水輪機(jī)是將水流付出的水能轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)輪機(jī)械能,使轉(zhuǎn)輪和主軸鍛件克服各種阻力而連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)起來的機(jī)器,再由機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子變?yōu)殡娔堋4笮退啓C(jī)為豎軸式,中小型水輪機(jī)可以是橫軸式。橫軸水輪機(jī)主軸的一端由彈性聯(lián)軸器連接,而另一端則靠法蘭與鍵與轉(zhuǎn)輪連接,大型豎軸的主軸通常在軸身兩端制成兩法蘭,一端法蘭與水輪的轉(zhuǎn)輪固定,另一端法蘭與發(fā)電機(jī)軸聯(lián)接(橫向再用圓柱銷定牢)。水輪機(jī)主軸要承受水輪機(jī)重量,水推力,軸承徑向力,拉應(yīng)力和扭應(yīng)力,各只把合螺栓應(yīng)受剪切力等組合作用力,因而主軸在水輪機(jī)中起到相當(dāng)關(guān)鍵另件,它的材料通常采用35#,45#或20SiMn(鍛造),其主軸的加工尺寸精度,粗糙度,形位公差等要求較高。
以軸流定式水輪機(jī)主軸為例(豎軸,如圖1示),淺淡主軸的加工工藝,該主軸材料為鍛鋼45#(實(shí)心軸),主軸一端法蘭面與轉(zhuǎn)輪連接,主軸另一端法蘭面與發(fā)電機(jī)軸鍛件連接,兩端都采用凹凸止口定位,并用連軸螺栓進(jìn)行聯(lián)接,然后用橫圓柱銷將各體定位牢。主軸與轉(zhuǎn)輪,主軸與發(fā)電機(jī)軸都靠法蘭面連接面產(chǎn)生摩擦力傳遞扭矩。主軸的加工,其尺寸精度要求高,與一般主軸的區(qū)別為:兩端法蘭外側(cè)面,內(nèi)外止口,法蘭外圓相對(duì)于軸身水導(dǎo)軸承檔跳動(dòng)必須保證在0.02mm以內(nèi),且法蘭直徑公差在0.02mm 以內(nèi)(包括作好主軸的兩端中心,其兩端中心孔必需做得非常準(zhǔn)確,作車削與安裝基準(zhǔn)用)
加工工藝分析:主軸鍛件的加工難度由兩方面原因造成,一是由于主軸的形位公差過小,二是由于它本身的結(jié)構(gòu)特殊,從結(jié)構(gòu)上看,主由毛坯由于是45*鍛造實(shí)心軸,而且水導(dǎo)軸承檔內(nèi)腔要加工成30X180端面槽,難度大,軸承檔外園均布8-13導(dǎo)油孔勢(shì)必造成加工過程中的斷續(xù)切削力,并影響工件的表面質(zhì)量,從材料上看,試棒實(shí)測(cè)力學(xué)性能硬度偏高,這些都將對(duì)切削加工構(gòu)成影響。