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                    豪克能鏡面加工煙氣輪機主軸

                          煙氣輪機是煉廠重油催化裂化能量回收系統中的關鍵設備,在強腐蝕催化劑沖蝕的高溫工況下工作。轉子主要由主軸、動葉片、輪盤等關鍵零部件組成,而主軸的軸頸、推力盤端面的粗糙度對轉子的穩定高效運行起關鍵作用,與主軸軸頸及推力盤端面配合的軸承屬于動壓滑動軸承。煙氣輪機在啟停機時,軸頸及推力盤端面與軸瓦屬于干摩擦,如果主軸與軸瓦相對應部位的粗糙度達不到技術要求,將會劃傷瓦面,從而影響煙氣輪機轉子的振動性能。根據API 612《石油、化工和天然氣工業用特種用途汽輪機》中對主軸的要求,軸頸及推力盤兩側表面應精加工到Ra0.8μm 之內。我廠煙氣輪機主軸軸頸及推力盤兩側表面的粗糙度設計值為Ra0.2μm,對精度提出了更高的要求。為了高質量高效能加工主軸軸頸及推力盤兩側面,使粗糙度達到Ra0.2μm 之內,在加工中應用了豪克能金屬表面光整技術且達到了理想的鏡面加工效果。


                     豪克能鏡面加工光整技術原理
                            豪克能金屬表面加工設備利用金屬的可塑性,首先將優質的豪克能能量作用在工件表面使工件的可塑性提高10 倍,然后對工件表面進行頻率很高、振幅約7μm 的每秒3 萬次的沖擊,使工件的高處向低處流動,提高工件的表面粗糙度。當工件加工完成后,可塑性恢復。   
                     該加工技術還能提高工件的疲勞強度、疲勞壽命、抗腐蝕性。豪克能金屬表面加工設備使用簡單、操作方便,只要將工件在車床上加工尺寸基本到位后,將普通車刀換成豪克能刀具總成以車削的效率加工一遍,表面粗糙度就可提高3 級以上。以煙氣機主機軸頸為例,精車提供粗糙度Ra0.3μm 以下的基面,用豪克能金屬表面設備加工一遍,被加工工件表面粗糙度可達Ra0.2μm 左右。

                    煙氣輪機主軸加工工藝特點
                            傳統的主軸軸頸及推力盤兩側面的加工工藝流程為: 半精車→精車→半精磨→精磨,以圖1 所示的YL12000 系列煙機主軸軸頸部位為例。

                     
                    圖1 煙機主軸軸頸

                            精車后,軸頸及推力盤兩側面單邊留0.5mm 磨削余量,在外圓磨床上再次裝夾和找正,磨削過程中主要存在以下不足:
                    ①由于磨削速度高,從而產生大量的磨削熱量,溫度可達1000℃ 以上。為了保證磨削表面質量和加工表面不被磨削熱量燒傷,必須要用大量的冷卻液來潤滑和冷卻;
                    ②磨削過程中存在磨床的機械振動,砂輪的不平衡造成磨削力不能保證時刻一致,導致在磨削表面留下波紋缺陷,影響磨削部位的形位公差。


                    煙氣輪機主軸加工工藝改進
                            將傳統的主軸軸頸及推力盤兩側面的加工工藝流程調整為: 半精車→精車→應用豪克能技術。因豪克能金屬表面加工技術為無屑加工,類似熨衣服一樣將零件表面熨平,因此主軸可以直接精車至圖紙要求尺寸,提供粗糙度Ra6.3 以下的基面。煙氣輪機主軸軸頸及推力盤兩側面的粗糙度為Ra0.15,達到鏡面加工,且加工表面無任何金屬波紋; 產生表面強化層,使軸頸及推力盤兩側面硬度增加20%,提高了工件的力學性能; 操作簡單,可由機床操作工進行加工,工件無需再上外圓磨床,簡化了傳統工序,縮短了生產周期。

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