CN101362214B - 利用动平衡机对转子的切削加工方法及专用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用动平衡机对转子的切削加工方法，包括把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；将放置加工车床的固定架与动平衡机的床身固定，通过加工车床对转子进行切削加工。本发明加工方便，易操作，可以省去拆装叶轮的工序。
Description
技术领域：
本发明涉及一种转子的切削加工方法及专用装置。
背景技术：
随着国际国内海洋运输业的繁荣壮大，船舶的维修任务越来越繁重，对船舶修理技术水平的要求也越来越高；在透平转子维修工作中，发现废气涡轮增压器的维修的关键是透平转子的维修，其维修的难点是：体积大、重量大、气封环加工易变形，气封.轴头.废气叶片必须大形车床加工，现谈谈柴油机透平转子气封.轴头的切削以及叶片的磨削。
船用(万吨级)柴油机透平转子是由导风叶轮、压气叶轮及废气叶轮等零部件构成。其工作原理是：柴油机在工作时排出的废气，进入增压器，驱动转子废气端的叶片，带动压气叶轮旋转，打入新鲜空气，提高燃烧效率、降低油耗，增大柴油机的输出动率，从而提高船舶的运行动力、降低成本。
船用主推进柴油机通常使用的是重柴油，工作燃烧所排出的废气温度很高，且带有一些杂质。如果废气串入轴承油腔，导致油质恶化，从而降低润滑效果，甚至导致轴承损坏，一旦轴承损坏，将造成很大的经济损失。为了防止废气串入轴承部位，设计时，在透平转子上设有气封装置，气封环厚度0.4mm，气封环高出轴面5mm。在长期的维修工作中，发现废气端气封容易磨损，当气封环磨损其外径减小，就不能封住废气端的废气，此时必须更换气封，更换后的新气封外径尺寸，超过规定尺寸的3-4mm，需在装配后进行金加工。
几十年来透平转子气封.轴头的修复工艺(一直引用过去的传统加工方法)：1、拆除压气叶轮、隔热墙、废气叶轮；2、更换气封环，3、对换新的气封环.轴头的直径进行切削加工至规定尺寸；4、将废气叶轮、隔热墙、压气叶轮安装到透平转子轴上。如果不拆除压气叶轮及中间隔热墙后就不能在大型车床上切削，而一般的企业是不配备大重型机床的。拆除叶轮时，先把隔热墙用专用工具固定在废气端，再把一吨多重的转子翻身，使压气端垂直向下，然后利用氧-乙炔火焰对准叶轮(铝的)的固紧面加热，人工转动转子，使叶轮受热均匀，内孔膨胀，从而将叶轮从转子上卸下。加热时温度不能太高，高了会使压气叶轮的固紧孔扩大，而造成压气叶轮报废，温度低了会造成压气叶轮无法拆卸，要将控制温度在120度左右(用特殊温度表测量)。有些转子叶轮在长期高温恶劣环境下工作已经很难拆卸，需要多次热胀冷缩，才能拆卸(有些转子叶轮虽然拆卸，已经不能恢复原状，最终也是报废)。加工中的转子翻动，叶轮、隔热墙的拆装所有的工序都很烦琐。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种加工方便，易操作的利用动平衡机对转子的切削加工方法及专用装置。
本发明的技术解决方案是：
一种利用动平衡机对转子的切削加工方法，其特征是：包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)将放置加工车床的固定架与动平衡机的床身固定，通过加工车床对转子进行切削加工。
所述对转子的切削加工方法是对柴油机增压器转子的切削修复加工方法，至少包括对气封、轴头、换新后的废气叶片中的一项进行加工；对气封的加工包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将柴油机增压器转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端中心孔用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)在转子轴的废气端处，柴油机增压器转子废气叶轮与转子轴承面之间，将放置加工车床的固定架与动平衡机的床身固定，车床的车刀中心对准工件气封的中心偏低1mm；
(3)将柴油机增压器转子的中间隔热墙腾空在废气端与压气端中间，用动平衡机上的中间固定架或另设的固定架固定，使隔热墙中间孔与转子轴分离；
(4)用车床的车刀对气封进行车削修复加工；
对轴头的加工包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将柴油机增压器转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端中心孔用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)在转子轴头处，设置放置加工车床的固定架；
(3)将柴油机增压器转子的中间隔热墙腾空在废气端与压气端中间，用动平衡机上的中间固定架或另设的固定架固定，使隔热墙中间孔与转子轴分离；
(4)将留有外径余量的轴套套入轴头，再对轴套用车床进行车削加工；
对废气叶片的加工包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将换新叶片后的柴油机增压器转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端中心孔用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)在动平衡机两滚轮支架中间部位，设置放置加工车床的固定架；
(3)将柴油机增压器转子的中间隔热墙腾空在废气端与压气端中间，用动平衡机上的中间固定架或另设的固定架固定，使隔热墙中间孔与转子轴分离；
(4)用车床对换新后的叶片进行车削加工。
对轴头加工中，步骤(4)的具体方法是：先将转子轴头车至规定尺寸，再根据轴头尺寸配合，将车好的留有外径余量1MM的轴套用氧乙炔红进至轴头，待冷却后再行车削。
对轴头加工中，步骤(4)的具体方法是：在平衡机的右顶架处设置一后尾架与放置加工车床的固定架固定，将车好的留有1.2MM外径余量的螺纹轴头旋至转子轴的尾部，打中心孔装上顶针顶紧，车削至留有0.06MM余量后在用砂皮砂至规定工作尺寸。
一种利用动平衡机对转子的切削加工专用装置，其特征是：包括动平衡机，动平衡机近侧设置放置车床的固定架。
放置车床的固定架与动平衡机固定连接。动平衡机近侧设置使隔热墙中间孔与转子轴分离，并固定柴油机增压器转子的中间隔热墙的中间固定架。在动平衡机右顶架处设置一与放置加工车床的固定架固定的后尾架。
本发明加工方便，易操作，可以省去拆装叶轮的工序。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的加工方法示图。
具体实施方式：
一种利用动平衡机对转子的切削加工方法，是对柴油机增压器转子的切削修复加工方法，至少包括对气封、轴头、换新后的废气叶片中的一项进行加工；对气封的加工包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将柴油机增压器转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端中心孔用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)在转子轴的废气端处，柴油机增压器转子废气叶轮与转子轴承面之间，将放置加工车床的固定架与动平衡机的床身固定，车床的车刀中心对准工件气封的中心偏低1mm；
(3)将柴油机增压器转子的中间隔热墙腾空在废气端与压气端中间，用动平衡机上的中间固定架或另设的固定架固定，使隔热墙中间孔与转子轴分离；
(4)用车床的车刀(型号：YSZT)对气封进行车削修复加工；
因为转子的两端中心孔有顶架顶住，所以车削时不会发生轴向窜动。又因为转子轴自重远大于切削时的切向分力，所以不会产生轴的上下振动及振刀现象。运用此加工方法更安全可靠大大提高了工效，消除了压气叶轮因拆装而报废的可能性，提高了压气叶轮的使用寿命，精度可与车床上切削相媲美，同轴度比车床还高。
对轴头的加工包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将柴油机增压器转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端中心孔用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)在转子轴头处，设置放置加工车床的固定架；
(3)将柴油机增压器转子的中间隔热墙腾空在废气端与压气端中间，用动平衡机上的中间固定架或另设的固定架固定，使隔热墙中间孔与转子轴分离；
(4)将留有外径余量的轴套套入轴头，再对轴套用车床进行车削加工；
对废气叶片的加工包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将换新叶片后的柴油机增压器转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端中心孔用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)在动平衡机两滚轮支架中间部位，设置放置加工车床的固定架；
(3)将柴油机增压器转子的中间隔热墙腾空在废气端与压气端中间，用动平衡机上的中间固定架或另设的固定架固定，使隔热墙中间孔与转子轴分离；
(4)用车床对换新后的叶片进行车削加工。
对轴头加工中，步骤(4)的具体方法是：先将转子轴头车至规定尺寸，再根据轴头尺寸配合，将车好的留有外径余量1MM的轴套用氧乙炔红进至轴头，待冷却后再行车削。
对轴头加工中，步骤(4)的具体方法是：在平衡机的右顶架处设置一后尾架与放置加工车床的固定架固定，将车好的留有1.2MM外径余量的螺纹轴头旋至转子轴的尾部，打中心孔装上顶针顶紧，车削至留有0.06MM余量后在用砂皮砂至规定工作尺寸。
一种利用动平衡机对转子的切削加工专用装置，包括动平衡机1，动平衡机近侧设置放置车床的固定架2。放置车床的固定架2与动平衡机固定连接。动平衡机近侧设置使隔热墙3中间孔与转子轴4分离，并固定柴油机增压器转子的中间隔热墙的中间固定架5。在动平衡机右顶架处设置一与放置加工车床的固定架固定的后尾架。
图中还有车床6、轴头7、压气叶轮8、废气叶轮9、气封10等。
Claims (5)
1.一种利用动平衡机对转子的切削加工方法，其特征是：包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)将放置加工车床的固定架与动平衡机的床身固定，通过加工车床对转子进行切削加工；
所述对转子的切削加工方法是对柴油机增压器转子的切削修复加工方法，至少包括对气封、轴头、换新后的废气叶片中的一项进行加工；对气封的加工包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将柴油机增压器转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端中心孔用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)在转子轴的废气端处，柴油机增压器转子废气叶轮与转子轴承面之间，将放置加工车床的固定架与动平衡机的床身固定，车床的车刀中心对准工件气封的轴向中心偏低1mm；
(3)将柴油机增压器转子的中间隔热墙腾空在废气端与压气端中间，用动平衡机上的中间固定架或另设的固定架固定，使隔热墙中间孔与转子轴分离；
(4)用车床的车刀对气封进行车削修复加工；
对轴头的加工包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将柴油机增压器转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端中心孔用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)在转子轴头处，设置放置加工车床的固定架；
(3)将柴油机增压器转子的中间隔热墙腾空在废气端与压气端中间，用动平衡机上的中间固定架或另设的固定架固定，使隔热墙中间孔与转子轴分离；
(4)将留有外径余量的轴套套入轴头，再对轴套用车床进行车削加工；
对废气叶片的加工包括下列步骤：
(1)把动平衡机上两支撑点的滚轮架调置等高，将换新叶片后的柴油机增压器转子安放在动平衡机两支撑点的滚轮架上，转子两端中心孔用动平衡机两端顶架顶住，并用动平衡机的压紧架将转子压紧，用动平衡机圈带作为带动转子转动的装置；
(2)在动平衡机两滚轮支架中间部位，设置放置加工车床的固定架；
(3)将柴油机增压器转子的中间隔热墙腾空在废气端与压气端中间，用动平衡机上的中间固定架或另设的固定架固定，使隔热墙中间孔与转子轴分离；
(4)用车床对换新后的叶片进行车削加工。
2.根据权利要求1所述的利用动平衡机对转子的切削加工方法，其特征是：对轴头加工中，步骤(4)的具体方法是：在平衡机的右顶架处设置一后尾架与放置加工车床的固定架固定，将车好的留有1.2MM外径余量的螺纹轴头旋至转子轴的尾部，打中心孔装上顶针顶紧，车削至留有0.06MM余量后在用砂皮砂至规定工作尺寸。
3.一种权利要求1所述的利用动平衡机对转子的切削加工方法的专用装置，其特征是：包括动平衡机，动平衡机近侧设置放置车床的固定架，动平衡机近侧设置使隔热墙中间孔与转子轴分离，并固定柴油机增压器转子的中间隔热墙的中间固定架。
4.根据权利要求3所述的利用动平衡机对转子的切削加工专用装置，其特征是：放置车床的固定架与动平衡机固定连接。
5.根据权利要求3或4所述的利用动平衡机对转子的切削加工专用装置，其特征是：在动平衡机右顶架处设置一与放置加工车床的固定架固定的后尾架。
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