CN108673304B - 一种修复锥形密封面接头的研磨装置及其修复方法 - Google Patents

一种修复锥形密封面接头的研磨装置及其修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种修复锥形密封面接头的研磨装置，包括套管和定位销，沿套管的一端为内锥体形，另一端内侧为直筒状，内锥体的大端位于套管的端面，内锥体的小端位于套管的中部，套管为内锥体的一端沿轴向开设有开口槽，开口槽沿径向贯穿套管，定位销包括定位端和驱动端，定位销的定位端穿过套管并与套管固定连接，还包括用于驱动定位销的驱动装置；并提供了锥形密封面接头的修复方法，研磨装置与分管接嘴中心孔定位，保证研磨时工装与密封面同轴；研磨装置能安装砂布，驱动装置高速旋转研磨代替操作者手工锉修，提高密封面修复质量，降低劳动强度；研磨装置结构简单，生产成本低，燃料总管上的分管接嘴较多，使用研磨装置大大缩短修理时间。

Description

一种修复锥形密封面接头的研磨装置及其修复方法
技术领域
本发明属于燃气轮机总管类零件修复领域，具体涉及一种修复锥形密封面接头的研磨装置及其修复方法。
背景技术
燃气轮机是一个涉及国家海军动力的战略性产业，是能源动力装备领域的最高端产品，其中燃料总管作为燃机的关键部件，需在高湿、高温、高压、高转速和高负荷等苛刻条件下长期反复工作，总管密封位置的可靠性影响着燃料总管的使用寿命。简单实用的密封面研磨装置可以极大地改善燃料总管分管接嘴密封面修伤质量，提升总管密封试验一次合格率，此外，还可以缩短修理周期，降低工人劳动强度。
在目前燃机修理领域，对燃料总管分管接头密封面修理时，因无法借用常规研磨装置或设备辅助修理，使得操作者只能手工锉修及抛修，同时操作者技能水平参差不齐或修理工具适用性差，造成修理后的接头密封面经常发现着色检查或密封试验不合格，需要重新修理，无法修理时需要更换接头，因此设计一种分管接头密封面辅助研磨装置是非常必要的。
发明内容
为了解决了现有技术中存在的问题，本发明公开了一种修复锥形密封面接头的研磨装置及其修复方法，操作者将其安装至驱动装置上，通过驱动装置的旋转功能，对分管接嘴外锥面进行整体抛光修磨，去除修伤部位，代替操作者使用锉刀锉修的传统方法，改善了密封面修伤质量，解决了因密封面的表面质量不合格造成的分管接嘴与分油管密封性不可靠的难题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种修复锥形密封面接头的研磨装置，包括套管和定位销，沿套管的一端为内锥体形，另一端内侧为直筒状，内锥体的大端位于套管的端面，内锥体的小端位于套管的中部，套管为内锥体的一端沿轴向开设有开口槽，开口槽沿径向贯穿套管，定位销包括定位端和驱动端，定位销的定位端穿过套管并与套管固定连接，还包括用于驱动定位销的驱动装置。
内锥体的锥角与待修复分管接嘴密封面的锥角相同。
定位销的驱动端的直径小于定位销的定位端的直径。
定位销上定位端的外径与待修复分管接嘴密封处的孔口内径相同，所述定位端的外径还与套管的直筒端的内径相同。
定位销的定位端的长度大于套管直筒端的长度。
定位销的驱动端装有用于传递角动量的万向节。
一种采用修复锥形密封面接头的研磨装置修复锥形密封面接头的方法，包括以下步骤：
步骤1，记录分管接嘴密封面的角度、密封处的孔口尺寸以及材料牌号并记录；
步骤2，根据步骤1记录的尺寸及材料，设计并制造与分管接嘴密封面相匹配的套管以及定位销，所述套管上内锥体一端的锥体角度与分管接嘴密封面外锥面角度相同，定位销的定位端外径与分管接嘴密封处的孔口内径相同；
步骤3，选取砂布，按照套管的实际形状，修剪砂布，通过套管上的开口槽将砂布与研磨装置固定，定位销的驱动端与驱动装置输出端固定连接；
步骤4，修磨分管接嘴密封面，将研磨装置上的定位销与分管接嘴上的中心孔定位，使研磨装置与分管接嘴密封面的中心线同轴，下压驱动装置，使砂布与密封面完全接触，开启驱动装置，驱动装置旋转带动砂布对分管接嘴密封面产生旋转研磨，研磨后清理密封面上的残留砂粒；
步骤5，修磨完成后进行密封面着色检查，若着色不合格，更换砂布后重复进行步骤4；
步骤6，着色检查合格后进行密封性试验检查；若密封性试验结果不合格，则重复步骤3-步骤5，之后再次进行密封性检查，密封性试验结果合格后则分管接嘴密封面修复完成。
步骤4中，研磨时间控制为5s-8s。
步骤5中，使用锥体着色规及红油，检查分管接嘴密封面的角度与表面质量，要求着色后，密封面沿圆周一圈不间断且着色面积不得少于80％。
步骤6中进行密封性试验检查时，将燃料总管分别与分管接嘴和压力试验工装连接，往燃料总管内注入航空煤油，灌满后升压至3.75MPa，保持压力不少于10分钟。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：研磨装置可与分管接嘴中心孔定位，保证研磨时工装与密封面同轴；研磨装置能安装砂布，代替操作者使用砂布手工抛修；研磨装置能在驱动装置上安装，利用驱动装置高速旋转研磨代替操作者手工锉修，提高密封面修复质量，降低操作者劳动强度；研磨装置结构简单，加工方便，实用，生产成本低，燃料总管上的分管接嘴较多，使用研磨装置大大缩短修理时间。
进一步的，锥形面的外锥角与待修复锥形密封面的锥角相同，使得修复操作简便，且修复结果可靠。
进一步的，定位销包括定位端和驱动端，驱动端的直径小于定位端直径，进行修磨时减小驱动端垂直于轴线的力矩，进一步提高其轴向作用力。
进一步的，定位销的定位端的外径与待修复分管接嘴密封处孔口的内径相同，定位销的定位端长度大于套管的直筒端的长度，便于将定位端伸入分管接嘴，并使套管的锥面与分管接嘴密封面的锥形面充分接触。
进一步的，定位销定位端的外径与套管直筒处的直径相同，使修复工装的装配和连接准确，同轴度高。
进一步的，定位销的驱动端用于传递角动量的万向节，万向节能有效避免手持操作过程中偏离轴线的问题。
附图说明
图1为研磨装置的结构剖视示意图。
图2为研磨装置的定位销示意图。
图3为研磨装置的套管示意图。
图4为研磨装置的套管剖视示意图。
图5为带喷嘴的燃料总管示意图。
图6为图5从A-A向分开左半边顺时针旋转90°的视图。
图7为带喷嘴的燃料总管B-B向剖视示意图。
附图中，1-套管，2-定位销，3-开口槽，4-分管接嘴，5-燃料总管，6-分管组件。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行详细阐述。
修复锥形密封面接头的研磨装置的结构如图1～图4所示，一种修复锥形密封面接头的研磨装置，包括套管1和定位销2，沿套管1的一端为内锥体形，另一端内侧为直筒状，内锥体的大端位于套管1的端面，内锥体的小端位于套管1的中部，套管1为内锥体的一端沿轴向开设有开口槽3，开口槽3沿径向贯穿套管1，定位销2包括定位端和驱动端，定位销2的定位端穿过套管1并与套管1固定连接，还包括用于驱动定位销2的驱动装置，内锥体的锥角与待修复分管接嘴4密封面的锥角相同；定位销2的驱动端的直径小于定位销2的定位端的直径；定位销1上定位端的外径与待修复分管接嘴4密封处的孔口内径相同，所述定位端的外径还与套管1的直筒端的内径相同；定位销2的定位端的长度大于套管1直筒端的长度；定位销2的端面都设置有倒角。
本发明优选的，定位销2的驱动端装有用于传递角动量的万向节。
本发明优选的，驱动定位销2驱动端的驱动装置采用手持电钻。
本发明优选的，开口槽3的深度大于等于锥面的深度，便于固定砂布。
一种锥形密封面接头的修复方法，包括以下步骤：
步骤1、记录分管接嘴4密封面的尺寸及材料，根据分管接嘴4规范中的毛料图表与检验工序，查出分管接嘴4密封面的角度、密封处的孔口尺寸、材料牌号等并记录。
步骤2、设计与制造研磨装置，按照步骤1所记录的分管接嘴4密封面尺寸、材料及驱动装置接口尺寸，编制工艺卡片与制造研磨装置，全部加工尺寸经检验100％检查合格。
步骤3、安装研磨装置与驱动装置，选用180目的砂布，按照研磨装置修伤面实际形状，手工修剪砂布，通过研磨装置表面的开口槽，将砂布与研磨装置固定，研磨装置另一端与驱动装置接口固定，将驱动装置与电源连接，准备工作结束；根据目测分管密封面的划伤情况来选择纱布。
步骤4、修理分管接嘴4密封面，通过研磨装置上的定位销，与分管接嘴4上的中心孔定位，使研磨装置与分管接嘴4密封面的中心线同轴，下压驱动装置，使砂布与密封面完全接触，开动驱动装置开关，驱动装置高速旋转，使砂布对分管接嘴4密封面产生旋转研磨，去除密封面上的使用划伤，提高密封面光洁度，研磨时间控制在5-8s，研磨后，清理密封面上的残留砂粒。
步骤5、密封面着色检查：使用锥体着色规及红油，检查分管接嘴4密封面的角度与表面质量，要求着色后，所述密封面沿圆周一圈不间断且着色面积不得少于80％，若着色不合格，更换砂布后重复进行步骤4，经多次研磨后，保证着色规的检查要求，最终保证燃料总管5上所有分管接嘴4全部研磨着色合格。
步骤6、密封性试验检查：将燃料总管5分别与分油管、压力试验工装连接，通过试验器往管腔内注入航空煤油，灌满后升压至3.75MPa，保持压力不少于10分钟，使用白绢布擦拭检查分管接嘴4与分油管接触的密封面有无煤油泄露，若不合格，则重复步骤3-步骤6，密封试验合格则保证燃料总管5在工况状态下的密封性能可靠。
如图5～图7所示，以带喷嘴的燃料总管5为例，该总管包括总管左半环一件、总管右半环1件、分管组件6十六件、喷嘴16件、螺栓12件、螺帽12件、锁紧垫片12件以及垫片一件；其中总管左半环包括分管接嘴4八件、总管左半段1件及内接合座两件，三种零件装配焊接，其中总管右半环包括总管右半环下段一件、总管右半环上段一件、总管进气座一件、分管接嘴4八件以及外接合座两件，上述零部件装配焊接。
总管左、右半环主要加工工艺为：配套—铣平面—装配和焊接—焊缝检查—去应力—酸洗—钳修—X光检查—荧光检查—镗、铣加工—检验—标记—入库。
燃料总管5在外场使用一定周期后，需要将总管返厂检查修理，因分管接嘴4与分油管组件经常拆装和试验，分管接嘴4密封面上难免有划伤，需要使用研磨装置修理分管接嘴4密封面，具体返修方案如下：
步骤1，记录分管接嘴4密封面的尺寸及材料，根据分管接嘴4规范中的毛料图表与检验工序，查出分管接嘴4密封面的锥面角度为74±30＇、中心孔
Figure GDA0001706920450000061
孔口尺寸
Figure GDA0001706920450000062
材料牌号为1Cr18Ni9Ti。
步骤2，设计与制造研磨装置，按照步骤1记录的分管接嘴4密封面尺寸、材料及驱动装置接口尺寸，编制工艺卡片与制造研磨装置，全部加工尺寸经检验100％检查合格。
步骤3，安装研磨装置，取180目砂布，按照研磨装置研磨面实际形状，裁剪砂布，通过研磨装置表面的开口槽，将砂布与研磨装置固定，研磨装置另一端与驱动装置接口固定连接，将驱动装置与电源连接，准备工作结束。
步骤4，修理分管接嘴4密封面，通过研磨装置上的定位销，与分管接嘴4上
Figure GDA0001706920450000063
中心孔定位，使研磨装置与分管接嘴4密封面的中心线同轴，用手下压驱动装置，使砂布与密封面完全接触，开动驱动装置开关，驱动装置高速旋转，使砂布对分管接嘴4外锥面74±30＇产生旋转研磨，去除密封面上使用划伤，提高密封面光洁度，研磨时间控制在5-8s，研磨后，清理密封面上的残留砂粒。
步骤5，密封面着色检查，使用锥体着色规5B051/C-5043及红油，检查分管接嘴4密封面的外锥角74±30＇与表面质量，锥面着色后沿圆周一圈不间断且着色面积不少于80％，经多次研磨后，燃料总管5上所有分管接嘴4全部研磨着色合格。
步骤6，密封性试验检查，将燃料总管5分别与分油管、压力试验工装连接，通过试验器往管腔内注入航空煤油，灌满后升压至3.75MPa，保持压力不少于10分钟，使用白绢布擦拭检查分管接嘴4与分油管接触的密封面有无煤油泄露，若不合格，则重复步骤3-步骤5之后，再进行密封性试验检查，密封试验合格则保证燃料总管5在工况状态下的密封性能可靠。

Claims (6)

1.一种修复锥形密封面接头的研磨装置，其特征在于，包括套管（1）和定位销（2），沿套管（1）的一端为内锥体形，另一端内侧为直筒状，内锥体的大端位于套管（1）的端面，内锥体的小端位于套管（1）的中部，套管（1）为内锥体的一端沿轴向开设有开口槽（3），开口槽（3）沿径向贯穿套管（1），定位销（2）包括定位端和驱动端，定位销（2）的定位端穿过套管（1）并与套管（1）固定连接，还包括用于驱动定位销（2）的驱动装置；定位销（2）上定位端的外径与待修复分管接嘴（4）密封处的孔口内径相同，所述定位端的外径还与套管（1）的直筒端的内径相同；定位销（2）的定位端的长度大于套管（1）直筒端的长度；定位销（2）的驱动端的直径小于定位销（2）的定位端的直径；定位销（2）的驱动端装有用于传递角动量的万向节。
2.根据权利要求1所述的修复锥形密封面接头的研磨装置，其特征在于，内锥体的锥角与待修复分管接嘴（4）密封面的锥角相同。
3.一种采用权利要求1~2任一项所述的修复锥形密封面接头的研磨装置修复锥形密封面接头的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，记录分管接嘴（4）密封面的角度、密封处的孔口尺寸以及材料牌号并记录；
步骤2，根据步骤1记录的尺寸及材料，设计并制造与分管接嘴（4）密封面相匹配的套管（1）以及定位销（2），所述套管（1）上内锥体一端的锥体角度与分管接嘴（4）密封面外锥面角度相同，定位销（2）的定位端外径与分管接嘴（4）密封处的孔口内径相同；
步骤3，选取砂布，按照套管（1）的实际形状，修剪砂布，通过套管（1）上的开口槽（3）将砂布与研磨装置固定，定位销（2）的驱动端与驱动装置输出端固定连接；
步骤4，修磨分管接嘴（4）密封面，将研磨装置上的定位销（2）与分管接嘴（4）上的中心孔定位，使研磨装置与分管接嘴（4）密封面的中心线同轴，下压驱动装置，使砂布与密封面完全接触，开启驱动装置，驱动装置旋转带动砂布对分管接嘴（4）密封面产生旋转研磨，研磨后清理密封面上的残留砂粒；
步骤5，修磨完成后进行密封面着色检查，若着色不合格，更换砂布后重复进行步骤4；
步骤6，着色检查合格后进行密封性试验检查；若密封性试验结果不合格，则重复步骤3-步骤5，之后再次进行密封性检查，密封性试验结果合格后则分管接嘴（4）密封面修复完成。
4.根据权利要求3所述的修复锥形密封面接头的方法，其特征在于，步骤4中，研磨时间控制为5s-8s。
5.根据权利要求3所述的修复锥形密封面接头的方法，其特征在于，步骤5中，使用锥体着色规及红油，检查分管接嘴（4）密封面的角度与表面质量，要求着色后，密封面沿圆周一圈不间断且着色面积不得少于80%。
6.根据权利要求3所述的修复锥形密封面接头的方法，其特征在于，步骤6中进行密封性试验检查时，将燃料总管（5）分别与分管接嘴（4）和压力试验工装连接，往燃料总管（5）内注入航空煤油，灌满后升压至3.75MPa，保持压力不少于10分钟。
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