• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      硬質(zhì)合金滑動軸承倒圓設(shè)計與加工

      2021-11-25 07:59:48蘇偉顏娟
      金屬加工(冷加工) 2021年11期
      關(guān)鍵詞:靜環(huán)潛油動環(huán)

      蘇偉,顏娟

      自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司 四川自貢 643000

      1 序言

      硬質(zhì)合金是由難熔金屬化合物和黏結(jié)金屬,通過粉末冶金工藝制成的合金材料,具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度高、韌性好、耐熱和耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,廣泛應(yīng)用于耐磨零件。硬質(zhì)合金滑動軸承作為石油、天然氣開采人工舉升系統(tǒng)潛油電泵的核心零部件,主要用于潛油電泵的電動機(jī)、離心泵、保護(hù)器及分離器軸的旋轉(zhuǎn)支撐、扶正、止推和密封,被持續(xù)推廣用于替代復(fù)雜工況和惡劣環(huán)境下的金屬工件。滑動軸承副往往成對使用,包括滑動軸承外圈(簡稱“靜環(huán)”)及滑動軸承內(nèi)圈(簡稱“動環(huán)”)。

      在機(jī)械加工中,倒圓是比較常見的一項加工內(nèi)容。車、鏜、磨、銑和鉆等工序都可以完成倒圓的加工。倒圓的主要作用有:①去尖角、毛刺,美化外觀。②安裝導(dǎo)向,便于裝配。③避免銳角對人員及其他零件的劃傷,預(yù)防磕碰,保護(hù)工作面。④保護(hù)刀具,延長刀具使用壽命。⑤減少因應(yīng)力集中而產(chǎn)生的變形開裂現(xiàn)象。

      由于不作為直接影響配合的尺寸,倒圓往往被認(rèn)為是非關(guān)鍵工序,因此設(shè)計精度與加工過程易被忽略。這種認(rèn)識上的偏差,導(dǎo)致較多案例出現(xiàn)因倒圓設(shè)計不合理而出現(xiàn)零部件斷裂或裝配異常的情況。例如通過對自動扶梯在運(yùn)行過程中突發(fā)扶手驅(qū)動軸斷裂現(xiàn)象進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)驅(qū)動軸倒圓半徑設(shè)計為0.5mm,而GB/T 6403.4-2008《零件倒圓與倒角》附錄B中規(guī)定,φ70mm軸類零件的倒圓半徑推薦值為2.0mm。由于倒角半徑r顯著影響應(yīng)力集中系數(shù),所以增大倒角半徑r可以有效減緩應(yīng)力集中,提高零件壽命。

      GB/T 6403.4-2008規(guī)定了一般機(jī)械切削加工零件的外角和內(nèi)角的倒圓、倒角,但對有特殊要求的倒圓、倒角指導(dǎo)有限。部分論文敘述了棱邊應(yīng)力集中產(chǎn)生危害的案例,但未見此類設(shè)計在硬質(zhì)合金產(chǎn)品應(yīng)用過程中的影響。硬質(zhì)合金滑動軸承副應(yīng)用于潛油電泵中,要求具有較高的工作效率,因此有必要對硬質(zhì)合金倒圓設(shè)計進(jìn)行嚴(yán)格的分析計算,同時在加工過程中選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒ā?/p>

      2 出現(xiàn)的問題

      海上石油開采主要是在石油開采平臺進(jìn)行作業(yè),除少數(shù)自噴井以外,大部分都是使用潛油電泵進(jìn)行作業(yè),其核心零部件硬質(zhì)合金滑動軸承副,同時起到徑向與軸向支撐作用?;瑒虞S承副的裝配如圖1所示。在某滑動軸承副的設(shè)計中,電動機(jī)軸通過鍵槽傳動使滑動軸承內(nèi)圈(動環(huán))運(yùn)轉(zhuǎn),滑動軸承外圈(靜環(huán))安裝在葉導(dǎo)輪殼體內(nèi),動環(huán)的外圓與靜環(huán)內(nèi)孔形成摩擦副,動環(huán)的臺背面與靜環(huán)大端面形成摩擦副。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時,動環(huán)的臺背面與靜環(huán)大端面必須緊密貼合,潛油電泵才能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

      圖1 滑動軸承副的裝配示意

      我公司生產(chǎn)某型號潛油電泵用硬質(zhì)合金滑動軸承副,動環(huán)與靜環(huán)配合使用,要求動環(huán)外圓R2.5~R2.7mm,靜環(huán)內(nèi)孔R2.8~R3.0mm。動環(huán)如圖2所示,靜環(huán)如圖3所示。當(dāng)產(chǎn)品配套裝配于潛油電泵的電動機(jī)上后,在起動運(yùn)行過程中,軸承副需要很長時間才能磨合完成達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。

      圖2 動環(huán)

      圖3 靜環(huán)

      3 分析與討論

      從硬質(zhì)合金滑動軸承的使用工況看,當(dāng)動環(huán)臺背面與靜環(huán)端面緊密配合時,泵才能達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。軸承副需要很長時間才能磨合完成達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài),表明裝配后動環(huán)臺背面與靜環(huán)端面未實現(xiàn)緊密配合。造成該現(xiàn)象的原因有兩種:一是動環(huán)臺背面或靜環(huán)端面的平面度不好,二是動環(huán)R與靜環(huán)R出現(xiàn)干涉。

      如果動環(huán)臺背面或靜環(huán)端面的平面度不好,受力面凸凹不平,具有局部高點(diǎn),其偏差超過最小油膜厚度,會破壞動環(huán)臺背面或靜環(huán)端面之間所建立的油膜,兩接觸端面就會在半干摩擦或干摩擦狀態(tài)下運(yùn)行,造成運(yùn)行不平穩(wěn)甚至端面損壞。對靜環(huán)產(chǎn)品按照J(rèn)B/T 7369-1994《機(jī)械密封端面平面度檢驗方法》進(jìn)行平面度檢測,滿足用戶設(shè)計光帶要求,表明造成該現(xiàn)象的原因并非平面度不合格。

      使用日本三豐CV-2000輪廓儀隨機(jī)抽檢動環(huán)與靜環(huán)產(chǎn)品,R尺寸均滿足圖樣要求。但在人工手動相對旋轉(zhuǎn)動、靜環(huán)時,出現(xiàn)卡滯異響,同時觀察到動環(huán)的臺背面與靜環(huán)大端面無法貼平,說明動環(huán)與靜環(huán)根部R確實發(fā)生了干涉,導(dǎo)致潛油電泵起動時阻力很大。

      GB/T 6403.4-2008給出了內(nèi)角、外角分別為倒圓、倒角(倒角為45°)的裝配形式(見圖4)。按照裝配關(guān)系,靜環(huán)與動環(huán)裝配形式設(shè)計屬于圖4b類型,即內(nèi)角倒圓、外角倒圓。在GB/T 6403.4-2008第5點(diǎn)中指出對于R、R1、C和C1的確定,內(nèi)角倒圓、外角倒圓時,R1>R。

      圖4 內(nèi)角、外角分別為倒圓、倒角的裝配形式

      當(dāng)動環(huán)與靜環(huán)按照倒角設(shè)計,即按照圖4d加工時,倒角尺寸的公差能直觀表現(xiàn)裝配的間隙,如內(nèi)角C尺寸為2.5mm,外角C1尺寸為2.8mm,則裝配間隙為C1-C=2.8-2.5=0.3(mm);當(dāng)動環(huán)與靜環(huán)按照倒角設(shè)計,即按照圖4b加工時,倒圓設(shè)計裝配間隙如圖5所示。由圖5可看出,內(nèi)倒圓R尺寸為2.5mm,外倒圓R1尺寸為2.8mm,則裝配間隙最大位置B為0.12(mm),而不是R1-R=0.3mm,從位置B至位置A、E,間隙逐漸減小至0mm,可見倒圓設(shè)計比常規(guī)倒角設(shè)計間隙要小得多。

      圖5 倒圓設(shè)計裝配間隙示意

      在硬質(zhì)合金滑動軸承加工過程中,由于硬質(zhì)合金的難加工特性,無法通過車削方式控制軌跡插補(bǔ)成形,往往通過成形砂輪磨削,導(dǎo)致砂輪消耗快,無法形成完整的R形狀。在加工靜環(huán)內(nèi)孔R時,由于不能采用成形砂輪同時加工產(chǎn)品端面、內(nèi)孔R及內(nèi)孔,加工完整的R只存在理論上的可能性,所以為保證內(nèi)孔R與端面及內(nèi)孔光滑過渡,內(nèi)孔R砂輪需要設(shè)計為帶角度10°。靜環(huán)內(nèi)圓R成形如圖6所示。

      圖6 靜環(huán)內(nèi)圓R成形示意

      成形砂輪角度設(shè)計將進(jìn)一步減小位置E軸向間隙至0.06mm,即當(dāng)內(nèi)孔R有0.06mm未加工到位時,靜環(huán)內(nèi)孔R與動環(huán)外圓R就開始出現(xiàn)干涉,這對成形砂輪磨削要求極高。位置E軸向間隙減小后,靜環(huán)內(nèi)圓R成形如圖7所示。

      圖7 位置E軸向間隙減小后靜環(huán)內(nèi)圓R成形示意

      因此當(dāng)硬質(zhì)合金靜環(huán)內(nèi)孔R加工不到位(表現(xiàn)在端面與內(nèi)孔上長度不夠),即R尺寸雖然測量合格,但未達(dá)到理論上的完整輪廓R時,現(xiàn)有成形砂輪磨削加工工藝極易導(dǎo)致產(chǎn)品裝配時出現(xiàn)干涉。同理,動環(huán)外圓R延長線較長時,也會引起R處產(chǎn)生干涉,導(dǎo)致動環(huán)臺背面與靜環(huán)端面無法實現(xiàn)緊密配合。

      4 采取的措施

      相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)認(rèn)為,小圓弧+大圓弧+斜邊倒角是目前最適宜的裝配倒角形式。當(dāng)加工動環(huán)外圓R時,采用成形砂輪一次性加工外圓滿足及臺背為避免砂輪消耗引起R干涉,在修整成形砂輪時,先將砂輪修整成標(biāo)準(zhǔn)R2.5mm,再將砂輪端面及外圓修磨0.1mm,使加工后的動環(huán)R形成如圖8所示輪廓。正常加工動環(huán)外圓時,在保證R2.5~R2.7mm的前提下,控制R在臺背寬度及外圓長度為2.0~2.5mm。

      圖8 動環(huán)R形成的輪廓

      當(dāng)加工靜環(huán)內(nèi)圓R時,無法采用成形砂輪一次性加工內(nèi)圓滿足及臺背內(nèi)孔R需要采用成形砂輪單獨(dú)加工,同時為保證內(nèi)孔R與端面及內(nèi)孔光滑過渡,內(nèi)孔R砂輪需要設(shè)計為角度10°。控制內(nèi)孔R的關(guān)鍵在于保證去除足夠的尺寸,這需要嚴(yán)格的檢驗,正常加工靜環(huán)內(nèi)孔R,在保證R(3±0.1)mm前提下,R在端面寬度及內(nèi)孔長度為2.5~3.0mm。

      按照新工藝加工的產(chǎn)品,動環(huán)與靜環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)端面貼平,在潛油電泵起動運(yùn)行過程中,能通過短時間磨合達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

      5 結(jié)束語

      在產(chǎn)品設(shè)計過程中,由于倒圓、倒角對于設(shè)計人員來說,往往被認(rèn)為是微不足道的問題,但是在零件使用和裝配過程中,卻因為這些小問題而影響了產(chǎn)品質(zhì)量,所以倒圓、倒角不容忽視。硬質(zhì)合金的難加工特性,使其不能像車削鋼件那樣達(dá)到完整倒圓。通過對裝配原理的分析,制定合理的加工手段,可避免出現(xiàn)裝配干涉,滿足使用要求。

      猜你喜歡
      靜環(huán)潛油動環(huán)
      艦載發(fā)射裝置動環(huán)斷裂故障分析與改進(jìn)
      核心機(jī)樓動環(huán)系統(tǒng)組網(wǎng)探討
      變頻器應(yīng)用于潛油電泵井的節(jié)能探討
      基于國產(chǎn)化龍芯的動環(huán)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
      一種適用于大井斜的潛油電泵井單流閥
      關(guān)于高溫潛油電泵推力軸承承載特性的研究
      船舶尾軸環(huán)機(jī)械密封裝置端面變形研究
      價值工程(2020年13期)2020-05-25 02:56:03
      常用機(jī)械密封失效分析及判斷
      干氣密封的原理及使用
      焊接金屬波紋管機(jī)械密封溫度場及熱變形有限元分析研究
      科技視界(2016年4期)2016-02-22 11:46:14
      北票市| 清新县| 潼关县| 青铜峡市| 丹凤县| 宽城| 探索| 城口县| 京山县| 旌德县| 读书| 南乐县| 临武县| 临沧市| 五大连池市| 岳阳县| 湖南省| 鹿泉市| 拉萨市| 汝阳县| 社会| 内黄县| 廉江市| 南江县| 兴文县| 盐亭县| 定襄县| 鲜城| 芒康县| 聂拉木县| 绍兴市| 余姚市| 新田县| 黄骅市| 三台县| 乡宁县| 万山特区| 虞城县| 礼泉县| 长乐市| 白水县|