摘要: 介紹了水輪發電機磁軛彈性鍵的傳（chuán）統製造工（gōng）藝，通過（guò）分析鍵的特殊材質和結構特（tè）點揭示出傳統加工方法的欠缺和不足，以仙遊機組的彈性鍵加工為例闡（chǎn）述了新製造工藝及檢查方法.

關鍵（jiàn）詞:  

      水輪發電機（jī）磁軛（è）彈（dàn）性（xìng）鍵獨特（tè）的外形特征和（hé）材質性能給製造加工帶來諸多難題（tí）。首先，彈性鍵屬於（yú）薄板件，長而寬，台階麵眾多，切削加工後易發生（shēng）應力變形，會嚴重影響工件的（de）平直度，甚至產生扭（niǔ）斜危害。其次，彈性鍵材質（zhì）硬且有較大彈性形變力，導致鉗工平直困難，若發生長度側彎（wān）和大麵扭斜均無（wú）法有效消（xiāo）除。再次，彈性（xìng）鍵的槽及各台階尺寸公差、形位（wèi）公（gōng）差等要求（qiú）苛刻（kè），中央凸台與（yǔ）兩肩的（de）台階高差需（xū）嚴格（gé）保證，給加工（gōng）和（hé）檢測帶來（lái）很大難度。

      磁軛彈性（xìng）鍵製造質量不穩定是一個困擾東（dōng）方電機（jī）公司多年未決的問題。特別是2012 年7 月，仙遊1#機組工地安裝時發生多根彈性鍵平麵（miàn）度（dù）超差且槽（cáo）內兩肩坍（tān）塌無法使（shǐ）用的質量事故，給東方電機公司的（de）聲譽造成極大影響。仙遊電（diàn）站為300MW 抽水蓄能機組，發電電動機的高轉（zhuǎn）速和複雜工況轉換對轉動部件的可靠性提出極高要求，而彈性鍵作為磁軛緊固裝置直（zhí）接關係機組的安全運行，由此彈性鍵的製造質量改進被提到空前（qián）重要的地位（wèi）。

1 磁軛彈性鍵傳統製造工藝

      磁軛彈性鍵一般用於水輪（lún）發電機轉子（zǐ）支架主立筋處的磁軛鐵心固定，通常與墊板、磁軛（è）鍵配（pèi）合（hé）使用，構成轉子磁（cí）軛徑向漲緊（jǐn）的複合鍵結構( 見圖1) 。彈（dàn）性（xìng）鍵在東方電機公司的設計與使用最早出（chū）現於三峽右岸機組，隨後水布埡、瀑布溝（gōu）、仙遊等電站有采用。

     磁軛彈（dàn）性（xìng）鍵的結構特點是鍵（jiàn）中（zhōng）部設計有一（yī）個比（bǐ）兩肩略低的凸台（tái），當鍵與磁軛墊板裝配後會在凸（tū）台貼合（hé）麵形成間隙。該間隙在磁軛（è）冷打鍵時消除以（yǐ）提供磁軛固定的預緊力。同時（shí）彈性鍵采用屈服強度較大、韌性（xìng）較好（hǎo）的（de）材料製作，進一步提高磁軛漲緊的預應力，見圖2，圖3。磁軛彈性鍵的傳統加工工藝流程見圖4。

      彈性（xìng）鍵按傳統方（fāng）式加工時，銑序全部在數控（kòng）龍門銑上完成，利用吸胎進行裝夾，工件在自由狀態下加墊吸緊，采（cǎi）取反複翻身的方式銑（xǐ）削，半精銑時銑出彈性鍵（jiàn）的T 形，精銑後鍵的外形尺寸到位。

      在全麵了解彈性鍵廠內生產現狀的基礎上，分析得出仙遊1# 機工（gōng）地質量問題的主要原因可能為（wéi）加工周期短致應力未有效（xiào）釋放、進刀量偏（piān）大致應力集中，但也折射出傳統加工工藝的幾點不足:

      ( 1) 外形銑削順序欠妥，使得（dé）鍵在龍門銑反複翻身加工不便。

      ( 2) 平（píng）直方（fāng）式不合理，鍵精（jīng）銑後要求校平但隻有槽兩側窄邊（biān）作支（zhī）點、中央凸台會被壓塌。

      ( 3) 檢查方法存在局限，它僅用塞尺檢查鍵與墊板配對後的兩頭間隙，無法真實反映鍵中間段與墊板的貼合情況。

2 彈性鍵製（zhì）造工藝改進

      基於上述（shù）磁軛彈性（xìng）鍵製造（zào）難點及加工方法不足的分析，本次工藝改進以仙遊（yóu）項目為依托，從加工工藝、平直工（gōng）裝和檢查方法等三方麵提出改進措施。

      2. 1 彈性鍵加工工藝改進

      2. 1. 1 新加工工藝的出發點

     新加工工藝的出發（fā）點主要為以下幾個方麵:

      ( 1) 改變銑鍵的裝夾方式，粗銑（xǐ）和（hé）半精銑時采用工裝頂（dǐng）子（zǐ）頂緊毛坯，避免吸胎裝（zhuāng）夾固有（yǒu）的（de）加工應力不能及時釋放的缺陷。

      ( 2) 調整鍵外形加工的先後順序，在粗銑時即開出正麵槽、銑（xǐ）出背麵T 台（tái），讓大（dà）部分銑削量在粗加工時完成，減少半精銑及精銑的應力累計。同時優化鍵的每（měi）步銑削外形以兼顧鉗工平直操作方（fāng）便; 取（qǔ）消傳統方式下鍵精銑後的平直要求，避免產生有害變形。

      ( 3) 規範鍵的起吊和擺放，序間運輸采用雙吸吊（diào）起吊，擺放（fàng）提製專用料盤和木墊板，以防止鍵轉運過程中的變形。

      2. 1. 2 彈性鍵新加工工藝

      彈性鍵新加工工藝為:

      ( 1) 鉗工（gōng）平（píng）直彈（dàn）性（xìng）鍵毛坯，要求（qiú）平麵度小於2 mm，扭斜小於1 mm。

      ( 2) 龍門刨粗刨鍵，加工一麵見平、厚度至53 mm。

      ( 3) 數控龍門銑粗銑鍵，側邊留2 mm 餘量，上平麵見平、銑出正麵（miàn）槽形輪（lún）廓( 槽寬和深度留2 mm餘量，中央凸（tū）台高度與正麵（miàn）齊平) ，翻麵銑背部H75 凸台( 該麵及凸台留2 mm 餘量) 。要求: 在龍門銑（xǐ）平台上配合頂子（zǐ）頂緊加工，進刀量控製在（zài）0. 5 mm，需全程澆乳（rǔ）化（huà）液冷卻。

      ( 4) 鉗工平直粗銑後的彈（dàn）性鍵，要求平麵度小於1 mm，扭斜小於0. 5 mm。

      ( 5) 數控龍門銑精銑（xǐ）鍵背麵及H75 凸台至尺寸（cùn），翻麵（miàn）半精銑正麵槽形留1 mm 餘量。要求: 在龍門（mén）銑平台上配合（hé）頂子頂緊加工，嚴格控製進刀量在0. 5 mm，需全程澆冷卻液（yè）冷卻; 正麵槽中間（jiān）H75 凸台與（yǔ）兩（liǎng）肩H25 台在半精銑時等高加工。

      ( 6) 鉗工平直彈性鍵，要求平麵度小於1 mm，扭斜（xié）小於（yú）0. 5 mm。

      ( 7) 數控龍門銑（xǐ）精銑鍵正麵（miàn）槽形，最後銑出中間H75 凸台低0. 6 mm。要求: 在吸胎（tāi）上加工，嚴格控製進刀量在0. 5 mm，需全程澆冷卻液冷卻，中間凸台低（dī）0. 6 mm 由（yóu）兩次進刀銑出( 每次0. 3 mm) 。

      ( 8) 劃線( 劃線組) 。

      ( 9) 飛頭，鑽M12 底孔（kǒng）( 鏜床) 。

      ( 10) 攻M12，與墊板配對檢查、打標記( 鉗工) 。

      2. 2 彈性鍵平（píng）直（zhí）工裝（zhuāng）改進

      彈性鍵傳統（tǒng）平直工藝是在鍵精銑後采用開槽麵朝下的方式放置於油壓機平台，通過上方I 型墊塊傳遞壓頭壓力（lì）。該方式平鍵的不足在於: 其實際支點為鍵兩邊緣台階，壓頭壓後易導（dǎo）致槽內（nèi）的（de）中央凸台H75 下榻高出兩邊台階H25 而（ér）失去彈性結構。

      改進的（de）平鍵工藝取消了鍵精銑後的平直要求，同時（shí）增加II 型平鍵墊塊供半精（jīng）銑後使用。具體（tǐ）平鍵工藝為: 鍵粗銑後（hòu）利用I 型平鍵墊塊卡入鍵背部凸台再上立式油壓機平直; 鍵（jiàn）半精銑後增加II 型平鍵墊塊卡入鍵的正麵槽，使槽內3 個台階麵成為支點進行平直，以保證（zhèng）鍵體大麵積受力，進而減少有害變（biàn）形、提高平鍵（jiàn）質量。

      2. 3 彈性鍵檢查方式改進 

      彈性鍵的傳（chuán）統檢查方法（fǎ）是將鍵與墊板裝配在一起僅用塞尺測兩端頭間隙是否合格，它反映不出鍵中（zhōng）間段與墊板的實際配合情況（kuàng），同時忽視了槽內兩邊台（tái）階等高、中央凸台與兩肩高差等指標的考（kǎo）核。

    彈性鍵新檢（jiǎn）查方（fāng）法如（rú）下:

      ( 1) 單（dān）件檢查。利用刀口尺檢查彈性鍵槽口內兩邊（biān）H25 台階是否（fǒu）等高，配合塞（sāi）尺檢查中間H75 凸台（tái）與兩（liǎng）邊H25 台（tái）階的高（gāo）差是否滿足圖紙0. 6 mm。

      ( 2) 配（pèi）對檢查。用（yòng）塞尺檢查彈性鍵（jiàn）與墊板裝配後的兩端頭配合間隙。

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3 彈性（xìng）鍵製造新工藝的試用及推廣

      本文所述（shù）的工藝改進已（yǐ）在仙遊4# 機彈（dàn）性鍵的試製中進（jìn）行（háng）了驗證。實踐證明新方法能有效消除各序加工應力導致的鍵變形，縮短序間時效時間，降低鉗工平直（zhí）難度，最終產品（pǐn）能完（wán）全滿足設計圖（tú）紙的使用要求。目前，彈性鍵製造新工藝已在仙遊後續機組的（de）生產中全麵推廣。

4 結語

      本文在總結和借鑒了以往彈性鍵生產經驗的基礎（chǔ）上，探討從加工工藝、平直工裝及檢查方法等（děng）方麵全麵優化彈性鍵的製造（zào）工藝，以期（qī）持（chí）續（xù）提升東方電機公（gōng）司磁軛彈性鍵的製造水平、確保工地轉子裝配的安全可靠。