扇形軸承瓦塊平面度保證的加工方法研究

張威

摘? 要：二氧化碳壓縮機及合成氣壓縮機在機組運轉(zhuǎn)過程中，時常由于推力瓦溫度高導(dǎo)致壓縮機不得不降負(fù)荷運行，通過系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)瓦塊工作面的制造精度與瓦溫存在直接關(guān)聯(lián)。推力瓦塊為扇形結(jié)構(gòu)，加工制造工藝流程為整圓加工后按角度均勻切開，最后需要在瓦塊端面通過沖死的方法組裝銷釘，如此一來便造成了瓦塊推力面的變形出現(xiàn)。文章重點介紹了一種應(yīng)用磁盤輔助加工的工藝方法，解決瓦塊加工變形問題。

關(guān)鍵詞：平面度;磁力吸盤;軸向推力;軸承鎢金

Abstract： CO2 compressor and synthetic gas compressor in the process of unit operation， the compressor have to down load operationby the high temperature of the thrust bearing tile， the fact that the bearing tile temperature is directly related to the manufacturing accuracy of the tile working surface is found throughsystematic analysis.Thrust bearing tile are fan shaped，the manufacturing process is to cut evenly according to the angle after the round processing. Finally， the pins need to be assembled in the end face of the tile by stamping， and the deformation of the thrust surface of the tile isappeared. This paper mainly introduces a method of magnetic chuck-assisted machining to solve the problem of bearing tile deformation.

引言

推力瓦塊工作面變形情況，便會使得壓縮機組推力瓦溫過高的問題迎刃而解，現(xiàn)有的制造方案鉗工沖死組裝銷釘?shù)墓ば驗樽罱K工序，我們需要研究一種加工方案來去除現(xiàn)有的工作面變形問題，由于瓦塊制造完成為帶角度的扇形結(jié)構(gòu)且組裝完成銷釘工作面背面為圓弧形式，車削、銑削或磨削或無法裝夾，或無法吸附，對加工制造帶來了十足困難。

1 推力軸承制造形變的因素分析

1.1 推力軸承烏金材料差異

進口軸承合金材料為ZCHSnSb8-4，與國標(biāo)GB/T 8740-2013中的材料SnSb8Cu4相似，我公司選用的軸承合金材料為國標(biāo)中的SnSb11Cu6，SnSb11Cu6的澆注溫度與國外選用的ZCHSnSb8-4的澆注溫度一致，并且其他的物理性質(zhì)均高于ZCHSnSb8-4，由此可見鎢金層對變形起到的影響并不大。

1.2 瓦塊擺動靈活性及工作面接觸情況分析

切削參數(shù)對加工質(zhì)量有著決定性的影響，不合理的加工參數(shù)必然帶來加工應(yīng)力的提升，因此設(shè)計合理的加工工藝，控制主軸冷加工過程，防止各序加工不規(guī)范引起的加工應(yīng)力，降低機加應(yīng)力的產(chǎn)生，規(guī)范主軸磨削加工操作，其中關(guān)鍵指標(biāo)是需要保證主軸磨削后的各段軸徑尺寸精度、軸徑磨削后的粗糙度、各軸段對應(yīng)位置的形位公差、軸頭及對應(yīng)頂尖孔的錐度研合達到設(shè)計要求。

選取推力軸承進行試驗，在操作平臺研推力軸承瓦塊工作面接觸。通過旋轉(zhuǎn)工裝研胎，不同軸承瓦塊出現(xiàn)了不同結(jié)果，部分瓦塊工作面邊緣均與胎具接觸上，故瓦塊擺動性較好，但瓦塊接觸面積不合格。部分軸承瓦塊擺動靈活性、接觸面積均合格，如圖1所示。

轉(zhuǎn)子推力盤工作面涂紅丹粉，安裝推力軸承、軸承壓蓋，研推力軸承瓦塊工作面接觸面積，研推力軸承瓦塊工作面接觸面積差異是因為水準(zhǔn)塊增加了瓦塊擺動靈活性，增加瓦塊工作面接觸面積。如單件瓦塊工作面接觸面積合格，整套推力軸承瓦塊工作面接觸面也會合格，如圖2所示。

1.3 銷釘組裝與瓦體變形情況分析

通過選取6塊推力軸承瓦塊體，安裝銷，使用不同力度沖死銷，通過瓦塊接觸情況，檢查變形情況。選擇銷直徑小的瓦塊進行試驗，銷直徑為φ25mm推力軸承瓦塊，數(shù)量5塊。在平臺上研推力瓦面接觸，沖死銷，瓦塊研接觸面積過程中，發(fā)現(xiàn)瓦塊存在變形，如圖3、圖4所示。

2 推力瓦面加工方法改善

如果能夠解決上述制造完成的推力瓦塊工作面變形情況，便會使得壓縮機組推力瓦溫過高的問題迎刃而解，現(xiàn)有的制造方案鉗工沖死組裝銷釘?shù)墓ば驗樽罱K工序，我們需要研究一種加工方案來去除現(xiàn)有的工作面變形問題，由于瓦塊制造完成為帶角度的扇形結(jié)構(gòu)且組裝完成銷釘工作面背面為圓弧形式，車削、銑削或磨削或無法裝夾，或無法吸附，對加工制造帶來了十足困難，因此結(jié)合上述困難點，制定了一種新的加工制造方法，帶凹槽結(jié)構(gòu)的磁力吸盤輔助推力瓦塊加工，如圖5所示。

磁力吸盤凹槽需要滿足能夠避開瓦塊銷釘沖死結(jié)點位置，以此滿足吸附后的瓦塊平面度，另外磁盤需要輔助環(huán)形墊，用以固定均布瓦塊，防止其旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)位置偏移，即原有工藝方案執(zhí)行完成后，將一組瓦塊均布于磁盤凹槽中，開啟磁力并以環(huán)形墊輔助固定，將瓦體吸附至磁盤上，加工瓦體工作面，加工去除0.05mm變形量，實現(xiàn)了推力瓦塊工作面平面度的提升。

3 結(jié)論

離心壓縮機推力瓦面的變形控制有著深遠(yuǎn)意義，通過理論分析結(jié)合工藝試驗，得出結(jié)論：

（1）為異形鑲嵌銷釘?shù)耐邏K加工提供了一種加工方法，在無法裝夾、不便吸附的情況下實現(xiàn)順利加工，解決了零件變形問題，避免了因此造成的后續(xù)壓縮機組試車推力瓦溫過高帶來的一系列問題。

（2）經(jīng)過細(xì)致統(tǒng)計，不同壓縮機機型產(chǎn)品試車費用單次從1.5萬-6.5萬不等，解決了推力瓦加工變形造成的試車不合格問題，每年預(yù)計將節(jié)省數(shù)十萬至數(shù)百萬的費用。

（3）上述的加工制造方案為同類型的異形件加工制造提供了一種思路，可以解決眾多同類型的加工制造頑疾問題。

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