车工高级技师论文 Doc1

车工高级技师论文 Doc1

氮压机导流盘改造性修复加工专用夹具应用

易小虎

新钢钒能动中心

摘要:本文介绍了利用车床的加工特点，设计了一套特殊的专用加工夹具，经过复杂的加工工艺，改造性修复了一台美国生产的中压氮气透平压缩机导流盘的过程，在氮压机导流盘没有备件的情况下，通过对导流盘的修复，达到了使用要求，从而保证了攀钢生产所需氮气的供应。

关键词:氮压机导流盘专用加工夹具压整加工平行度加工精度

1、引言:氧气厂是新钢钒下属的工厂，主要负责攀钢的气体生产，以供攀钢炼铁、炼钢、热轧、冷轧的需要;主要产品有氧气、氮气、氩气等生产供气。该厂一台美国生产的中压氮气透平压缩机，在生产过程中发生了异常，2006年11月设备因故障被迫停机，解体检查发现，4级导流盘定位销被剪断，导流盘内孔径向受工作轮磨损约130?角。在没有备件的情况下，要对变形的导流盘进行修复，恢复正常生产。针对这一难题，为了达到修复目的，保证设备正常运转和各项生产指标，我们设计了一套特殊合理的专用加工夹具。经过精心的加工，修复后的导流盘装配到设备上，在设备上试车。各项技术指标和生产指标均达到了设计要求。

2、存在的问题及分析:

2.1存在的问题:

生产中发现异常，停机打开设备检查，发现氮压机的第4级导流盘定位

1

销被剪断，导流盘内孔径向被工作轮磨损约130?角，径向深约12mm,轴向深约3mm的月牙槽;导流盘底平面略成波浪式变形;在导流盘圆周均匀分布的导流叶片端面上，冲刷约有1 mm高低不平的伤痕，如图一所示:

图1

2.2问题形成原因:

这台离心式氮压机，是整体从美国进口的整体组装设备，由于设计和装配缺陷，装配导流盘的蜗壳上，没有控制导流盘径向自由度的止口，组装导流盘时精度不够，没有紧力，导流盘在径向上形成摆动，完全依靠钟摆式的定位销定位，如图一所示:设备在大致两年高速运行、中压氮气的冲刷和高频振动的工作情况下，造成定位销被剪切，导流盘逐渐往下移动，与高速旋转的离心式工作轮摩擦磨损，导流盘整体材料是铝镁合金，而工作轮是不锈钢，导流盘材质与工作轮材质相比软硬度差别太大，所以导流盘沿内孔圆周130?径向磨损深约12 mm，纵向深约3mm的月牙槽。导流盘松动后，工作

2

轮还是以30000r/min的高速运转，气流的线速度达到408.2 m/s，高速气流不断冲刷导流盘叶片，导流盘叶片端面，磨损的最深处约有1 mm的伤痕。导流盘与工作轮摩擦，产生高温使导流盘成波浪式变形。

2.3解决方案:

这台氮压机是我们厂2005年新建的，型号为:HMH8—1.25—290，其输出量为10000立方米/小时，转速为30000r/min。设备整体从美国进口，导流盘也是设备上的关键配件。当时出问题后没有备件，美方也不能及时提供备件，必然影响攀钢的正常生产。我们厂和公司当时没有这方面的加工能力，所以没办法重新加工导流盘，因为导流盘的流道面上，如图一所示，有均匀分布的导流叶片，精度很高，表面粗糙度很低，导流叶片流线形轮廓是我们没办法加工的，即使加工了，达不到精度要求的导流叶片也会影响气流气压。我们唯一的出路就是想办法修复导流盘，保证我公司的正常生产。所以我们在修复导流盘时要考虑以下问题:

2.3.1修复后的导流盘装在设备上以后，可以控制自身径向的自由度，避

免导流盘在设备中位移，发生同类的事故，从而需要改进导流盘在蜗壳

内的定位方式，又要考虑导流盘与其它材质膨胀系数不一致的因素。我

们为了解决设备设计上的缺陷，就重新设计了定位导向环与导流盘配置。

2.3.2导流盘有波浪式变形，修复后要保证导流盘总体厚度在12.32mm。

2.3.3导流盘叶片端面磨损后通过加工，与导流盘底平面的平行度误差,

0.015mm。

2.3.4被工作轮磨损的月牙槽，要车削成标准圆，形成导流台阶的圆滑过

渡。

3

如图一所示，我们可以知道，这类工件在机械加工行业里算是薄壁圆盘类工件，加上材料是铝镁合金。比重较轻，本身有一定的强度，但是强度不高，所以加工起来比较麻烦～因为在车床上没办法直接装夹。如果以这种材料，直接在车床上装夹，夹紧力大了工件容易变形，夹紧力不够工件很容易飞出，造成工件报废，对操作者也是有安全危害。导流盘本身的强度不够，如果你给它一个较小力量，它本身就会产生压缩弹性变形，外力消除后会自动复位，达不到修复的效果;如果力量

大了，超出了弹性极限，就产生了塑性变形，反而容易造成导流盘报废;再加上导流盘有波浪式变形，必须把波浪式变形校平整后才能加工，用手工校正方法是难达到平整的目的，这就形成导流盘加工的难题。

3、为导流盘的特殊结构设计了一套科学的专业加工夹具:

3.1加工导流盘的背面止口的夹具:

4

图2

根据工件的结构要求，我们要给导流盘加工一个定位导向环相配，如图二所示那样的尺寸，要在导流盘背面加工一个止口，其主要目的就是，要改变导流盘原来在蜗壳里的径向定位方式，定位导向环是在车床上加工，上面钻6个均布的沉孔，先将定位导向环用沉头螺钉固定在蜗壳底平面上，再将导流盘装配到定位导向环内孔里，达到控制导流盘径向定位的目的。定位导向环形状如图二所示:在导流盘背面加工一个长度3mm，直径为Ф344?0.02mm的止口时，我们要设计一组专用夹具，能够保证变形后的导流盘受外力压平后再加工的专用夹具，从而保证导流盘加工后的平行度。夹具结构如图三所示:

图3

我们在加工这组夹具的时候有几点要注意，一是先加工压板和螺杆;二

5

是最后加工基准盘，基准盘用50mm厚的钢板，在车床上加工成形后，不下车床，这样才能保证基准盘的强度，及利用一刀车削成形的高精度，作为夹具的精基准;三是基准盘和压板都有平面度和表面粗糙度要达到技术要求;

四是把导流盘叶片方向装进基准盘槽内，平面贴合好;五是再装上压板后，拧紧螺杆给压板加力，通过压板把变形的导流盘强行压平后再加工Ф344?0.02mm的止口。工件下车床后存在复原，但能保证导流盘在压平状态下的平行度，组装到蜗壳内时，蜗壳盖板的压紧力会把导流盘压平，从而达到使用目的，保证装配工艺和装配精度的技术要求。

3.2导流盘月牙槽修复: