大学生电机厂实习报告

2018-05-26 实习报告

哈尔滨电机厂有限责任公司始建于1951年,国家一级企业,原名哈尔滨电机厂,1994年10月改组为股份制企业。经过50多年的发展,现已成为我国生产大、中型发电设备、大中型交直流电机及配套控制设备的重点骨干企业。哈电的产品遍布全国各地,生产的水轮发电机约占国产水电机组总装机容量的1/2,汽轮发电机约占国产汽轮发电机总装机容量的1/3。哈电拥有自主研发、设计、制造能力。哈电的主导产品有:水轮机、水轮发电机、汽轮发电机、电站主机配套的控制设备和大中型交直流电机共6大类。

  哈电曾创造了我国发电设备制造史上的多个“第一”,如自主开发成功制造了新中国第一台水轮发电机组;成功开发的葛洲坝125兆瓦水轮发电机组荣获国家科技进步特等奖和第一枚国家级质量金牌奖;成功制造了第一台国产单机容量最大的600兆瓦汽轮发电机;成功制造了我国最高水头混流式水轮发电机组;成功制造了转轮直径居国内首位(直径8.3米)的水轮发电机组;成功制造了我国最大的宝钢2050热连轧机配套电机,各项指标均达到世界先进水平。

  改革开放以来,哈电人抓住种种机遇,积极探索与国外企业合作的途径和方式方法,从最初的来料加工、来图制造,到联合设计,共同投标,合作生产,与国外大企业大公司平起平坐,直至今天独立在国际市场承揽大型项目,走出了一条由量变到质变的外向型经济的成功之路。至今,哈电已与德国西门子公司、美国西屋公司、日本日立公司、法国阿尔斯通公司、瑞士ABB公司和挪威GE公司等12个国家30多家企业建立了合作关系,产品行销加拿大、美国、巴基斯坦、日本、伊朗等16个国家,为国外26座电站装备了107台机组。截止2000年底,累计创汇24857万美元。

  第2章 实习收获

  2.1 铸造技术

  2.1.1 铸造定义

  定义(GB/T5611-1998):

  铸造——熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。

  铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间.铸造是现代制造工业的基础工艺之一。

  2.1.2 铸造分类? 铸造种类很多,按造型方法习惯上分为:

  ①普通砂型铸造,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。

  ②特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。

  ? 按照成型工艺可分为:

  ①重力浇铸:砂铸,永久模铸造。依靠重力将熔融金属液浇入型腔。

  ②压力铸造:低压浇铸,高压铸造。依靠额外增加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔。

  2.1.3 铸造工艺  铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。

  金属熔炼不仅仅是单纯的熔化,还包括冶炼过程,使浇进铸型的金属,在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此,在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试,液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时,为了达到更高要求,金属液在出炉后还要经炉外处理,如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。

  2.2 锻造技术2.2.1 锻造定义

  利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,同时由于保存了完整的金属流线,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。

  2.2.2 锻造分类1) 根据坯料的移动方式,锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。

  2) 按变形温度,锻造又可分为热锻(锻造温度高于坯料金属的再结晶温度)、温锻(锻造温度低于金属的再结晶温度)和冷锻(常温)。

  3) 根据锻模的运动方式,锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。

  >  2.2.3 锻造的材料和流程  锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。

  一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好,形状和尺寸准确,表面质量好,便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件,不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。

  铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织,有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形,将柱状晶破碎为细晶粒,将疏松压实,才能获得优良的金属组织和机械性能。

  对浇注在模膛的液态金属施加静压力,使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形,就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法,特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。

  不同的锻造方法有不同的流程,其中以热模锻的工艺流程最长,一般顺序为:锻坯下料;锻坯加热;辊锻备坯;模锻成形;切边;中间检验,检验锻件的尺寸和表面缺陷;锻件热处理,用以消除锻造应力,改善金属切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矫正;检查,一般锻件要经过外观和硬度检查,重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。

  2.3 焊接技术2.3.1 焊接定义

  焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中,通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。19世纪末之前,唯一的焊接工艺是铁匠沿用了数百年的金属锻焊。最早的现代焊接技术出现在19世纪末,先是弧焊和氧燃气焊,稍后出现了电阻焊。20世纪早期,随着第一次和第二次世界大战开战,对军用器材廉价可靠的连接方法需求极大,故促进了焊接技术的发展。今天,随着焊接机器人在工业应用中的广泛应用,研究人员仍在深入研究焊接的本质,继续开发新的焊接方法,以进一步提高焊接质量。

  2.3.2 焊接分类与方法

  金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类.

  熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法,

  熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

  在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。

  为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。

  压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。

  钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。

  对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。

  厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。

  搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。

  采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。

  角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。

  2.4 数控2.4.1 数控简介

  数控(英文名字:Numerical Control 简称:NC)技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制,因此数控也称为计算机数控(Computer Numerical Control ),简称CNC,国外一般都称为CNC,很少再用NC这个概念了。

  它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年,穿孔的金属薄片互换式数据载体问世;19世纪末,以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明;1938年,香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输,奠定了现代计算机,包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年,第一台数控机床问世,成为世界机械工业史上一件划时代的事件,推动了自动化的发展。

  现在,数控技术也叫计算机数控技术(CNC,Compute Numerical Control),目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成,处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。

  2.4.2 数控编程

  数控机床是按照事先编制好的加工程序,自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等),按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单,再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器),然后输入到数控机床的数控装置中,从而指挥机床加工零件。

  这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。数控机床与普通机床加工零件的区别在于控机床是按照程序自动加工零件,而普通机床要由人来操作,我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此,数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件

  2.5 水轮发电机 用水轮机作为原动机的发电机。水流经过水轮机时,将水能转换成机械能,水轮机的转轴又带动发电机的转子,将机械能转换成电能而输出。是水电站生产电能的主要动力设备。

  水轮发电机由水轮机驱动。它的转子短粗,机组的起动、并网所需时间较短,运行调度灵活,除一般发电外,特别宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮发电机组的最大容量已达70万千瓦。

  柴油发电机由内燃机驱动。它起动迅速,操作方便,但发电成本高,主要用作应急备用电源,或在大电网没有达到的地区和流动电站使用。容量多在几千瓦至几千千瓦之间。柴油机轴上输出的转矩呈周期性脉动,须防止共振和断轴事故。

  水轮发电机的转速将决定发出的交流电的频率,为保证这个频率的稳定,就必须稳定转子的转速。

  为了稳定转速,可采用闭环控制的方式对原动机(水轮机)转速进行控制,即将发出的交流电的频率信号采样,并将其反馈到控制水轮机导叶开合角度的控制系统中,去控制水轮机的输出功率,通过反馈控制原理,就可以让发电机的转速稳定了。

  2.6 汽轮发电机用汽轮机驱动的发电机。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功,使叶片转动而带动发电机发电,做功后的废汽经凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环使用。

  汽轮发电机是与汽轮机配套的发电机 。其转速通常为3000转/分(频率为50赫)或3600转/分(频率为60赫)。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风磨耗,转子直径一般较小,长度较大(即细长转子)。这种细长转子使大型高速汽轮发电机的转子尺寸受到限制。20世纪70年代以后,汽轮发电机的最大容量达130~150万千瓦。

  第3章 实习体会

  6天的参观学习,让我收益匪浅。实习中,使我能有机会接触到专业中的那些“只闻其声,未见其人”的大型设备,能了解到理论与实际操作的不同,了解到了目前工业水平的现状,收获颇多,感触也颇多。

  一直以来,书本上的知识总是以一副高姿态凌驾于实际之上,课堂与实践脱节,而我也一直渴望能有这样的机会,能亲身到现场,去了解工人师傅是如何操作机械的。真正到了现场,才发现很多书本上的道理到了实际中我们并不一定能做出来,有工艺的原因,也有材料的原因;而与此相反的,很多理论不可行的东西,却能在师傅手中,凭借丰厚的经验和娴熟的技巧给予以实现,不得不让人叹服。

  实习中的另一个认识就是,我们国家的工艺水平比起欧美、日本等发达国家来说,还是有一定差距的。人家的机床可以做出来的东西,我们自己的机床却因为精度的原因而做不出来,有时候还被迫得出高的离谱的价格去买人家的产品,这不能不说是一个让人感慨的现实。我们国家现在还需要大量的高技术人才,切切实实的从基层学科提高整个工业现代化的水平,这才是当务重中之重。

  最后,感谢带队老师这么多天的辛苦工作。


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