀架能够在所述刀座上进行直线滑动。3.根据权利要求2所述的汽轮机转子汽封齿修复系统，其特征在于，所述支撑座与所述汽轮机转子通过与所述汽轮机转子的主轴的结构相配合的联轴器相连；所述联轴器靠近所述汽轮机转子的一端设置有导轨板；所述导轨板的材质为非金属材料。4.根据权利要求3所述的汽轮机转子汽封齿修复系统，其特征在于，还包括设于所述导轨板的上部并用于向所述汽轮机转子的轴颈处的油道注入润滑油的油润滑装置。5.根据权利要求1所述的汽轮机转子汽封齿修复系统，其特征在于，还包括设于所述卡盘上的联轴器螺栓孔处的铰孔螺栓保护套。6.一种应用如权利要求1-5中任一项所述的汽轮机转子汽封齿修复系统的汽轮机转子汽封齿修复方法，其特征在于，包括：获取所述汽轮机转子的激光熔覆工艺参数；利用所述车削加工装置对所述汽轮机转子汽封齿的损伤处进行粗加工；检测粗加工后的所述汽轮机转子的激光熔覆部位的形位公差；根据所述形位公差以及所述激光熔覆工艺参数，利用所述激光熔覆装置对所述汽轮机转子汽封齿进行激光熔覆；根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑坤，
申请(专利权)人：沈阳大唐斯普瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21