CN107962365A - 具有三段式主轴的超大超重的转子装配方法 - Google Patents

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CN107962365A CN201711049041.XA CN201711049041A CN107962365A CN 107962365 A CN107962365 A CN 107962365A CN 201711049041 A CN201711049041 A CN 201711049041A CN 107962365 A CN107962365 A CN 107962365A
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Abstract

本发明涉及大型空分离心压缩机领域,具体为具有三段式主轴的超大超重的转子装配方法。包括对三段式主轴进行装配。三段式主轴的装配包括对具有两端轴向止口的中段轴进行粗加工,对具有一端轴向止口的左段轴和右段轴进行粗加工。对中段轴、左段轴和右段轴的止口进行精加工。对左段轴与中段轴之间的外圆以及对中段轴与右段轴之间的外圆精加工后形成定位面。对组装后的转子进行高速动平衡测试。本发明提供的具有三段式主轴的超大超重的转子装配方法,能够满足超大超重的三段式主轴装配后的同轴度要求。

Description

具有三段式主轴的超大超重的转子装配方法
技术领域
[0001]本发明涉及大型空分离心压缩机领域,具体为具有三段式主轴的超大超重的转子 装配方法。
背景技术
[0002] 大型空分离心压缩机无论是设计性能、使用环境、技术要求等,相对于现有的常规 离心压缩机、或是轴流压缩机都具有完全不同的指标。在世界范围内,能够设计、生产大型 空分离心压缩机的公司、企业屈指可数。有的国外公司以技术机密为由,进行技术垄断,借 机提高价格,使得其他企业很难得到符合性价比的大型空分离心压缩机。
[0003] 在常规离心压缩机的领域内,我公司所研制的最大型号的常规离心压缩机,也不 适合大型空分离心压缩机的实际使用需求。由此,大型空分离心压缩机的具体结构、部件 等,相对常规离心压缩机的结构、部件,也产生了完全不同的变化。其中,针对大型空分离心 压缩机的转子,其主轴长度、重量等都己经远远超出了常规离心压缩机领域内的转子主轴 的设计长度、重量。
[0004] 其中一种超大超重的转子,其转子全长7620mm,支撑轴承跨距6510mm,总重量 30000KG,与该转子配套的叶轮外径也到达1496mm。因此,必须将转子的主轴采用分段的方 式进行加工,然后对分段式的主轴及叶轮进行组装成为转子。然而现有技术中,常规的组装 手段已经难以满足超大超重的转子组装的精度要求。主要原因是:除了前述的主轴重量、长 度,中段轴(最长一段)的轴流部分为大直径空心轴结构,中段轴轴长3035nmi,最大直径 1240mm,轴流侧内孔直径400mm,长度达1315mm,离心侧内孔直径6〇Omm,长度1546mm。如果采 用现有技术的组装方式,分段式主轴组装完成后,无法满足同轴度的要求,主轴径向跳动超 差。
发明内容
[0005] 为解决上述技术问题,本发明提供具有三段式主轴的超大超重的转子装配方法。
[0006] 步骤一:对三段式主轴进行装配;
[0007] 所述三段式主轴的装配包括:
[0008] 对具有两端轴向止口的中段轴进行粗加工,对具有一端轴向止口的左段轴和右段 轴进行粗加工;
[0009] 对所述中段轴、所述左段轴和所述右段轴的止口进行精加工;
[0010] 对所述左段轴与所述中段轴之间的外圆以及对所述中段轴与所述右段轴之间的 外圆精加工后形成定位面;
[0011] 加工后的所述三段式主轴进行轴向止口连接;
[0012] 对连接后的所述三段式主轴的外圆进行精加工;
[0013] 步骤二:对装配后的所述三段式主轴进行低速动平衡测试;
[0014] 步骤三:对符合低速动平衡要求的所述三段式主轴装配叶轮组成转子。
[0015] 进一步地,所述步骤一还包括:
[0016] 对所述三段式主轴的每一段的外圆进行粗加工,并预留加工量;
[0017] 对所述中段轴的凸止口以及对所述左段轴的凹止口和对所述右段轴的凹止口进 行精加工;
[0018] 对所述中段轴轴向两端以及对所述左段轴的止口端和所述右段轴的止口端预留 多个通孔;
[0019] 水平设置所述中段轴,将拉伸螺栓安装到所述中段轴的轴向两端的通孔,所述拉 伸螺栓分别指向所述左段轴和所述右段轴;
[0020] 水平设置所述左段轴,所述左段轴的凹止口与所述中段轴的凸止口轴向止口连 接,所述拉伸螺栓穿过所述左段轴的所述通孔;
[0021] 水平设置所述右段轴,所述右段轴的凹止口与所述中段轴的凸止口轴向止口连 接,所述拉伸螺栓穿过所述右段轴的所述通孔;
[0022] 均匀把紧所述拉伸螺栓;
[0023] 对把紧后的所述三段式主轴,以所述定位面为基础,对所述三段式主轴的外圆进 行精加工后实现所述三段式主轴的同轴度。
[0024] 进一步地,步骤一还包括:
[0025]利用同步液压拉伸工具,对所述拉伸螺栓圆周均布四点对角把合;
[0026]所述对拉伸螺栓圆周均布四点对角把合包括:
[0027]将所述同步液压拉伸工具安装在所述拉伸螺栓的螺纹端,在所述同步液压拉伸工 具上设置百分表;
[0028]所述同步液压拉伸工具进行第一次加压,压力值为设计压力值I;
[0029] 所述百分表调零,所述同步液压拉伸工具泄压;
[0030]所述同步液压拉伸工具进行第二次加压,压力值为设计压力值n,且所述设计压 力值n的稳定时间满足预设时间;
[0031]记录第二次所述拉伸螺栓的压力值以及百分表读取的所述拉伸螺栓的伸长量,对 所述同步液压拉伸工具泄压;
[0032]所述同步液压拉伸工具进行第三次加压,压力值为设计压力值m,且所述设计压 力值m的稳定时间满足预设时间;
[0033]记录第三次所述拉伸螺栓的压力值以及百分表读取的所述拉伸螺栓的伸长量,对 所述同步液压拉伸工具泄压;
[0034] 所述同步液压拉伸工具进行第四次加压,压力值为设计压力值m,且所述设计压 力值m的稳定时间满足预设时间;
[0035] 记录第四次所述拉伸螺栓的压力值和百分表读取的所述拉伸螺栓的伸长量,对所 述同步液压拉伸工具泄压;
[0036] 将所述同步液压拉伸工具拆卸,并完成所述圆周均布四点对角把合;
[0037]重复所述圆周均布四点对角把合,直至所有拉伸螺栓把合完成。
[0038] 进一步地,所述步骤二还包括:
[0039]将所述三段式主轴轴向水平安装在低速动平衡装置上;
[0040]计算所述主轴的剩余不平衡量;
[0041] 对所述三段式主轴校验低速动平衡,获取所述三段式主轴实际不平衡量的检测 值;
[0042] 所述获取实际不平衡量的检测值包括:
[0043] 对所述三段式主轴校验低速动平衡,获取检测值I;
[0044] 再次对所述三段式主轴校验低速动平衡,获得检测值n;
[0045] 确认所述检测值I和所述检测值n—致,获取实际不平衡量的检测值;
[0046] 对比所述实际不平衡量的检测值与所述主轴的剩余不平衡量,确定真实的不平衡 量;
[0047] 对所述三段式主轴进行去重,达到低速动平衡要求。
[0048] 进一步地,所述步骤二还包括:
[0049] 首次获取所述实际不平衡量的检测值,根据所述实际不平衡量的检测值对所述三 段式主轴进行首次去重;
[0050] 获取所述首次去重后的所述三段式主轴的不平衡量;
[0051] 所述首次去重后的三段式主轴达到低速平衡要求,进入步骤三;
[0052] 所述首次去重后的三段式主轴没有达到低速平衡要求,重复去重直至达到低速平 衡要求。
[0053] 进一步地,所述步骤三还包括:
[0054] 将所述三段式主轴水平吊装到工装支架上,清理所述三段式主轴表面;
[0055] 将所述三段式主轴利用主轴起吊工具和主轴翻转工具翻转,所述三段式主轴垂直 于水平面;
[0056] 所述叶轮水平设置,所述叶轮以热装的方式吊装到所述垂直于水平面的三段式主 轴上方与所述三段式主轴过盈连接。
[0057] 进一步地,所述步骤三还包括:
[0058] 在所述三段式主轴的右段轴端部同轴安装所述主轴起吊工具;
[0059] 在所述三段式主轴的左段轴端部安装所述主轴翻转工具;
[0060] 在所述三段式主轴的左段轴端部安装所述主轴翻转工具包括:
[0061] 在所述三段式主轴的左段轴端部安装水平设置的轴瓦;
[0062] 在所述轴瓦的外部安装水平设置的旋转套;
[0063] 在所述旋转套的端部安装水平设置的旋转轴;
[0064] 在所述旋转轴的轴向两端与设置在水平面的定子活动连接。
[0065] 进一步地,所述步骤三还包括:
[0066] 在所述三段式主轴的周边设置主轴紧固工具;
[0067] 所述在所述三段式主轴的周边设置主轴紧固工具包括:
[0068] 将所述主轴紧固工具的支撑底座固定到水平面上;
[0069] 所述三段式主轴通过吊装方式,水平设置在支撑底座上;
[0070] 将所述主轴紧固工具的垂直于水平面的支撑架固定到水平面上;
[0071] 在所述三段式主轴上安装所述主轴起吊工具和所述主轴翻转工具;
[0072] 在所述支撑架上安装固定架主体;
[0073] 在所述三段式主轴的中段轴外表面部安装固定架夹具和固定架拉杆。
[0074] 进一步地,所述步骤三还包括:
[0075] 将所述旋转轴与所述主轴翻转工具的定子活动连接,调整所述旋转轴与所述定子 的同轴度为95%-100%;
[0076] 利用所述主轴起吊工具起吊所述三段式主轴的右段轴一端,所述三段式主轴以所 述旋转轴为轴心、相对于水平面进行〇°_90°旋转;
[0077]利用所述固定架夹具和所述固定架拉杆,将所述三段式主轴与所述固定架主体连 接。
[0078]进一步地,所述转子装配方法还包括步骤四:对组装后的所述转子进行高速动平 衡测试;
[0079] 所述步骤四还包括:
[0080] 将所述转子轴向水平安装到高速平衡机上;
[0081] 获取所述转子在所述高速动平衡机的低速平衡量及相位;
[0082] 通过升降转速的方式,恢复所述转子在所述低速平衡机的低速平衡量及相位;
[0083] 通过转子试加重的方式,将所述转子升到最大连续转速,检测所述转子在所述最 大连续转速的振动速度,直至所述振动速度符合要求;
[0084]首次校验所述转子的高速动平衡,获取所述转子在所述高速平衡机上的高速振动 速度及高速相位;
[0085] 所述首次校验所述转子的高速动平衡之后,再次校验所述转子的高速动平衡,获 取所述高速振动速度及所述高速相位,确认高速动平衡的重复性;
[0086]测量转子动挠度,记录动挠度数据。
[0087]本发明提供的具有三段式主轴的超大超重的转子装配方法,能够满足超大超重的 三段式主轴装配后的同轴度要求。
附图说明
[0088]图1为本发明实施例提供的三段式主轴的结构示意图。
[0089]图2为本发明实施例提供的三段式主轴的装配的流程示意图。
具体实施方式
[0090] 参见图1,本发明实施例提供的三段式主轴分为左段轴1、中段轴2和右段轴3。其 中,中段轴2的轴线两端分别具有轴向凸出的凸止口,左段轴1的轴向一个端部具有轴向凹 进的凹止口,右段轴3的轴向一个端部具有轴向凹进的凹止口。左段轴1与中段轴2的连接处 的外圆部分、以及中段轴2与右段轴3的连接处的外圆部分均是定位面,定位面用于三段式 主轴组装过程中的定位。
[0091]为了满足大型空分离心压缩机的同轴度设计需求,具有三段式主轴的超大超重的 转子装配方法,包括如下几个步骤。第一,对于三段式主轴进行组装加工。第二,对于组装后 的三段式主轴校验低速动平衡。第三,为组装后的三段式主轴安装叶轮,组成转子。第四,对 组装后的转子校验高速动平衡。
[0092]其中,对于三段式主轴进行组装和加工是满足大型空分离心压缩机设计要求的核 心。组装后的三段式主轴的同轴度要求、三段式主轴的组装过程中是否会出现主轴弯曲或 止口研伤等不良现象、以及组装后的三段式主轴的低速动平衡的校验等等,都与该步骤有 着直接的关联。
[0093]如图2所不,在三段式主轴的分段制造加工过程中,对于左段轴1、右段轴3的外圆 部进行粗加工,并且留有一定的加工量。对于左段轴1、右段轴3的凹止口进行精加工,满足 止口的的设计要求。对于左段轴1的定位面、右段轴3的定位面进行精加工,满足定位面与左 段轴1或右段轴3同轴度的同时,还要满足左段轴1的定位面与中段轴2对于部位的定位面的 同轴度和共面。对于中段轴2的外圆部进行粗加工,留有一定的加工量。对于中段轴2的左、 右两个凸止口进行精加工,满足止口的设计要求。对于中段轴2左、右两个止口端的外圆部 的定位面进行精加工,满足定位面与中段轴2同轴度的同时,还要满足中段轴2的定位面分 别与左段轴1的定位面或右段轴3的定位面共面。
[0094]如图2所示,左段轴1、中段轴2和右段轴3加工完成后,开始三段式主轴的组装工 作。首先将中段轴2轴向水平设置。分别吊装左段轴1和右段轴3与中段轴2止口连接。其中, 中段轴2的左端凸止口伸入左段轴1的凹止口内,通过螺栓把合左段轴1与中段轴2的止口连 接处。同理,中段轴2的右端凸止口伸入右段轴3的凹止口内,通过螺栓把合右段轴3与中段 轴2的止口连接处。
[0095]如图2所不,二段式主轴组装完成后,将组装后的二段式主轴安装在钱床上,对组 装后的三段式主轴的外圆部进行精加工。精加工之后的三段式主轴才能够进行其他步骤的 实行。
[0096]前述的三段式主轴组装过程中,对于左段轴1与中段轴2的止口连接和右段轴3与 中段轴2的止口连接,均是通过拉伸螺栓的把合实现的。当中段轴2轴向水平设置后,将多个 拉伸螺栓分别穿入中段轴2轴向两端的多个通孔中。拉伸螺栓穿入中段轴2左端的通孔中, 拉伸螺栓的螺纹杆指向左段轴1 一侧。同理,拉伸螺栓穿入中段轴2右端的通孔中,拉伸螺栓 的螺纹杆指向右段轴3—侧。左段轴1的凹止口与中段轴2的凸止口连接过程中,对于的多个 拉伸螺栓分别对应的穿过左段轴1的多个通孔。左段轴1的凹止口与中段轴2的凹止口连接 之后,拉伸螺栓能够通过螺母均匀把紧。通过拉伸螺栓把紧后的三段式主轴,在吊装的过程 中不会出现每一段主轴脱离或在加工的过程中不会出现每一段主轴的同轴度偏差的问题。 [0097] 分段式主轴的连接为止口过盈配合连接,过盈值为0.02-0.10_,连接销孔公差0-0.025mm,连接销与销孔的间隙在0. 〇15mm以内。如果采用人工把合螺栓的方式,会造成力矩 偏差,从而导致止口研伤甚至主轴弯曲。为了避免这些不良效果。优选的,采用同步液压拉 伸工具,对拉伸螺栓圆周均布四点对角把合。首先将同步液压拉伸工具以圆周均布四点对 角的方式,与拉伸螺栓的螺纹连接。在同步液压拉伸工具上设置百分表,百分表用于测量加 压后的螺栓的形变量。利用同步液压拉伸工具对拉伸螺栓进行第一次加压,压力值为设计 压力值I。调整百分表至零点,然后将同步液压拉伸工具泄压。同步液压拉伸工具第一次加 压之后,圆周均布四点对角的四个螺栓,分别具有了相同的百分表零点。利用同步液压拉伸 工具对拉伸螺栓进行第二次加压,压力值为设计压力值n,且设计压力值n的稳定时间满 足预设时间。通过百分表读取拉伸螺栓的伸长量,且与前述的第一次加压中的百分表零点 比较。根据伸长量判断拉伸螺栓的强度是否能够适应当前连接压力。记录第二次加压的拉 伸螺栓的伸长量后,对百分表归零,对同步液压拉伸工具泄压。利用同步液压拉伸工具对拉 伸螺栓进行第三次加压,压力值为设计压力值in,且设计压力值m的稳定时间满足预设时 间。其中,设计压力值in为最大设计压力值。通过百分表读取拉伸螺栓的伸长量,且与前述 的第一次加压中的百分表零点比较。根据伸长量判断拉伸螺栓的强度是否能够适应最大设 计压力值。记录同步液压拉伸工具第三次加压的拉伸螺栓的伸长量后,对百分表归零,对同 步液压拉伸工具泄压。重复对拉伸螺栓加压,压力值为设计压力值m,且设计压力值m的稳 定时间满足预设时间。再次获取拉伸螺栓的伸长量,且与第三次拉伸螺栓加压的伸长量进 行对比,确定拉伸螺栓在最大设计压力值下的稳定性。完成前面的四次对拉伸螺栓的加压 之后,对符合要求的螺栓拆掉同步液压拉伸工具,利用螺母完成对4个拉伸螺栓的把合。 [0098]现有技术中,常规离心压缩机的分段式主轴组装之后,直接对分段式主轴进行叶 轮的安装。现有技术的做法是,将叶轮加热后设置在水平面上,通过吊装主轴的方式将主轴 的一端插入叶轮。采用现有技术的手段安装叶轮与分段式主轴,如果先装配叶轮,在翻转转 子的过程中,会出现叶轮磕碰等问题。装配分段式主轴过程中,分段式主轴一端支撑,另一 端在起吊的过程中,容易出现分段式主轴的连接处产生微小的弯曲。此外,由于分段式主轴 轴径不一,分段式主轴的重心偏上,容易产生起吊过程中的翻转。分段式主轴起吊后,垂直 于水平面插入水平设置的叶轮中,由于转子存在微量挠性,转子的低速动平衡、高速动平衡 方案无法满足大空分机组平衡要求。
[0099]本实施例针对转子组装过程,采用三段式主轴的低速动平衡校验。利用多个专用 工具对叶轮与三段式主轴进行组装。专用工具包括但不限于主轴起吊工具、主轴紧固工具 和主轴翻转工具。然后在对组装后的转子进行高速动平衡的校验。这种组装过程除了能够 符合转子的设计要求,还能够避免在叶轮与三段式主轴的组装过程中,出现的多个不良效 果。例如:叶轮磕碰的不良效果或是起吊的过程中三段式主轴的重心偏上容易翻转的不良 效果等等。
[0100] 现有技术中,分段组合而成的主轴刚性下降,存在微量挠性,主轴低速动平衡存在 变化量,影响主轴平衡度。因此,需要对于组装后的三段式主轴校验低速动平衡。将组装后 的三段式主轴轴向水平安装在低速动平衡装置上。计算理论上的主轴的剩余不平衡量。其 中,主轴的剩余不平衡量= 6350W/Ng.ram,W是重量,W的单位是Kg,N是最大连续转速,N的单 位是rpm。通过对三段式主轴校验低速动平衡,获取实际不平衡量的检测值。对比实际不平 衡量的检测值与主轴的剩余不平衡量,确定真实的不平衡量。
[0101]本实施例提供一种优选的方案,获取实际不平衡量的检测值。优选的方案包括:对 三段式主轴校验低速动平衡,其主轴转速400rpm,运行时间30—60分钟后,能够保证其不平 衡量的稳定性,获取检测值I。记录检测值I,停止低速动平衡的校验。低速动平衡机停机24 小时后,再次对三段式主轴校验低速动平衡,获得检测值n。记录检测值n,且与前述的检 测值I相对。如果,两次检测值一致,可以确认是实际不平衡量的检测值。否则,多次重复低 速动平衡,直至连续两次检测值一致。利用获取的实际不平衡量的检测值,与前述理论上的 剩余不平衡量对比,确定真实的不平衡量。对三段式主轴进行去重操作,三段式主轴达到低 速动平衡要求。
[0102]根据实际不平衡量的检测值对三段式主轴进行首次去重,获取首次去重后的三段 式主轴的不平衡量。其中,每次去重之后,都需要重复前述两次获取实际不平衡量检测值, 两次检测值一致的,才能进行下一次的去重操作。首次去重后的三段式主轴达到低速平衡 要求,进入下一步的叶轮组装过程。首次去重后的三段式主轴没有达到低速平衡要求,重复 去重直至达到低速平衡要求。
[0103] 将叶轮与达到低速动平衡要求的三段式主轴进行组装。将三段式主轴水平吊装在 工作支架上,吊装后对三段式主轴的表面进行清理。在三段式主轴的驱动侧(图1中的右段 轴3的右端部)安装主轴起吊工具。在三段式主轴的非驱动侧(图1中的左段轴1的左端部)安 装主轴翻转工具。利用主轴起吊工具起吊三段式主轴,三段式主轴能够围绕主轴翻转工具 进行翻转,三段式主轴起吊后垂直于水平面。将叶轮加热,加热后的叶轮通过水平吊装的方 式,由三段式主轴的驱动侧套入,最终以过盈连接的方式固定在三段式主轴上。
[0104] 其中,主轴翻转工具具体包括定子和转子。主轴翻转工具的转子包括用于保护三 段式主轴的轴瓦、套在轴瓦外部的旋转套和旋转套端部的旋转轴。旋转套用于与旋转轴连 接,进一步的保护三段式主轴。此外,在旋转轴的底部设置定子,旋转轴与定子活动连接。主 轴翻转工具安装在三段式主轴的非驱动侧上。其中,将轴瓦安装在非驱动侧上,在轴瓦的外 部安装旋转套,在旋转套的端部安装旋转轴。轴瓦、旋转套、旋转轴分别水平设置。在同一平 面内,旋转套与轴瓦同轴。旋转套的轴心线垂直于旋转轴的轴心线中点。在水平面上设置定 子,将旋转轴的轴心线两端与定子活动连接,完成主轴翻转工具的组装。
[0105] 进一步的,为了避免三段式主轴吊起的过程中,出现由于主轴重量过大引起起吊 后的三段式主轴不容易固定,最好是在三段式主轴的周边设置主轴紧固工具。通过主轴紧 固工具,能够将垂直于水平面的三段式主轴固定。一方面能够避免造成不容易固定的危险。 另一方面也能够为安装叶轮提供支撑和测量基础,可以利用固定工具调整三段式主轴的垂 直度。具体的,在三段式主轴的周边设置主轴紧固工具包括:将主轴紧固工具的支撑底座固 定到水平面上。三段式主轴的驱动侧及非驱动侧两点与支撑底座接触,三段式主轴的轴心 线距离水平面的垂直距离大于叶轮的半径。这种设置方式能够避免叶轮安装到三段式主轴 后,在放倒转子至水平状态的过程中,叶轮与水平面产生磕碰。三段式主轴通过吊装方式, 水平设置在支撑底座上。将主轴紧固工具的垂直于水平面的支撑架固定到水平面上。其中, 当三段式主轴翻转为垂直于水平面时,支撑架能够包围三段式主轴。最好是三段式主轴的 轴心线与支撑架的水平中心垂线共线。在三段式主轴上安装主轴起吊工具和主轴翻转工 具。在支撑架上安装固定架主体,固定架主体用于三段式主轴垂直于水平面之后与固定架 夹具和固定架拉杆进行连接。在三段式主轴的中段轴2外表面部安装固定架夹具和固定架 拉杆。
[0106] 翻转工具实际使用中,三段式主轴从水平状态翻转为垂直于水平面的垂直状态, 利用固定架夹具和固定架拉杆与支撑架上的固定架主体连接,形成对于三段式主轴的垂直 固定。通过调整固定架拉杆的伸缩量,调整三段式主轴的垂直度,满足安装叶轮的需要,保 证叶轮与三段式主轴的同轴度。叶轮安装到三段式主轴上之后,通过翻转恢复至水平状态, 由于叶轮的半径小于三段式主轴的轴心线到水平面的垂直高度,因此不会发生叶轮磕碰的 现象。水平设置的转子可以继续在三段式主轴上安装其他部件。
[0107] 进一步的,在保证叶轮与三段式主轴装配精度符合设计要求的前提下,为了能够 提高装配效率,通过实际检验,将旋转轴与主轴翻转工具的定子连接后,调整旋转轴与定子 的同轴度为95 100 %即可保证主轴翻转工具的使用精度。因此节省了主轴翻转工具的定 位时间,提高了效率。具体的,旋转轴与定子活动连接后,利用主轴起吊工具起吊三段式主 轴的右段轴3—端,三段式主轴以旋转轴为轴心、相对于水平面进行0°_90°旋转。相对于水 十囬m将^y〇的二段式主轴,利用固定架夹具和固定架拉杆,与固定架主体连接。
[0108]前述转子组装完成后,需要对转子进行高速动平衡的校验,以满足转子的同轴度 0.01mm设计要求。
[0109] 一种优选的高速动平衡的校验方案,实现超大超重转子的高速动平衡校验。该优 选的方案包括将转子轴向水平安装到高速平衡机上。通过旋转高速平衡机,获取转子在高 速动平衡机的低速平衡量及相位。低速平衡量及相位与前述的三段式主轴在低速动平衡机 上的平衡量及相位进行对比,通过升降转速的方式,使得转子在高速动平衡机的低速平衡 量及相位与三段式主轴在低速动平衡机上的平衡量及相位一致。通过转子试加重的方式, 转子升到最大连续转速,确保转子在最大连续转速下的振动速度符合设计要求。首次校验 转子的商速动平衡,获取转子在高速平衡机上的高速振动速度及高速相位。首次校验转子 的高速动平衡之后,再次校验转子的高速动平衡,获取高速振动速度及高速相位,确认高速 动平衡的重复性(即两次高速振动速度与两次高速相位一致)。测量转子动挠度,记录动挠 度数据,利用记录的动挠度数据指导以后的大型空分离心压缩机机组的运转试验。
[0110]以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用 本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领 域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1. 具有三段式主轴的超大超重的转子装配方法,其特征在于: 包括如下步骤: 步骤一:对三段式主轴进行装配; 所述三段式主轴的装配包括: 对具有两端轴向止口的中段轴进行粗加工,对具有一端轴向止口的左段轴和右段轴进 行粗加工; 对所述中段轴、所述左段轴和所述右段轴的止口进行精加工; 对所述左段轴与所述中段轴之间的外圆以及对所述中段轴与所述右段轴之间的外圆 精加工后形成定位面; 加工后的所述三段式主轴进行轴向止口连接; 对连接后的所述三段式主轴的外圆进行精加工; 步骤二:对装配后的所述三段式主轴进行低速动平衡测试; 步骤三:对符合低速动平衡要求的所述三段式主轴装配叶轮组成转子。
2. 根据权利要求1所述的转子装配方法,其特征在于: 所述步骤一还包括: 对所述三段式主轴的每一段的外圆进行粗加工,并预留加工量; 对所述中段轴的凸止口以及对所述左段轴的凹止口和对所述右段轴的凹止口进行精 加工; 对所述中段轴轴向两端以及对所述左段轴的止口端和所述右段轴的止口端预留多个 通孔; 水平设置所述中段轴,将拉伸螺栓安装到所述中段轴的轴向两端的通孔,所述拉伸螺 栓分别指向所述左段轴和所述右段轴; 水平设置所述左段轴,所述左段轴的凹止口与所述中段轴的凸止口轴向止口连接,所 述拉伸螺栓穿过所述左段轴的所述通孔; 水平设置所述右段轴,所述右段轴的凹止口与所述中段轴的凸止口轴向止口连接,所 述拉伸螺栓穿过所述右段轴的所述通孔; 均匀把紧所述拉伸螺栓; 对把紧后的所述三段式主轴,以所述定位面为基础,对所述三段式主轴的外圆进行精 加工后实现所述三段式主轴的同轴度。
3. 根据权利要求2所述的转子装配方法,其特征在于: 步骤一还包括: 利用同步液压拉伸工具,对所述拉伸螺栓圆周均布四点对角把合; 所述对拉伸螺栓圆周均布四点对角把合包括: 将所述同步液压拉伸工具安装在所述拉伸螺栓的螺纹端,在所述同步液压拉伸工具上 设置百分表; 所述同步液压拉伸工具进行第一次加压,压力值为设计压力值I; 所述百分表调零,所述同步液压拉伸工具泄压; 所述同步液压拉伸工具进行第二次加压,压力值为设计压力值n,且所述设计压力值 n的稳定时间满足预设时间; 记录第二次所述拉伸螺栓的压力值以及百分表读取的所述拉伸螺栓的伸长量,对所述 同步液压拉伸工具泄压; 所述同步液压拉伸工具进行第三次加压,压力值为设计压力值m,且所述设计压力值 m的稳定时间满足预设时间; 记录第三次所述拉伸螺栓的压力值以及百分表读取的所述拉伸螺栓的伸长量,对所述 同步液压拉伸工具泄压; 所述同步液压拉伸工具进行第四次加压,压力值为设计压力值m,且所述设计压力值 m的稳定时间满足预设时间; 记录第四次所述拉伸螺栓的压力值和百分表读取的所述拉伸螺栓的伸长量,对所述同 步液压拉伸工具泄压; 将所述同步液压拉伸工具拆卸,并完成所述圆周均布四点对角把合; 重复所述圆周均布四点对角把合,直至所有拉伸螺栓把合完成。
4. 根据权利要求1所述的转子装配方法,其特征在于: 所述步骤二还包括: 将所述三段式主轴轴向水平安装在低速动平衡装置上; 计算所述主轴的剩余不平衡量; 对所述三段式主轴校验低速动平衡,获取所述三段式主轴实际不平衡量的检测值; 所述获取实际不平衡量的检测值包括: 对所述三段式主轴校验低速动平衡,获取检测值I; 再次对所述三段式主轴校验低速动平衡,获得检测值n; 确认所述检测值I和所述检测值n—致,获取实际不平衡量的检测值; 对比所述实际不平衡量的检测值与所述主轴的剩余不平衡量,确定真实的不平衡量; 对所述三段式主轴进行去重,达到低速动平衡要求。
5. 根据权利要求4所述的转子装配方法,其特征在于: 所述步骤二还包括: 首次获取所述实际不平衡量的检测值,根据所述实际不平衡量的检测值对所述三段式 主轴进行首次去重; 获取所述首次去重后的所述三段式主轴的不平衡量; 所述首次去重后的三段式主轴达到低速平衡要求,进入步骤三; 所述首次去重后的三段式主轴没有达到低速平衡要求,重复去重直至达到低速平衡要 求。
6. 根据权利要求1所述的转子装配方法,其特征在于: 所述步骤三还包括: 将所述三段式主轴水平吊装到工装支架上,清理所述三段式主轴表面; 将所述三段式主轴利用主轴起吊工具和主轴翻转工具翻转,所述三段式主轴垂直于水 平面; 所述叶轮水平设置,所述叶轮以热装的方式吊装到所述垂直于水平面的三段式主轴上 方与所述三段式主轴过盈连接。
7. 根据权利要求6所述的转子装配方法,其特征在于: 所述步骤三还包括: 在所述三段式主轴的右段轴端部同轴安装所述主轴起吊工具; 在所述三段式主轴的左段轴端部安装所述主轴翻转工具; 在所述三段式主轴的左段轴端部安装所述主轴翻转工具包括: 在所述三段式主轴的左段轴端部安装水平设置的轴瓦; 在所述轴瓦的外部安装水平设置的旋转套; 在所述旋转套的端部安装水平设置的旋转轴; 在所述旋转轴的轴向两端与设置在水平面的定子活动连接。
8.根据权利要求6所述的转子装配方法,其特征在于: 所述步骤三还包括: 在所述三段式主轴的周边设置主轴紧固工具; 所述在所述三段式主轴的周边设置主轴紧固工具包括: 将所述主轴紧固工具的支撑底座固定到水平面上; 所述三段式主轴通过吊装方式,水平设置在支撑底座上; 将所述主轴紧固工具的垂直于水平面的支撑架固定到水平面上; 在所述三段式主轴上安装所述主轴起吊工具和所述主轴翻转工具; 在所述支撑架上安装固定架主体; 在所述三段式主轴的中段轴外表面部安装固定架夹具和固定架拉杆。
9. 根据权利要8所述转子装配方法,其特征在于: 所述步骤三还包括: 将所述旋转轴与所述主轴翻转工具的定子活动连接,调整所述旋转轴与所述定子的同 轴度为95%_100%; 利用所述主轴起吊工具起吊所述三段式主轴的右段轴一端,所述三段式主轴以所述旋 转轴为轴心、相对于水平面进行〇°_90°旋转; 利用所述固定架夹具和所述固定架拉杆,将所述三段式主轴与所述固定架主体连接。
10. 根据权利要求1所述的转子装配方法,其特征在于: 所述转子装配方法还包括步骤四:对组装后的所述转子进行高速动平衡测试; 所述步骤四还包括: 将所述转子轴向水平安装到高速平衡机上; 获取所述转子在所述高速动平衡机的低速平衡量及相位; 通过升降转速的方式,恢复所述转子在所述低速平衡机的低速平衡量及相位; 通过转子试加重的方式,将所述转子升到最大连续转速,检测所述转子在所述最大连 续转速的振动速度,直至所述振动速度符合要求; _ 首次校验所述转子的高速动平衡,获取所述转子在所述高速平衡机上的高速振动速度 及高速相位; _ _ 所述首次校验所述转子的高速动平衡之后,再次校验所述转子的高速动平衡,获取所 述高速振动速度及所述高速相位,确认高速动平衡的重复性; 测量转子动挠度,记录动挠度数据。
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