车工高级技师论文-Doc1.docVIP

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，到达了使用要求，从而保证了攀钢生产所需氮气的供给。

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，为了到达修复目的，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到达了设计要求。

2、存在的问题及分析：

2.1存在的问题：

生产中发现异常，停机翻开设备检查，发现氮压机的第4级导流盘定位销被剪断，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1mm上下不平的伤痕，如图一所示：

图12.2问题形成原因：

图1

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异太大，所以导流盘沿内孔圆周130°径向磨损深约12mm，纵向深约3mm的月牙槽。导流盘松动后，工作轮还是以30000r/min的高速运转，气流的线速度到达408.2m/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1mm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，所以没方法重新加工导流盘，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，外表粗糙度很低，导流叶片流线形轮廓是我们没方法加工的，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方法修复导流盘，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，防止导流盘在设备中位移，发生同类的事故，从而需要改良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。

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，所以加工起来比拟麻烦！因为在车床上没方法直接装夹。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，对操作者也是有平安危害。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到达平整的目的，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加工导流盘的反面止口的夹具：

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