镜面加工案例 >

        烟气轮机是炼厂重油催化裂化能量回收系统中的关键设备,在强腐蚀催化剂冲蚀的高温工况下工作。转子主要由主轴、动叶片、轮盘等关键零部件组成,而主轴的轴颈、推力盘端面的粗糙度对转子的稳定高效运行起关键作用,与主轴轴颈及推力盘端面配合的轴承属于动压滑动轴承。烟气轮机在启停机时,轴颈及推力盘端面与轴瓦属于干摩擦,如果主轴与轴瓦相对应部位的粗糙度达不到技术要求,将会划伤瓦面,从而影响烟气轮机转子的振动性能。根据API 612《石油、化工和天然气工业用特种用途汽轮机》中对主轴的要求,轴颈及推力盘两侧表面应精加工到R0.8um之内。我厂烟气轮机主轴轴颈及推力盘两侧表面的粗糙度设计值为R0.2um,对精度提出了更高的要求。为了高质量高效能加工主轴轴颈及推力盘两侧面,使粗糙度达到R.0.2um 之内,在加工中应用了豪克能金属表面光整 技术且达到了理想的镜面加工效果。

豪克能镜面加工光整技术原理
        豪克能金属表面加工设备利用金属的可塑性,首先将优质的豪克能能量作用在工件表面使工件的可塑性提高10倍,然后对工件表面进行频率很高、振幅约7um的每秒3万次的冲击,使工件的高处向低处流动,提高工件的表面粗糙度。当工件加工完成后,可塑性恢复。该加工技术还能提高工件的疲劳强度、疲劳寿命、抗腐蚀性。
       豪克能金属表面加工设备使用简单、操作方便,只要将工件在车床上加工尺寸基本到位后,将普通车刀换成豪克能刀具总成以车削的效率加工一遍，表面粗糙度就可提高3级以上。以烟气机主机轴颈为例,精车提供粗糙度R6.3um以下的基面,用豪克能金属表面设备加工一遍，被加工工件表面粗糙度可达R0.2 um左右。

2烟气轮机主轴加工工艺特点
传统的主轴轴颈及推力盘两侧面的加工工艺流程为∶半精车→精车→半精磨→精磨,以图1所示的YL12000系列烟机主轴轴颈部位为例。

图1烟机主轴轴颈

精车后,轴颈及推力盘两侧面单边留0.5mm磨削余量,在外圆磨床上再次装夹和找正,磨削过程中主要存在以下不足∶①由于磨削速度高,从而产生大量的磨削热,温度可达1000℃以上。为了保证磨削表面质量和加工表面不被磨削热量烧伤,必须要用大量的冷却液来润滑和冷却;2磨削过程中仔仕磨床的机械振动,砂轮的不平衡造成磨削力不能保证时刻一致,导致在磨削表面留下波纹缺陷,影响磨削部位的形位公差。

3烟气轮机主轴加工工艺改进
        将传统的主轴轴颈及推力盘两侧面的加工工艺流程调整为∶半精车→精车→应用豪克能镜面加工技术。因豪克能金属表面加工技术为无屑加工,类似熨衣服一样将零件表面熨平,因此主轴可以直接精车至图纸要求尺寸,提供粗糙度R_6.3以下的基面。精车结束后,将 CK6150数控卧车的机夹车刀更换为豪克能刀具总成部分,使其逐渐靠近轴颈,进行合理的对刀。打开润滑油系统,开启机床主轴,根据豪克能刀具规定的最大线速度不超过80m/min,以及转速n线速度v和轴颈d的关系n =10U，可以确定机床主轴的转速,采用理想转速n = 60 -80r/min,纵向进给量f =0.2-0.4mm/r。

       烟气轮机主轴轴颈及推力盘两侧面的粗糙度为R,0.15，达到镜面加工,且加工表面无任何金属波纹产生表面强化层,使轴颈及推力盘两侧面硬度增加20%,提高了工件的力学性能;操作简单,可由机床操作工进行加工,工件无需再上外圆磨床,简化了传统工序,缩短了生产周期。

作者:屈双军,工程师,中国石油渤海装备兰州石油化工机械厂炼化装备研究所，730060兰州市