CN109388896B - 一种转子螺旋槽磨削工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转子螺旋槽磨削工艺方法，其步骤为，将转子分段，分别得到各段的型线数据，以第一段的型线数据为基础型线数据，将其它段型线数据分别与基础型线数据对比，得到其它各段的型线差异，然后各段分别根据型线差异得到节圆螺旋角，再根据各段的螺旋角得到螺旋槽的导程变化数据，最终采用变导程方式磨削螺旋槽。本方法实现了具有非等值间隙的型线的转子螺旋槽的加工，使转子对间的非等值啮合间隙能更好地适应压缩机实际运转时各段的不同温度及压力所造成的转子间隙的变化，静态时的非等值间隙在实际动态运转时接近于等值间隙，从而提升压缩机效率。

Description

一种转子螺旋槽磨削工艺方法
技术领域
本发明涉及一种磨削工艺方法，具体来说是一种转子螺旋槽磨削工艺方法。
背景技术
在螺杆压缩机中，转子的啮合间隙值对于压缩机的运行效率有着很大的影响。在设计啮合间隙值确定的前提下，啮合间隙值加工值与设计值的符合程度取决于两方面：一是螺旋槽加工的表面质量，二是螺旋槽加工的精度。为了获得高的加工表面质量和加工精度，螺旋槽加工工艺已由铣刀铣削变更为砂轮磨削。
水蒸气压缩机的试制则带来了一种全新设计的啮合间隙值。在没有喷油冷却的前提下，由于吸排气侧的温差大，转子在运转时吸排气侧的变形量会大不相同，从而导致了吸排气侧啮合间隙的不同，造成压缩机效率低下的问题。为了解决该问题，可以将啮合间隙值进行分段设计，即同一对转子各部位的啮合间隙值不一致，从而在阴阳转子齿面不干涉的前提下实现水蒸气压缩机效率的提升。
因各部位啮合间隙值的不同，同一根转子型线处理完成后会有多组不同的型线数据，因此现有的磨削工艺无法完成此类转子螺旋槽的加工。
发明内容
本发明提出了一种转子螺旋槽磨削工艺方法，其所要解决的技术问题是，实现具有非等值间隙的型线的转子螺旋槽的加工。
本发明的技术方案如下：
一种转子螺旋槽磨削工艺方法，步骤为：获取螺旋槽的导程变化数据，采用变导程方式磨削螺旋槽。
作为本方法的进一步改进：依据转子的型线数据获取螺旋槽的导程变化数据。
作为本方法的进一步改进：所述依据转子的型线数据获取螺旋槽的导程变化数据的具体方法为：将转子分段，分别得到各段的型线数据，以第一段的型线数据为基础型线数据，将其它段型线数据分别与基础型线数据对比，得到其它各段的型线差异，然后各段分别根据型线差异得到节圆螺旋角，再根据各段的螺旋角得到螺旋槽的导程变化数据。
作为本方法的进一步改进：首先得到转子各段的端面型线数据，再转换为法向型线数据，然后再进行对比。
作为本方法的进一步改进，各段分别根据型线差异得到节圆螺旋角的具体方法为：在型线处理软件中分别调整螺旋角，使调整后的螺旋角导致的型线差异与该段型线数据和基础型线数据之间的型线差异一致。
作为本方法的进一步改进，根据各段的螺旋角得到螺旋槽的导程变化数据的具体方法为：得到各段螺旋角后，通过公式L＝πd/tan a计算各分段的导程，式中L为导程，d为转子节圆直径，a为节圆螺旋角，然后通过线性拟合得到螺旋槽的导程变化数据。
作为本方法的进一步改进：磨削时锁定砂轮角度，根据求得的导程变化数据实时控制砂轮沿转子轴向方向的移动速度，实现变导程加工。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)实现了具有非等值间隙的型线的转子螺旋槽的加工，使转子对间的非等值啮合间隙能更好地适应压缩机实际运转时各段的不同温度及压力所造成的转子间隙的变化，静态时的非等值间隙在实际动态运转时接近于等值间隙，从而提升压缩机效率；(2)将型线的差异转换为导程的变化，从而使用变导程方式完成非等值啮合间隙的转子螺旋槽的加工，利用现有的加工设备即可完成。
附图说明
图1为实施例中不同间隙值的型线差异图；
图2为实施例中借助HPMS软件调整螺旋角后的型线差异图。
具体实施方式
本实施例针对OFC20M水蒸气压缩机中非等值间隙型线转子的加工，间隙增加的过程中阴转子非驱动侧也参与处理，检测过程中采用带余量数据检测，采用多轴联动、变导程方式完成转子磨削加工。
本实施例中，型线段长度330mm，将转子分段，各段设计啮合间隙值如下表所示：
Figure BDA0001837828110000031
Figure BDA0001837828110000041
使用型线处理软件HPMS(Holroyd Profile Management Software)，根据5组间隙数值进行型线处理，得到五组不同的阴阳转子型线数据。首先得到转子各段的端面型线数据，再转换为法向型线数据。
首先处理阳转子。
取5组阳转子数据，使用HPMS软件，以序号1对应的型线数据为基础型线数据，将其它段型线数据分别与基础型线数据对比，得到其它各段的型线差异，如图1。再次借助HPMS软件，依据该差异值来分别调整序号2至5各段的节圆螺旋角数值，各段调整后的节圆螺旋角导致的型线差异与该段型线数据和基础型线数据之间的型线差异一致，如图1和2所示。依据螺旋角的调整大小即可得到各段的节圆螺旋角。
调整完成后，各段节圆螺旋角数值如下所示：
序号 段位置 节圆螺旋角
1 0-100mm 49°
2 100-180mm 49.05°
3 180-220mm 49.2°
4 220-260mm 49.35°
5 260-330mm 49.4°
因磨削过程中砂轮角度为锁定状态，加工过程中无法实现砂轮偏转角的变化，因此需要根据螺旋角得到螺旋槽的导程变化数据，采用变导程的方式完成加工。首先，依据各段的节圆螺旋角，通过公式Lπd/tana计算各段的导程，式中L为导程，d为转子节圆直径，a为节圆螺旋角。结果如下表所示：
序号 段位置 导程
1 0-100mm 396
2 100-180mm 395.2
3 180-220mm 392.8
4 220-260mm 390.8
5 260-330mm 390.1
而后，将该5组导程值通过线性拟合得到螺旋槽的导程变化数据，作为机床变导程加工的依据，实时控制砂轮沿转子轴向方向的位置和移动速度，实现变导程磨削，完成阳转子的加工。
阴转子加工方法同阳转子。
显而易见地，本方法不仅仅适用于OFC20M水蒸气压缩机，也适用于其它非等值间隙型线转子的加工。

Claims (3)

1.一种转子螺旋槽磨削工艺方法，其特征在于：
步骤1、依据转子的型线数据获取螺旋槽的导程变化数据：将转子分段，分别得到各段的型线数据，以第一段的型线数据为基础型线数据，将其它段型线数据分别与基础型线数据对比，得到其它各段的型线差异，然后各段分别根据型线差异得到节圆螺旋角，再根据各段的螺旋角得到螺旋槽的导程变化数据；
对比时，首先得到转子各段的端面型线数据，再转换为法向型线数据，然后再进行对比；
各段分别根据型线差异得到节圆螺旋角的具体方法为：在型线处理软件中分别调整螺旋角，使调整后的螺旋角导致的型线差异与该段型线数据和基础型线数据之间的型线差异一致；
步骤2、采用变导程方式磨削螺旋槽。
2.如权利要求1所述的转子螺旋槽磨削工艺方法，其特征在于根据各段的螺旋角得到螺旋槽的导程变化数据的具体方法为：得到各段螺旋角后，通过公式L＝πd/tana计算各分段的导程，式中L为导程，d为转子节圆直径，a为节圆螺旋角，然后通过线性拟合得到螺旋槽的导程变化数据。
3.如权利要求1或2所述的转子螺旋槽磨削工艺方法，其特征在于：磨削时锁定砂轮角度，根据求得的导程变化数据实时控制砂轮沿转子轴向方向的移动速度，实现变导程加工。
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