離心壓縮機(jī)水平剖分機(jī)殼密封區(qū)加工精度提升方法研究

白俊峰，范海宇，李 琳，劉謙祥，邢 蕾，孫一鵬

（1.沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司透平工藝部，遼寧 沈陽 110869；2.沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司質(zhì)檢計量部，遼寧 沈陽 110869；3.哈爾濱北方防務(wù)裝備股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

離心壓縮機(jī)水平剖分機(jī)殼由上殼和下殼組成，密封區(qū)位于機(jī)殼軸線的兩端，兩側(cè)密封區(qū)通常用于裝配干氣密封，由于機(jī)殼密封區(qū)與干氣密封裝配要求較為嚴(yán)格，上殼與下殼裝配稍有偏差就會導(dǎo)致干氣密封無法安裝到位甚至在安裝過程中造成干氣密封與密封區(qū)的損傷，裝配結(jié)構(gòu)如圖1 所示。由于上殼與下殼裝配精度是通過錐銷進(jìn)行定位，因此理論上只要將定位銷安裝到位，機(jī)殼密封區(qū)不會出現(xiàn)安裝偏差，但經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有些已經(jīng)加工完成的機(jī)殼在定位銷安裝到位的情況下，密封區(qū)也存在偏差情況；同樣，在調(diào)整至密封區(qū)位置準(zhǔn)確的情況下，定位銷孔又存在偏差，定位銷無法安裝到位。由此可以判斷，導(dǎo)致上述問題的直接原因是機(jī)殼的定位銷與機(jī)殼的密封區(qū)存在偏差，故本文對上述問題進(jìn)行分析，找到造成引發(fā)問題的原因，并制定改善措施，以提升機(jī)殼密封區(qū)的加工精度。

圖1 離心壓縮機(jī)水平剖分機(jī)殼密封區(qū)與干氣密封示意圖

1 機(jī)殼密封區(qū)的加工工藝流程

離心壓縮機(jī)水平剖分機(jī)殼的密封區(qū)通常采用粗、精加工的方式進(jìn)行，其中在精加工密封區(qū)前需對定位銷孔進(jìn)行加工，銷孔深度及尺寸達(dá)到設(shè)計要求；隨后利用鏜床在上殼與下殼裝配定位到位并把緊螺栓的情況下進(jìn)行加工，以避免上、下殼單獨(dú)加工造成密封區(qū)錯口情況，其中上殼與下殼裝配定位由定位銷作為定位基準(zhǔn)；待所有機(jī)殼加工工序完成后需對機(jī)殼進(jìn)行水壓試驗(yàn)；試驗(yàn)合格后對機(jī)殼進(jìn)行綜合檢查。機(jī)殼銷孔位置如圖2 所示，鏜床精加工密封區(qū)示意圖如圖3 所示。因此，機(jī)殼的定位銷孔與機(jī)殼密封區(qū)的加工基準(zhǔn)必須保持一致。

圖2 離心壓縮機(jī)水平剖分機(jī)殼定位銷孔位置示意圖

圖3 密封區(qū)精加工示意圖

2 影響機(jī)殼密封區(qū)加工精度的因素

為保證密封區(qū)加工完成后不存在錯口情況，生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)均不得出現(xiàn)偏差，尤其定位銷孔的加工與安裝是影響密封區(qū)加工精度的關(guān)鍵因素。經(jīng)調(diào)研分析，影響密封區(qū)錯口的原因主要有以下3 種因素。

2.1 定位銷孔加工不準(zhǔn)確

機(jī)殼定位銷孔是上、下殼裝配的基準(zhǔn)，若定位銷孔加工質(zhì)量不良將最終引起上、下殼裝配偏差，從而導(dǎo)致密封區(qū)裝配后錯口情況，同時若上、下殼接觸平面有鐵屑或雜質(zhì)，將導(dǎo)致上、下殼無法完全貼合，影響銷孔加工尺寸精度，造成D1 尺寸與D2 尺寸不同，如圖4 所示。

圖4 上、下殼接觸面未貼合示意圖

2.2 密封區(qū)精鏜前定位銷安裝不到位

在密封區(qū)精鏜前，需要安裝定位銷以保證上、下殼對正，并且采用把合螺栓把緊以避免鏜削加工時上、下殼發(fā)生相對竄動或者偏移，造成加工完成后位置精度不準(zhǔn)確情況。若定位銷安裝不到位，如圖5 所示，就會導(dǎo)致鏜床在上、下殼無法對正的情況下進(jìn)行精加工，而待精加工完成后，一旦定位銷安裝到位，上殼與下殼發(fā)生位置變化，就會造成密封區(qū)錯口現(xiàn)象，如圖6 所示。

圖5 定位銷安裝不到位示意圖

圖6 上、下殼未對正示意圖

2.3 機(jī)殼水壓試驗(yàn)時定位銷安裝不到位

在機(jī)殼所有精加工完成后，需對機(jī)殼進(jìn)行承壓試驗(yàn)，即水壓試驗(yàn)。通常機(jī)殼水壓試驗(yàn)前需要將上、下殼裝配到位，在定位銷未安裝或者安裝不到位的情況，由于水壓試驗(yàn)過程中機(jī)殼內(nèi)部壓力較高，容易造成機(jī)殼變形，從而導(dǎo)致定位銷孔錯口現(xiàn)象。

3 針對機(jī)殼密封區(qū)加工不精確因素的改善措施

鑒于在機(jī)殼生產(chǎn)過程中影響機(jī)殼密封區(qū)加工精度的3 個因素，需進(jìn)行工藝操作優(yōu)化，其中包括優(yōu)化鉆銷孔工序，優(yōu)化精鏜密封區(qū)工序和水壓試驗(yàn)工序的操作要求。

3.1 鉆銷孔

首先，清理上、下殼接觸平面，保證上、下殼完全貼合，采用塞尺測量，要求上、下殼間隙0.01 mm 以內(nèi)為合格；其次，在鉆、鉸銷孔前把緊中分面螺栓，以確保加工銷孔時上、下殼不會發(fā)生竄動；再次，在鉆、鉸銷孔完成后，采用手電查看鉆、鉸銷孔質(zhì)量，確保銷孔沒有飛邊、毛刺；最后，確定銷孔尺寸及粗糙度滿足設(shè)計圖紙要求。

3.2 精鏜密封區(qū)

首先，清理上、下殼接觸平面，同時采用銼刀修磨銷孔內(nèi)的飛邊、毛刺，采用清潔布清理定位銷孔內(nèi)的油污、鐵屑；其次，將上殼懸空，在上殼銷孔中插入定位銷，確定銷子伸出長度L，如圖7 所示，同時在定位銷伸出位置均勻涂上鉛粉；再次，上、下殼合箱安裝完成后，采用塞尺測量上、下殼接觸面間隙，要求上、下殼間隙0.01 mm 以內(nèi)為合格，再采用卷尺測量定位銷是否安裝到位，在確定下殼厚度H 的情況下，將測量卷尺從下殼向上測量定位銷深度，若深度等于H 與L 的差值，即表示定位銷基本安裝到位，如圖8 所示；最后把緊中分面螺栓后，拆卸定位銷，查看下殼銷孔位置鉛粉是否接觸均勻，若接觸均勻，則確定定位銷已完全安裝到位，在重新安裝定位銷后即可進(jìn)行加工。

圖7 定位銷伸出長度示意圖

圖8 采用卷尺測量定位銷方法示意圖

3.3 水壓試驗(yàn)

在機(jī)殼所有精加工工序完成后，需要將上、下殼合箱裝配。首先，清理上、下殼接觸平面，保證上、下殼完全貼合。同樣，采用塞尺測量，要求上、下殼間隙0.01 mm 以內(nèi)為合格。其次，安裝定位銷，檢查上、下殼接觸面間隙值及定位銷安裝深度，在保證定位銷安裝到位后將上、下殼把合螺栓把緊。最后，檢查機(jī)殼兩側(cè)密封區(qū)中分面位置錯口情況，檢查位置如圖9 所示，若沒有錯口，方可進(jìn)行機(jī)殼的水壓試驗(yàn)工作。

圖9 檢查密封區(qū)位置示意圖

4 改善措施的實(shí)施與效果

通過車間實(shí)際反饋的數(shù)據(jù)可知，按原工藝方案加工上、下殼，通常的錯口率達(dá)30%，錯口尺寸平均為0.20 mm；通過改善工藝措施的嚴(yán)格執(zhí)行，機(jī)殼的錯口率降至5%，錯口尺寸平均為0.08 mm。因此，改善方案可有效降低密封區(qū)錯口情況，提升機(jī)殼加工精度。

5 結(jié)論

通過梳理離心壓縮機(jī)水平剖分機(jī)殼密封區(qū)的加工工藝流程，分析了影響機(jī)殼密封區(qū)加工質(zhì)量的3 個因素，經(jīng)過深入研究制定了工藝改善措施，優(yōu)化了在定位銷孔的加工、密封區(qū)的精鏜加工、機(jī)殼的水壓試驗(yàn)的操作過程，細(xì)化了工序過程中的檢驗(yàn)要求，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，工藝改善措施基本解決了水平剖分機(jī)殼密封區(qū)錯口問題，為提升離心壓縮機(jī)的加工制造質(zhì)量奠定了實(shí)踐基礎(chǔ)。