[發明專利]一種制造大直徑閉式葉輪的方法

有效

• 申請號: 201310316430.X
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103381543A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 李超;廖前進
• 申請（專利權）人: 貴州永紅航空機械有限責任公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及一種制造大直徑閉式葉輪的方法，屬于航空航天設備制造技術領域。

背景技術

目前，大直徑閉式葉輪作為風機的核心部件在航空航天等技術領域得到了廣泛的應用。通常風機的葉輪在工作中處于旋轉狀態，一般轉速均在每分鐘幾千轉以上，甚至高達每分鐘幾萬轉，葉輪平衡可以保證風機具有較高的效率和較低的噪聲，倘若存在較大不平衡時，輕則造成風機噪音大，壽命短，重則整機振動激烈，造成早期損壞。

因此，所有風機葉輪不論任何材質，都必須做動平衡校正，動平衡與旋轉體的材料沒有關系，主要與轉速和質量有關系，尤其是與轉速關系重大，轉速越高，需要做動平衡的精度等級越高。由于材質不均勻或毛坯缺陷、加工及裝配中產生的誤差，甚至設計時就具有非對稱的幾何形狀等多種因素，使得葉輪在旋轉時，其上每個微小質點產生的離心慣性力不能相互抵消，離心慣性力通過軸承作用到葉輪上，引起振動，產生了噪音，加速軸承磨損，縮短了機械壽命，嚴重時可能造成破壞性事故。為此，葉輪在裝配前必須進行平衡校驗，使其達到允許的平衡精度等級，或使因此產生的機械振動幅度降在允許的范圍內。校驗時，用平衡精度等級來衡量葉輪的平衡度，平衡精度等級越高，表示葉輪的平衡度越好，其質量越穩定，壽命也就越長。

然而，閉式葉輪由葉輪與葉輪帽蓋組成，其工作在高轉速工況下，必須保證葉輪與葉輪帽蓋的同心使質量分布均勻，如果質量分布不均勻，在高速旋轉時發生偏心產生振動，將直接影響產品性能和壽命。然而，目前在閉式釬焊葉輪設計與制造過程中存在兩個不確定的因素：第一，在閉式釬焊葉輪制造及釬焊過程中質量不能達到完全對稱，在高速旋轉時會使葉輪失去平衡產生離心力，使產品發生振動；第二，在葉輪制造生產過程中可能因切削力大，切削加工時變形抗力大，使材料產生塑性變形，如此一來，本身加工好的葉輪在機械加工過程中可能因裝夾或應力釋放而再變形，使產品又處于不平衡狀態。有了這兩個不確定因素，閉式釬焊葉輪為了能得到較好的實際工作效果，在裝配使用前需要在模擬工作狀態下進行高精度的動平衡校正。在動平衡校正標準中，精密磨床芯軸、主軸、陀螺儀的精度等級也僅為G0.4的精度等級。由于葉輪與葉輪帽蓋在釬焊過程中會發生偏心現象，為達到比G0.4更高的精度等級G0.2，常常在閉式葉輪進行G0.2高精度動平衡校正過程中會出現因去除金屬余量過大導致閉式葉輪壁厚偏薄現象，如動平衡校正時去除金屬余量過多，使葉輪壁厚偏薄后將會直接影響葉輪的結構與工作性能，使產品的正常工作存在隱患，容易引發事故。

發明內容

本發明是為了解決制造平衡精度等級為G0.2的葉輪時，在平衡校正過程中因去除金屬余量過大導致閉式葉輪壁厚偏薄而影響葉輪的結構與工作性能，導致使產品的正常工作存在隱患以及容易引發事故的問題，提供了一種制造大直徑閉式葉輪的方法，尤其是一種制造平衡精度等級為G0.2的大直徑閉式葉輪的方法。

本發明所述的一種制造大直徑閉式葉輪的方法，它包括以下步驟：

步驟一：葉輪帽蓋粗加工；

將葉輪帽蓋除弧面外的外形加工成型，并在階梯側預留出階梯狀8～10mm加工余量，將葉輪帽蓋與葉輪配合面外圈加工出三個工藝臺階，使葉輪帽蓋與葉輪裝配在一起時單邊間隙控制在0.1mm以內；

步驟二：葉輪粗加工；

將葉輪除葉形型面外的外形加工成型，葉輪輪轂外圓及階梯側預留出階梯狀5～8mm加工余量；

步驟三：組裝葉輪組件工藝件；

將葉輪帽蓋與葉輪裝在專用工裝組合件上，形成葉輪組件工藝件，并裝上墊片，用緊固件將葉輪與葉輪帽蓋緊固在一起；

步驟四：裝夾并釬焊；

將緊固好的葉輪組件工藝件裝配在專用釬焊工裝上，并進爐進行釬焊，釬焊后去除釬焊專用工裝；

步驟五：粗加工葉輪側外圓與階梯面；

以葉輪組件工藝件中葉輪帽蓋側的階梯面為初次定位裝夾基準，粗加工葉輪側外圓與階梯面，加工時，車圓外圓與階梯面即可，作為二次定位裝夾的基準；

步驟六：粗加工葉輪帽蓋；

以粗加工過的葉輪側作為二次定位裝夾基準，對葉輪帽蓋進行粗加工，加工時對稱檢查葉輪帽蓋階梯面側上四點壁厚值，對稱檢測四點的壁厚最大值與最小值的差值不大于0.15mm；

步驟七：精加工葉輪側的外形型面及內孔；

以葉輪組件工藝件中粗加工過葉輪帽蓋的階梯面為三次定位裝夾基準，精加工葉輪側的外形型面及內孔，使內孔與葉輪帽蓋保持同心，保證內孔與葉輪輪轂外圓的同軸度不大于0.01；

步驟八：精加工葉輪帽蓋的外部圓弧面；