浅谈成组技术在水轮发电机制造中的应用

浅谈成组技术在水轮发电机制造中的应用

摘要:在水轮发电机制造领域中,由于电站水头及各种条件的多样化,使其机组多样化,机组各类零部件在工艺制造生产中多品种,小批量是其主要特点。而单件小批量生产的生产率低、成本高,制造周期长,管理复杂,若能改变这种多品种小批量的落后状态为少品种中(大)批量的生产状况,对于充分利用设备,提高生产率,缩短制造周期,降低生产成本及提升企业的竞争力有着巨大的现实意义。

关键词:水轮发电机成组技术

1 背景

水轮发电机制造中由于其机组工件的特殊性即品种繁多,批量少(多于10件的零件少之又少)造成制造系统的管理复杂,设备利用率低,加工工序多,工件转运频繁,生产准备时间较长,实际的加工调整时间占整个制造的时间较多,使得整个生产系统的管理十分复杂,甚至会造成生产的管理混乱,大大降低企业效益。但是水轮机产品中的零件相似性是客观存在的,且遵循一定的规律。统计资料表明水轮发电机相似件(各类主轴轴、法兰盘、导叶、转轮体等)约占零件总数的60%~80%,这些相似键之间存在的结构形状和加工制造方面的相似性可以大量应用成组技术。

2 成组技术在东芝水电的应用及发展

东芝水电是一家生产大中型水轮发电机组的厂家,近年来产品遍布全国各地,产品种类包括灯泡贯流机、混流机、轴流机及抽水蓄能机组。下面浅谈成组技术在水轮发电机制造流程中的应用。

成组技术:其基础是相似性。相似性是指不同类型、不同层次的系统之间存在的一些共同的物理、几何及功能等方面的具体属性及特征,指的是属性及特征相似但数值上有差别的现象。具体到水轮发电机生产中而言,就是将水轮发电机生产制造中的多种产品、部件或零件,按照一定的相似准则,分类编组并以这些组为基础,组织生产各个环节,实现多品种小批量生产的产品设计制造和管理的合理化。从而克服传统小批量生产方式的缺点,使小批量生产能获得接近中大批量生产的技术经济效果。

对于水轮发电机各零件而言,笔者用十余年的水轮发电制造领域的实践经验来进行浅要的归类、整理。分析与读者共勉。对于水轮发电机制造工艺而言,成组技术的应用在提高生产效率缩短技术准备及制造周期,节约成本方面,显得比零件的设计有过之而无不及。对于机组结构特征相似的零件进行归类或结构不同但是工艺流程相思也可以进行归类由此出发工艺过程工作便可以得到简化,生产技术准备及安排同样可以得到简化,使生产计划、工艺工装夹具准备、生产组织、设备利用等项工作水平得以提高。

2.1 生产流程成组分析法

水轮发电机应用最简单、方便且有效的成组技术应用便是生产流程分析法。即按照机组中生产工件的工艺特征相似性分类,根据每种零件的特征,例如在贯流机组中的外导环、内导环与混流机中的顶盖、底环。虽然工件的结构相差很大,但工艺路线可以统一为:钳→铣(镗)→车→镗,每道工序设备的选择也可以统一,所以在生产的适时安排合理的条件下,可以有效缩短、缩短刀具、工装、夹具的重复装夹及机床的重复调整,大大缩短辅助时间。

2.2 机组零件的成组生产的组织形式

(1)成组单机:针对一些工序相同的或工装夹具应用相同的零件族集中在一台机床上。例如公司的大型立车MSKJ80-160,在加工大型回转类工件时需要在花盘上组装重轨以扩大机床的加工范围,若工件较小则不需组装。组装一次重轨需要花费2人一个台班的时间,同时机床也就需要停机一个台班。若生产安排不当,工件大小交错生产的会大大延长待机时间,且增加操作人员的劳动强度,若安排得当如把定子机座、外导环、顶盖、底环、座环、转子支架、内外壳体等需要重轨的工件有机连续的安排生产则可以大大提高机床的的利用效率,降低辅助时间,减轻员工的劳动强度,同时就节约成本。

(2)成组生产单元:针对一组或机组相似零件的全部工艺过程,用相应的一组机床完成,既制造的工序集中。针对公司灯泡贯流机的活动导叶生产特点进行分析,引进了导叶加工机床BF130.下面介绍灯泡贯流机的工艺流程:钳工划线→镗轴头及内侧轴孔→粗车轴头及内外

球面→粗铣导叶翼形→精车轴头→精车轴头及内外球面→精铣翼型及啮合面。针对活动导叶的加工流程长,倒运次数多辅助时间长,引进数控导叶加工专机(BF130)合并了除钳工外的所有工序,工件只需倒运一次即可完成加工。以黄丰电站的活动导叶为例,每只活动导叶加工缩短约5小时加工时间,4台机组共64只活动导叶,缩短256小时,效益是可观的,同时减少行车吊装倒运,简化了生产管理。

现在机械制造领域,大批量的生产可以采用各类自动机床和自动生产线来提高生产率,单件小批量生产可采用各种数控机床来解决。但是单件小批量生产即时采用数控机床只是可以解决,但伴随着调整及其它为辅助时间的增加也会降低生产效率及经济效益。成组技术就是将各类结构或加工工艺类似的零件集中在一起,使重大批量生产中行之有效的高效率工艺方法及设备可以应用到制造加工中去,以达到降低辅助时间提高生产效率的目的。

3 结论

成组技术不仅应用于水轮机制造工艺方面。若能在水轮发电机产品设计,工艺设计,机械制图、劳动定额测定、生产管理各方面推广应用,则可以大大降低从机组产品设计到电站发电运行各个环节的辅助时间,即可以大大降低生产成本及费用。成组技术在水轮发电机制造中的应用有着十分广泛的潜力及基础,它是一个系统工程,把水轮发电

机中小批量生产的制造管理做为一个生产系统整体,统一协调生产活动的各个方面,全面实施成组技术,提高综合经济效益,避免设计、制造、管理的重复性劳动,减少工艺工装夹具准备工作和降低由于设备或人员频繁更换所需要的机床调整时间。随着生产的进一步优化和成组技术在水轮发电机组制造中的不断深入应用,水轮发电机制造系统的生产组织管理、降低成本及提升公司的制造技术和行业水平将发挥重要作用。