我加工的转子精度误差不到一丝
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  • 2019-10-23 12:54

    我们说什么东西细小时,习惯说它像头发丝那么细,其实这在我这里全不在话下,因为我要加工的发电机的转子部分,其精度要求控制在一丝以内,说得形象一点,就是误差相当于一根头发丝的七分之一。

    参加工作近30年来,我一直工作在车床加工轴的工作第一线,从最小的车床到目前国内最大的车床,从普通车床到数控车床我都干过,长度从1.5米到9米的转子我都加工过,现在每年经我手加工的转子数量可以装配四五十台发电机,总功率可以达到200多万千瓦。

两极汽轮发电机转子精加工创新路

    我叫王长杰,今年50岁,1990年从南阳市第一技校毕业后就进入南阳防爆集团股份有限公司工作,一直从事金工序关键零部件加工,这一干就是将近30年,现在是公司重型车间金工班组组长。

    南阳防爆集团股份有限公司(以下简称“南防集团”)是卧龙电气集团的子公司,中国防爆电机科研生产基地、国家机电产品出口基地、国家创新型企业、国家高新技术企业、中国电器工业协会防爆电机分会理事长单位。自1973年研制成功国产第一台高压中型防爆电机以来,南防集团坚持自主创新,开发出一大批具有自主知识产权的高新技术产品,填补多项国内空白,主导产品正在向高端化、大型化、节能化、智能化迈进。

    随着规划调整,2003年,南防集团在原来生产防爆电机的基础上开始开发生产10千瓦以内的汽轮发电机。这其中包括隐极发电机,同步、异步发电机,军工核电立式电机。从这个时候开始,我从防爆电机的转子加工转向汽轮发电机的转子加工,这一干就是16年。

    针对汽轮发电机轴承转子加工过程中出现的问题,我不断创新,在两级汽轮发电机转子精加工方面闯出了不少新路。

    加工转子首先要面临的一个难题就是:绕性轴如果长时间被放置在车床上就会自然弯曲,从而影响加工精度。并且这种轴粗细还不规则,最粗的地方有1米,最细的地方只有不到100毫米。随着GE结构小轴一体化发电机投入生产,用常规车加工工艺已无法保证转子加工要求,卧车床子自带的中心架也无法满足加工小轴一体化结构。用过去的“一卡一顶”方法加工,根本没办法将轴固定。这怎么办?当时这种轴的加工在国内没有可借鉴的经验,我只能摸着石头过河。要知道,一个转子的成本就有100多万元,这种汽轮发电机对于转子的精度要求特别高,一旦加工失败整个转子就要报废。

    面对从未遇到的难题,我没有轻言放弃,而是通过不断学习琢磨适合的加工方法。经和相关部门沟通,我为设备增配一套大型闭式中心架,并配备相应润滑油站,对转子实施“一卡两托”,从而很好地解决了小轴承的一体化结构问题。在随后的工作实践中,我又根据加工的转子的大小,从“一卡两托”发展到“一卡三托”加工工艺,不仅提高了转子的加工精度,而且为后续转子的加工提供了有利条件。

    现在,经过我的手加工的转子精度能够达到一丝。什么是一丝?通俗地说,我们常人头发丝的直径大约有7丝,而我加工的转子精度达到了头发丝的七分之一。通过工艺优化,每台转子轴可节省5万~8万元,每年可节约40余万元。

    关键零部件我加工

    进厂这么多年来,我先后参与了“神八工程”、4级发电机项目等一系列结构复杂、技术含量高的新产品的关键零部件转子、轴车加工任务,每一项都需要重新编程,重新研究加工方式。面对新问题、新挑战,我不断学习国内外先进经验,积极有效地推进新产品的生产制造进程,克服了一系列车加工过程中的艰难险阻,为公司重大产品的生产制造作出了较大贡献,多次得到用户高度称赞。

    针对DL090重型卧车所加工工件大、加工精度要求高、尺寸保证难度大等现状,我向领导请缨,主动进行专项研究。我在借鉴外单位经验的基础上,自制了重型卧车修理外圆用砂带磨装置,很好地解决了重型卧车加工工件精密外圆留量不均、用常规方法修复难度大问题;同时,我还制造了专用装置,解决了公司两台新购置重型卧车不能进行精密外圆滚压的难题,把1.6米卧车广泛应用的滚压技术拓展到1.8米和2米重型卧车。以上两个项目分别获得2008年公司技术革新3等奖。

    为解决重型卧车尾座缺乏钻孔功能,所加工大轴必须事先在落地镗铣床上钻出中心孔,效率低、生产周期长、工艺路线不顺畅等实际困难,我在查阅大量资料的情况下,提出了在刀架上增加特殊装置固定钻头,先钻出轴端面中心孔底孔,然后使用自制车刀车出锥形中心孔的思路。这种方法经多次实际验证,获得了成功,解决了困扰公司大轴加工的一大难题。该项目获得2009年公司技术革新2等奖,受到表彰奖励。

    公司重点新产品四极凸极发电机,转子极靴材质为34CrNi3Mo合金钢,硬度高、粘度大,切削加工工艺性很差,用常规加工工艺方法车削,刀具磨损快且容易崩刃,尺寸精度、外观质量都达不到要求。我在查阅大量技术资料、反复进行工艺验证的情况下,摸索出了可行的刀具材料和切削加工参数,有效解决了这一困扰发电机生产的加工难题。在此基础上,我不断进行改进完善,采用双刀排分层切削替代单刀排切削,提高工作效率50%以上。

    在后续的两极汽轮发电机转子生产过程中,我又举一反三,将双刀排分层切削加工工艺推广应用到两极发电机转子本体34CrMo1A合金钢外圆散热槽加工中,与反向切削技术相结合,提高了刀具耐用度,降低了磨刀、换刀频次,生产效率大幅度提升,取得了良好效果。此外,我还将同步机转子轴承台滚压技术推广应用到汽轮发电机转子加工生产中去,也大大降低了两极发电机细长柔性转子的加工难度。

    目前,2P发电机已成为我们公司新的经济增长点,年产量在100台以上,总功率数达到200多万千瓦,产值近2亿,其中绝大部分发电机转子都出自我的手。

    我加工的转子粗糙度越来越小

    2003年之前,我们使用的车床还是普通的机械车床,技术含量比较低。2003年之后公司开始引进数控车床,这是全靠程序运行的“新玩意儿”。说实话,之前我虽然觉着数控车床也没什么特别的地方,但真正操作起来才发现完全不是那么回事。原来的车床操作基本上是手动操作,而现在的数控车床全部靠程序说话,编程变得尤为重要。也可能是我对车床有着特殊的感觉,经过3个多月的苦练,我从一个数控车床的门外汉变成了行家里手,只要拿到图纸研究之后我就能熟练准确地编程,很快进入作业程序。

    一个十几吨甚至30多吨的发电机转子进入我们车间的时候还是毛坯,要经过粗加工、精加工的诸多程序才能变成合格的转子。这其中要数细长轴最难加工。因为这种细长轴中间粗两头细,所以普通的轴用两遍就能加工完成,而这种细长轴则需要3遍才能完成。原来我们对电子转子做动平衡需要一二十天才能完成,现在随着工艺的不断优化,我们只要两三天就能完成动平衡。

    还记得2003年我刚接触发电机转子的时候,由于没有现成的经验可供借鉴,一切都是白纸,全是在摸索着前进,第一个转子我和同事加工了40天才完成。随着我们对于转子加工工艺的熟练和优化,现在,同样规格的转子我们只用7天时间就能完成。

不仅干得快,还要干得好。转子加工的粗糙度直接影响发电机的运行质量。现在,我们通过滚压技术代替磨床,转子加工粗糙度越来越小,平时我们加工的转子粗糙度是0.4,最好时能够达到0.2,远远低于0.8的粗糙度标准。

    一人带出四名技师

    作为车工高级技师、集团公司大型产品生产关键工序的技术带头人,我十分注重对年轻人的培养和教育,积极参加公司举办的导师带徒活动,毫无保留地传授技艺,坚持德、艺育人,为企业发展培育急缺高技能技术工人。

在导师带徒方面,我没有太多豪言壮语可以总结,我只是认为只有徒弟们都学有所成了,自己作为老师才脸上有光。如果自己带的徒弟一个个什么也学不会,自己就愧对老师这个称号。因此,对于每一位我带的徒弟,我都会倾囊而赠,只要是自己知道的、徒弟请教的,我都会一股脑地教给徒弟们,让他们能尽快在工作岗位上独当一面。

    自1994年开始带徒以来,我先后带过十几名徒弟,平均每年带出一名熟练车工。尤其是2000年以后,企业规模快速扩张,新产品研发步伐进一步加快,在不断加强学习,丰富自身操作技能的同时,我的带徒积极性更加高涨,先后带出了杨森、王宗林、范喜文、孙志国4名技师,现在这4人全部是车间的生产骨干。

    工作这些年来,我曾经获得河南省“技术能手”称号,多次获得公司级“劳动模范”“质量标兵”“拔尖员工”“金牌工人”“优秀员工”等荣誉。2015年我获得了河南省“高级技师”称号,享受河南省高级技师补贴。2019年5月,我又荣幸地被评为全省装备制造业大工匠,这既是对我工作的肯定,同时也给了我巨大的压力。在今后的工作中,我将再接再厉,为企业的发展贡献更大的力量,带出更多优秀的技师徒弟。

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