[發明專利]轉葉式液壓舵機的加工工藝

有效

• 申請號: 200910029487.5
• 申請日: 2009-04-14
• 公開（公告）號: CN101537569A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 楊建華;倪國輝;金玉閔;楊維中;蔣少勤
• 申請（專利權）人: 南京中船綠洲機器有限公司
• 主分類號: B23P23/02
• 分類號: B23P23/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 姚姣陽

技術領域

本發明涉及一種舵機的加工工藝，具體的說是一種轉葉式液壓舵機的加工工藝。

背景技術

轉葉式液壓舵機的加工工藝包括：缸體內孔及下端密封面的加工工序；缸體下端密封面上密封槽的加工工序；靜葉的外形加工工序；靜葉與缸體聯接孔的加工工序；缸體、靜葉和銅套的組合加工工序；轉子內錐孔的加工工序；轉子不完整圓弧面的加工工序。

缸體內孔及下端密封面的加工工序：圖1所示為轉葉式液壓舵機的缸體局部視圖，加工要求為缸體1內孔及相應端面加工粗糙度為Ra0.8，內孔對基準同軸度0.02。由于缸體1的回轉直徑較大且質量大，無法在臥式車床上加工，可選擇在立式車床上加工，但立式車床工作臺轉速低(最大200r/min)，機床的平面度為0.04mm，加工出來的內孔及端面的表面粗糙度僅為Ra6.3，且底端面不平，根本無法滿足設計要求。如采用磨削加工方法，則在孔與端面過渡處無法滿足要求。轉葉式液壓舵機的密封條使用壽命一般為5-10年，若缸體1的內孔的表面粗糙度高，將加劇密封條的磨損，減少密封條使用壽命，所以保證缸體1的內孔表面粗糙度顯得尤為重要。過渡處是要與密封元件配合使用，在舵機正常工作時要承受7-8Mpa壓力，如果此處與密封元件貼合不好或有誤差，則有可能達不到密封效果而泄漏造成串缸現象，使舵機工作時穩舵穩不住，無法正常工作。

缸體下端密封面上密封槽的加工工序：如圖2所示，缸體1下端密封環面上有一個13×13(或20×20根據舵機大小)環槽，該環槽裝舵機環形密封條，是實現舵機內腔下端密封的保證，但是該密封槽的尺寸無法用常用量具測量。原先采用間接測量的方法，用游標卡尺測量環槽外圓尺寸及環槽寬度，累加起來即為該環槽尺寸，但是這種測量方法誤差較大，滿足不了要求。

靜葉的外形加工工序，靜葉與缸體聯接孔的加工工序，缸體、靜葉和銅套的組合加工工序：如圖2所示，靜葉2與缸體1通過8個螺釘2個圓柱銷聯結，現有加工工藝中，缸體1和靜葉2的聯接孔各自加工好后，直接進行裝配，會因為孔的錯位而造成缸體1內部形成的密封腔體的容積不一，影響轉舵角度，并且有可能造成側泄漏，影響舵機正常使用。如圖3所示，轉葉式舵機的靜葉2形狀是扇形，三個為一組，由螺釘和銷固定在缸體1內，和缸體1形成一個整體。靜葉2的加工難點是靜葉2的外圓弧和內圓弧面的加工，兩圓弧面都是密封面，有很高的要求，如果加工不好，會造成舵機泄露，影響產品質量。通常靜葉2的加工會采用：單個鑄造，線切割外形，采用這種方法效率低，并且靜葉2內外圓弧面完全依靠線切割來保證，若加工過程中，鉬絲拉斷，會影響零件加工質量，而且線切割加工的零件表面質量不高。

轉子內錐孔的加工工序：轉葉式液壓舵機與舵桿的聯接有三種方式：錐度聯接、錐度加鍵聯接、漲芯套聯接。其中錐度聯結要求加工的機床精度高，測量和配合相當困難。錐孔是舵機與船的舵桿聯接元件，也是動力的傳遞元件，動力傳遞是通過錐孔與錐面兩貼合面的過盈量配合的結合力，在裝配時將近800-1000kg/cm²的壓力，注入錐面與錐體的結合面之間，在高壓的作用下錐孔增大膨脹，缸體縮小，從而使兩錐體之間產生間隙，從而形成軸向運動，當軸向移動一定距離后泄去油壓，錐孔將抱住錐體，并有足夠的力傳遞扭矩。問題是在800-1000kg/cmm²的壓力下，油壓泄漏需要錐孔與錐體具有非常好的一致性，且在油壓泄去后，整個錐面應具有非常均勻的過盈量，否則傳遞1000KN.m左右的扭矩將不能成為現實。轉子錐孔的加工、檢驗手段、貼合率的保證是問題所在。對于采用錐度聯接方式的轉葉式舵機，錐孔的測量的難度較大，工藝原來專門設計了一個錐孔測量心棒，和一個錐孔的試驗心棒(630KNM以下舵機都要上試驗臺按試驗大綱作型式試驗)，用測量心棒作為錐塞規檢測錐孔，這樣雖然能有效的保證錐孔與測量心棒的一致性，但是測量心棒與試驗心棒的一致性難以控制，即試驗心棒與錐孔的貼合率較低，影響扭矩的傳遞，可能使出廠試驗不合格。

轉子不完整圓弧面的加工工序：轉葉式液壓舵機的轉子被三個動葉隔開，形成三段圓弧面。由于該零件表面粗糙度及尺寸、形狀位置精度都有很高要求，稍有誤差便會造成泄漏而使舵機無法正常運行。此圓弧無法采用車削加工方法和磨削加工方法來完成。對于這一種圓弧面通常成形方法為鑄造，然后采用刨削、插削和線切割加工來完成，但是刨削和插削加工效率極其低下，而且加工精度也無法滿足舵機的工作要求。線切割加工除了效率低下外還會由于鉬絲拉斷而前功盡棄。

發明內容