摘要：裝備制造是關系國家命脈的大事，是我國制造業的重中之重，習近平同志在黑龍江省考察工作結束時的講話也明確指出，裝備制造要搶抓機遇，貫徹新發展理念，深化改革開放，激發創新活力，闖出一條新形勢下振興發展的新路[1]。汽輪發電機技術經過國外引進、消化吸收、自主研發等發展階段，已逐漸線形成成熟的生產加工方法及產品制造工藝，但在實際的生產制造過程中仍存在未攻破的制造工藝難題和亟待優化的生產制造工藝方法，我們只有不斷摸索創新，才能滿足現代制造更嚴格、更高標準的要求。本文針對300MVar新型調相機項目在實際生產制造過程中出現的問題及加工工藝方法改進進行研究分析，并將成果推廣運用到其他傳統機組的生產制造中，力求對裝備制造業的持續健康發展起到促進作用。

　　關鍵詞：機械加工;電機制造;技術創新;工藝方法

　　1.課題概況

　　300MVar新型調相機可瞬時為電網提供其自身容量數倍的動態無功，響應速度為毫秒級，填補了動態無功補償用新型調相機領域的世界空白，對保證特高壓電網安全穩定運行起到了“定海神針”的作用，被稱為“國之重器”。該新型調相機的輸出無功范圍-260~300Mvar、轉速3000r/min、Td’為0.736S、Xd”為0.921、短路比0.89、進相深度260Mvar、穩態負序能力10%、暫態負序能力10S，相關性能指標均達到世界先進水平[2]。它具有制造周期長、精度要求高、制造難度大、運行環境復雜等特點，主要結構構成包括定子、轉子及相關輔機設備。

　　2.調相機生產制造過程的問題及工藝方法改進研究

　　2.1轉子導電桿絕緣套筒熱套問題及工藝改進

　　對于調相機項目的生產制造，轉子是整個機組的核心部件之一，關系整個機組的安全穩定運行。但在實際的生產制造過程中，會因其絕緣套筒材質不一致、加工工藝不同、環境等因素影響，致使絕緣套筒出現熱套時膨脹量不符合設計技術要求，從而導致該系列產品絕緣套筒經常出現破損、電氣試驗破壓等問題的發生，對產品的穩定型、可靠性和生產周期造成極大沖擊。

　　該項目在生產制造前充分汲取以往轉子制造過程存在的問題，提前規范采購技術要求、優化加工方式、完善熱套工藝流程要求并實施，效果顯著，連續出產的產品均達到精品技術要求。1.結合項目特點，改變傳統整體外包的采購方式，實地考察絕緣套筒供應廠家生產規模及產能，規范、嚴格采購技術標準，擇優錄用，有效的確保了供應套筒的一致性，保證了絕緣套筒從外觀到性能參數的絕對可靠。

　　2.改變以往加工工藝方法和尺寸檢測方式，廢棄絕緣套筒內徑及外徑的配車要求，采用套筒內徑一次成型的加工工藝，有效的避免了尺寸變化不均致使局部受力破壞或電氣試驗破壓問題的發生。3.完善加熱熱套工藝要求，結合絕緣材質性能反復試驗，選擇合理的熱套溫度和熱套時間，確保絕緣套筒膨脹系數的一致性，將溫度有160℃調整為190℃，保溫時間30min，控制膨脹量≥0.1mm，并在1min內完成整個熱套作業過程。

　　2.2新型調相機定子機座加工工藝方法改進

　　定子機座是調相機的重要核心部件之一，具有尺寸大、加工精度要求高、生產周期長的特點，而且屬于新、難、重、變、大項目，如采取傳統的機械加工工藝流程，顯然不能滿足性能指標要求和項目節點需求，我們須結合項目參數要求和設備性能，準確無誤的編制新的工藝加工流程。而且，在新的加工工藝流程實施過程中，完善出現的密封槽接刀問題并固化解決方法，形成一套可行可靠的、新的加工工藝流程。

　　2.2.1定子機座加工工藝流程創新及應用

　　2.2.1.1加工基準確立及定子機座找正工序

　　機座加工前，由劃線工配合激光找正儀對機座水平線、垂直中心線及各位置加工線進行標記，確保各部位水平、垂直和擺度符合技術圖紙要求，數控打點局部加工底腳找正帶，完成定子機座加工基準的確立。

　　2.2.1.2出線端加工工藝

　　加工出線端端面，改變以往加工工裝器具，采用φ400銑刀盤，嚴格控制加工余量10mm至15mm間焊接變形問題，從內向外沿圓周走刀，確保靠近中心圓周區域減少接刀存在。密封部位采用φ200銑刀盤，將斷面劃分成5個區域分段加工，區域間首創+0.03至-0.03mm的“進退刀加工”方式，完美的將整個端面接刀臺范圍控制在0.01mm至0.03mm之間，端面平面度控制在0.2mm以內。粗、精銑出線端內圓φ3240尺寸，銑刀選擇要求也相對嚴苛，粗銑需使用φ63玉米銑刀，精銑時采用φ50合金銑刀加工，以確保精銑粗糙度優于技術文件要求。在調相機定子機座的整個生產制造過程中，我們顛覆了傳統的“螺旋銑加工”方式，創新性的采用“首尾進刀銑加工”方式，有效的提高了進刀的可控性和加工的準確性。

　　2.2.1.3定子機座頂罩加工工藝創新

　　在加工頂罩兩側45°斜面和頂部斜面時，舍棄傳統的φ80玉米銑刀加工方式，避免其少韌性、大進給和大切深加工缺點造成加工產品不符合技術要求。經過對比試驗，采用φ50合金銑刀加工，充分發揮了刀具抗沖擊強、韌性好的優點，經實際加工數據對比發現該部位采用φ50合金銑刀比φ80玉米銑加工速度提高25%左右。

　　加工端部頂罩側面時，簡化傳統的“六步走”工藝流程，簡化為“四刀”加工工藝方式，確保立銑頭始終從上至下一個方向加工，避免了操作人員來回調整立銑頭方向，極大節省了找正立銑頭的時間。

　　2.2.2定子機座加工密封槽接刀問題加工工藝方法改進及應用

　　在調相機定子機座加工過程中，因加工面積極大，無法一刀成型，勢必會出現接刀痕的產生，從而影響產品的平面度及外觀，尤其在機座密封槽位置變現尤為突出。該密封槽位于機座出線面瓷瓶的把合位置，槽寬尺寸公差為0.15mm，槽深尺寸公差為0.15mm，這兩個尺寸直接影響密封墊圈裝入后的密封效果，甚至影響密封圈的使用壽命。同時，槽寬尺寸與直徑尺寸為關聯尺寸，槽寬尺寸的大小將直接影響密封圈裝入密封槽后的實際位置，過大或過小都不合適，對機組整體氣密性和安全穩定運行均有嚴重的影響。

　　受限于加工設備條件影響，該密封部位加工難度較大，在機床精度無法保證的情況下，我們果斷調整加工工藝方法來確保密封部位符合圖紙技術要求。通過改造懸伸鏜頭，改變傳統密封槽的“銑削加工”方式，采用“車削加工”。2.增加副刀架及刀具徑向插口，同時增加軸向及徑向頂絲夾緊，將導軌面進行研修。3.使用鈷高速鋼車刀進行刃磨，通過刀具角度變化及車削切削參數的調整，消除由于表面硬化及硬度高等原因造成的刀具損壞及效率低問題。4.車削方式僅使用鏜桿作為進給軸，不涉及多軸聯動，消除了由于機床精度不足造成的位置誤差，改造后的懸伸鏜頭作為旋轉軸，穩定性大幅提高，旋轉速度可調范圍變大，滿足了刀具切削參數的選擇多樣性。

　　3.研究意義及推廣效果

　　通過300Mvar新型調相機項目生產制造過程中諸多新工藝、新方法的嘗試及應用，我們對重型裝備制造技術又有了進一步積累，尤其在定子機座加工、轉子繞組裝配、定子裝配等關鍵工序，全面改變傳統的生產制造工藝，應用新的工藝研究成果，極大的縮減了加工周期、提升了產品質量、實現了可觀的技術創新效益。如在印尼玻雅60萬機組、吉木薩爾、永州及上海廟百萬機組、孟加拉等項目的生產制造過程中，充分應用“四刀”加工工藝、密封部位車削加工工藝、絕緣尺寸一次成型、“分段加工，首尾進刀控痕”工藝方法等，實現了制造周期縮短20%、經濟效益提升37%的良好效果。

　　4.結束語

　　目前，我國正處于危機四伏的爬坎期，也處于機遇與挑戰并存的窗口期，尤其對于重型裝備制造，如何適應社會的高速發展需要、落實國家“高質量”發展要求，獲取“未來智造”的解決方案，創造更多具有完全自主知識產權的新產品，是我們接下來應該思考的問題。我們只有牢記初心和使命，不斷激發內生動力，積極開拓、敢于創新，才能助力行業發展“新突破”。

　　電力論文投稿刊物：中國電力設有電力與經濟、發電技術、電力系統、輸配電、電力自動化、環境保護、電力信息化、新能源等欄目。

　　參考文獻

　　[1] 東北振興時間表出爐新一輪改革有啥亮點?_經濟觀察_人民論壇網

　　[2]. 符星晨;哈電機造出世界首臺全空冷300兆乏調相機[N];中國能源報;2017年

　　[3]. 朱鵬飛;閻乃臣;張沖;王群鋒;;300MVar新型空冷調相機在雙極閉鎖過程中無功出力過程分析[J];電子元器件與信息技術;2018年06期

　　[4]. 阮羚;王慶;凌在汛;楊鵬程;崔一鉑;蔡萬里;陶騫;;新型大容量調相機性能特點及工程應用[J];中國電力;2017年12期

　　作者：盧軍紅