CN111922628A - 核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法 - Google Patents

核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法，内支撑(1)与外支撑(2)通过螺栓(3)装配到一起后安装到长轴套(4)的内孔台阶(14)处，通过螺栓(3)的顺时针旋转使内支撑(1)在接触的斜面(13)上向外支撑(2)的底面滑动，外支撑(2)均布着12个开口(15)，使外支撑(2)向外撑紧，外支撑(2)支撑在长轴套(4)的内孔台阶(14)处。本发明可以避免顶尖受力而导致工具芯轴变形并且导致的长轴套(4)变形，三段支撑对长轴套(4)内孔形成强有力的支撑，在滚压时不会产生长轴套(4)变形，可有效避免产生的长轴套(4)颤抖。

Description

核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法。
背景技术：
核电站核主泵长轴套的滚压是核电站轴封主泵的关键部件，核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法对于轴封核主泵的正常运行及主泵制造技术国产化尤为重要。核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法一直是工艺难题。传统的工艺方法是长轴套两端固定端盖穿入芯轴中在卧式车床上进行滚压，其缺陷在于这种方法会导致长轴套变形，由于长轴套的精度较高，要求长轴套的内外圆全跳动为0.02mm，同轴度0.01mm，并且壁薄，最薄处仅为13mm，长度为1100mm，在滚压过程中很容易产生变形，传统的工艺方法采用卧式滚压，需要用机床的卡盘夹住一侧端盖，顶尖在另一侧顶住芯轴，顶尖力的大小很难控制，稍大就会导致芯轴弯曲变形导致长轴套变形，稍小会使滚压时产生的压力使长轴套产生径向位置变化，无法保证滚压成功，并且在滚压时由于内部没有支撑而导致薄壁的长轴套在受滚压力时而产生变形，从而导致工件报废，长轴套的制造工序复杂，在前期为保证图纸的精度要求仅磨削工序就需要15天左右的时间，在最后的滚压序却常常因为变形而导致报废，带来了成本损失和工期延误，如果没达到图纸要求的长轴套装入核主泵可能造成长轴套与下导轴承的碳环不同心，从而使运转时与下导轴承碳环偏磨，主泵振动过大，使下导轴承碳环损坏，更加严重的会造成核电厂事故。
发明内容：
本发明目的是公开一种可靠性高、精度高、效率高的一种核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法。本发明技术方案为：一种核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法，包括以下步骤：
1)内支撑(1)与外支撑(2)通过螺栓(3)装配到一起后安装到长轴套(4)的内孔台阶(14)处，通过螺栓(3)的顺时针旋转使内支撑(1)在接触的斜面(13)上向外支撑(2)的底面滑动，外支撑(2)均布着12个开口(15)，使外支撑(2)向外撑紧，外支撑(2)支撑在长轴套(4)的内孔台阶(14)；
2)滚压下部支撑盘(5)安装到立式车床工作台(9)上；
3)长轴套(4)的下部台阶安装到滚压下部支撑盘(5)的上部台阶上，两个位置的配合间隙J1满足
J1≤0.01mm；
4)4个M20的拉杆(6)的螺纹旋进滚压下部支撑盘(5)的M20的螺纹孔上，装入带有止口的上部盖板(7)，装配4个螺母(8)到4个M20的拉杆(6)上，4个螺母(8)压紧上部盖板(7)，上部盖板(7)的止口与长轴套(4)的上部台阶的间隙J2满足
J2≤0.01mm；；
5)调整长轴套(4)在立式车床工作台(9)的跳动T满足
T≤0.01mm
调整后锁紧立式车床工作台(9)的卡爪(12)；
6)球头滚压工具(10)固定到立式车床的刀架(11)上，旋转立式车床工作台(9)，使用球头滚压工具(10)从长轴套(4)底部向上进行滚压，滚压区域为长轴套(4)的底部到内孔台阶(14)处即完成长轴套滚压，滚压的线速度S、进给量f和滚压压力P分别满足：
75m/min≤S≤85m/min
0.08mm/rev≤f≤0.12mm/rev
140bar≤P≤160bar。
本发明工作原理：
本发明的工作过程及原理是采用长轴套(4)立式滚压，立式滚压可以使长轴套(4)不受径向的装卡力，通过自身的重量及上部盖板(7)压紧即可固定到立式车床工作台(9)上，从而不会使长轴套(4)因受装卡力而变形，通过内部支撑工具对内孔台阶(14)的支撑可以使长轴套(4)的外圆的不会因受到滚压力而产生长轴套(4)变形，滚压是利用金属在常温状态的冷塑性特点，利用球头滚压工具(10)对工件表面施加一定的压力，使工件表层金属产生塑性流动，填入到原始残留的低凹波谷中，而达到工件表面粗糙值降低，由于被滚压的表层金属塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，形成致密的纤维状，并形成残余应力层，硬度和强度提高，从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性，增加了长轴套(4)的使用寿命。
本发明技术效果：
本发明创造性的采用一套支撑内孔的工装工具结合在立式车床上立式滚压的工艺方法，从而保证了长轴套(4)的滚压后的尺寸，这种方法的优点首先是采用立式车床上立式滚压，立式滚压因不使用机床顶尖，可以避免顶尖受力而导致工具芯轴变形并且导致的长轴套(4)变形，第二是立式放置利用工件自重并用上部盖板(7)和拉杆(6)及螺母(8)将长轴套(4)固定到滚压下部支撑盘(5)上，长轴套(4)并没有受到可以导致长轴套(4)变形的径向装卡力，第三是滚压下部支撑盘(5)采用三段式，第一段用于立式车床工作台(9)装卡，第二段用于长轴套(4)轴向支撑，第三段用于长轴套(4)径向支撑且配合间隙为小于等于0.01mm，第一段的装卡力产生的变形传导到第三段很微小，不能导致长轴套(4)变形，第二段可以起到长轴套(4)轴向支撑及留出球头滚压工具(10)的进入位置并且起到缓冲第一段装卡力的作用，第三段可以起到支撑长轴套(4)下部内孔的作用，由于间隙J1满足小于等于0.01mm，可以有效起到支撑滚压受力作用，第四是本工艺方法采用内孔三段支撑，第一段为滚压下部支撑盘(5)的第三段台阶起到支撑长轴套(4)下部内孔的作用，第二段为工具内支撑(1)与外支撑(2)通过螺栓(3)装配到一起，外支撑均布着12个开口(15)，通过螺栓(3)的拉紧，内支撑(1)与外支撑(2)的斜面(13)相互作用，内支撑(1)将外支撑(2)直径撑大，从而支撑长轴套(4)内壁的内孔台阶(14)，并且无间隙，有效的抵抗外部的滚压力的作用，第三段为长轴套轴套(4)的上部盖板(7)，上部盖板(7)与长轴套(4)通过止口配合，止口间隙小于0.01mm，止口对长轴套(4)上部内孔进行支撑，这三段支撑对长轴套(4)内孔形成强有力的支撑，在滚压时不会产生长轴套(4)变形，第五是滚压区域放置在下部相对于在长轴套(4)上部可有效避免滚压长轴套(4)时滚压位置距离立式车床工作台(9)位置距离过大而产生的长轴套(4)的颤抖。
附图说明：
图1核主泵长轴套的立式滚压状态剖面图
图2支撑工具装配示意图
具体实施方式：
一种核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法，包括以下步骤：
1)内支撑1与外支撑2通过螺栓3装配到一起后安装到长轴套4的内孔台阶14处，如图1所示，通过螺栓3的顺时针旋转使内支撑1在接触的斜面13上向外支撑2的底面滑动，外支撑2均布着12个开口15，如图2所示，使外支撑2向外撑紧，外支撑2支撑长轴套4的内孔台阶4；
2)滚压下部支撑盘5安装到立式车床工作台9上；
3)长轴套4的下部台阶安装到滚压下部支撑盘5的上部台阶上，两个位置的配合间隙J1满足
J1≤0.01mm；
4)4个M20的拉杆6的螺纹旋进滚压下部支撑盘5的M20的螺纹孔上，装入带有止口的上部盖板7，装配4个螺母8到4个M20的拉杆6上，4个螺母8压紧上部盖板7，上部盖板7的止口与长轴套4的上部台阶的间隙J2满足
J2≤0.01mm；；
5)调整长轴套4在立式车床工作台9的跳动T满足
T≤0.01mm
调整后锁紧立式车床工作台9的卡爪12；
6)如图1所示，球头滚压工具10固定到立式车床的刀架11上，旋转立式车床工作台9，使用球头滚压工具10从长轴套4底部向上进行滚压，滚压区域为长轴套4的底部到内孔台阶14处即完成长轴套滚压，滚压的线速度S、进给量f和滚压压力P分别满足：
75m/min≤S≤85m/min
0.08mm/rev≤f≤0.12mm/rev
140bar≤P≤160bar。

Claims (1)

1.一种核电站核主泵长轴套的滚压工艺方法，其特征是：包括以下步骤：
1)内支撑(1)与外支撑(2)通过螺栓(3)装配到一起后安装到长轴套(4)的内孔台阶(14)处，通过螺栓(3)的顺时针旋转使内支撑(1)在接触的斜面(13)上向外支撑(2)的底面滑动，外支撑(2)均布着12个开口(15)，使外支撑(2)向外撑紧，外支撑(2)支撑在长轴套(4)的内孔台阶(14)处；
2)滚压下部支撑盘(5)安装到立式车床工作台(9)上；
3)长轴套(4)的下部台阶安装到滚压下部支撑盘(5)的上部台阶上，两个位置的配合间隙J1满足
J1≤0.01mm；
4)4个M20的拉杆(6)的螺纹旋进滚压下部支撑盘(5)的M20的螺纹孔上，装入带有止口的上部盖板(7)，装配4个螺母(8)到4个M20的拉杆(6)上，4个螺母(8)压紧上部盖板(7)，上部盖板(7)的止口与长轴套(4)的上部台阶的间隙J2满足
J2≤0.01mm；；
5)调整长轴套(4)在立式车床工作台(9)的跳动T满足
T≤0.01mm
调整后锁紧立式车床工作台(9)的卡爪(12)；
6)球头滚压工具(10)固定到立式车床的刀架(11)上，旋转立式车床工作台(9)，使用球头滚压工具(10)从长轴套(4)底部向上进行滚压，滚压区域为长轴套(4)的底部到内孔台阶(14)处即完成长轴套滚压，滚压的线速度S、进给量f和滚压压力P分别满足：
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140bar≤P≤160bar。
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