CN116944857A - 一种同轴度可调式膨胀机装配工装及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及膨胀机技术领域，具体涉及一种同轴度可调式膨胀机装配工装及其使用方法，同轴度可调式膨胀机装配工装包括专用假轴、专用假轴旋转板、第一假轴承支撑、第二假轴承支撑、第三假轴承支撑、专用轴承起吊环架、专用机封起吊环架、专用延长筒轴、专用锁轴筒架和专用锁轴固定筒；通过专用假轴、专用假轴旋转板、第一假轴承支撑、第二假轴承支撑和第三假轴承支撑，配合百分表使用，完成膨胀机的同轴度调试，使用专用机封起吊环架吊装机械密封装配，使用专用轴承起吊环架吊装轴承装配；从而可以在装配过程中进行同轴度调试，并解决膨胀机关键零件装配困难的问题。

Description

一种同轴度可调式膨胀机装配工装及其使用方法

技术领域

本发明涉及膨胀机技术领域，尤其涉及一种同轴度可调式膨胀机装配工装及其使用方法。

背景技术

有机工质膨胀机是将有机工质的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，主要用作低温热回收。

动静气封间隙大小是影响膨胀机气动效率的关键因素之一，级间气封间隙过大，将大大降低气动效率。采用同轴度可调式膨胀机可提高动静气封间隙装配同轴度，能减少机组运行气流损失；但该类型的膨胀机在调试时进行同轴度调试，并且该类型的膨胀机的机械密封、轴承等关键零部件所在轴向位置在靠近缸体内腔，存在装配困难的问题；因此需要一种专用的装配工装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同轴度可调式膨胀机装配工装及其使用方法，可以在装配过程中进行同轴度调试，并解决膨胀机关键零件装配困难的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种同轴度可调式膨胀机装配工装，包括专用假轴、专用假轴旋转板、第一假轴承支撑、第二假轴承支撑、第三假轴承支撑、专用轴承起吊环架、专用机封起吊环架、专用延长筒轴、专用锁轴筒架和专用锁轴固定筒；

所述专用假轴旋转板可拆卸的设置在所述专用假轴一侧；所述第一假轴承支撑位于所述专用假轴一侧；所述第二假轴承支撑位于所述专用假轴一侧；所述第三假轴承支撑位于所述专用假轴一侧；所述专用轴承起吊环架位于所述专用假轴一侧；所述专用机封起吊环架位于所述专用轴承起吊环架一侧；所述专用延长筒轴位于所述专用轴承起吊环架一侧；所述专用锁轴筒架位于所述专用延长筒轴一侧；所述专用锁轴固定筒可拆卸的设置在所述专用锁轴筒架一侧。

其中，所述专用假轴旋转板包括圆板和手柄；所述手柄与所述圆板固定连接，并位于所述圆板一侧。

其中，所述专用轴承起吊环架包括两个圆弧连接板和两个L形板；两个所述L形板分别与两个所述圆弧连接板固定连接，并分别位于两个所述圆弧连接板一侧。

其中，所述专用机封起吊环架包括环形连接板、两个长方体支杆和两个圆柱推拉杆；两个所述长方体支杆分别与所述环形连接板固定连接，并分别位于所述环形连接板侧边；两个所述圆柱推拉杆分别与两个所述长方体支杆固定连接，并分别位于两个所述长方体支杆一侧。

其中，所述专用锁轴筒架包括中间筒和两个支撑架；两个所述支撑架分别与所述中间筒固定连接，并对称设置在所述中间筒两侧。

第二方面，本发明还提供了一种同轴度可调式膨胀机装配工装的使用方法，具体步骤包括：

组合装配进气缸和排气缸，并装配中分面骑缝销；

稳固安装第一假轴承支撑、第二假轴承支撑、专用假轴和轴承座；

将百分表安装于专用假轴端面；

将专用假轴旋转板通过螺栓安装在专用假轴端面，通过专用假轴旋转板旋转专用假轴，测量轴承座第一轴承安装面的圆跳动，通过调整轴承座特制调整垫片数量而调整轴承座轴心；

稳固安装第三假轴承支撑，拆卸排气缸和第二假轴承支撑；稳固安装喷嘴环座部套下半，分别是级间气封、喷嘴环、喷嘴环定位键、喷嘴环调整块、喷嘴环压块、喷嘴环特制调整垫片；

配磨装配喷嘴环座装配骑缝销，完成级间气封与转子总成同轴度及间隙值调试；

拆卸喷嘴环座部套下半，将转子总成装入喷嘴环座部套下半，依次装配喷嘴环部套上半，再将喷嘴环座部套上半与下半组合装配；

通过可拆卸螺栓结构将专用锁轴筒架稳固安装于喷嘴环座对应位置，通过可拆卸螺栓结构将专用锁轴固定筒稳固安装于专用锁轴筒架；

旋转专用锁轴筒架圆周方向上下两侧径向定位螺钉将转子总成与喷嘴环座径向位置进行定位，再通过轴向定位螺钉将转子总成与喷嘴环座轴向位置进行定位；

将喷嘴环座部套与转子总成整体吊装装配至进气缸对应位置，复装喷嘴环座装配骑缝销，紧固标准紧固件；

将排气缸与进气缸合缸装配，复装中分面骑缝销定位，紧固标准紧固件；

将专用延长筒轴与转子总成端面通过连接螺栓可拆卸连接；

将专用机封起吊环架与机械密封通过螺栓可拆卸连接，安装吊环至吊环吊装孔，通过专用机封起吊环架将机械密封沿专用延长筒轴运转至排气缸内腔机械密封装配位置，紧固机械密封标准紧固件，然后拆卸专用机封起吊环架；

将专用轴承起吊环架分别与轴承通过螺栓可拆卸连接，安装吊环至吊环吊装孔，通过专用轴承起吊环架将轴承沿专用延长筒轴运转至排气缸内腔轴承装配位置，紧固轴承标准紧固件，最后拆卸专用轴承起吊环架。

本发明的一种同轴度可调式膨胀机装配工装及其使用方法，通过所述专用假轴、所述专用假轴旋转板、所述第一假轴承支撑、所述第二假轴承支撑和所述第三假轴承支撑，配合百分表使用，完成膨胀机的同轴度调试，在所述专用延长筒轴的辅助导向下，使用所述专用机封起吊环架吊装机械密封至排气缸内腔机械密封安装位置紧固装配，使用所述专用轴承起吊环架将轴承沿所述专用延长筒轴运转至排气缸内腔轴承装配位置，完成膨胀机关键零件装配；从而可以在装配过程中进行同轴度调试，并解决膨胀机关键零件装配困难的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是膨胀机的总剖视图。

图2是装配轴承座时的示意图。

图3是轴承座的结构示意图。

图4是图3沿A-A方向的剖视图。

图5是专用假轴旋转板的结构示意图。

图6是喷嘴环座部套下半的装配剖视图。

图7是图6沿B-B方向的剖视图。

图8是喷嘴环座部套下半拆解示意图。

图9是装配专用锁轴筒架和专用锁轴固定筒的示意图。

图10是喷嘴环座部套与转子总成的装配方向的示意图。

图11是专用锁轴筒架的结构示意图。

图12是专用锁轴固定筒的结构示意图。

图13是机械密封与轴承的装配方向的示意图。

图14是机械密封与轴承装配时的剖视图，

图15是专用延长筒轴的结构示意图。

图16是专用机封起吊环架的结构示意图。

图17是专用轴承起吊环架的结构示意图。

图18是本发明的一种同轴度可调式膨胀机装配工装的使用方法的部分流程图。

图19是本发明的一种同轴度可调式膨胀机装配工装的使用方法的另一部分流程图。

101-专用假轴、102-专用假轴旋转板、103-第一假轴承支撑、104-第二假轴承支撑、105-第三假轴承支撑、106-专用轴承起吊环架、107-专用机封起吊环架、108-专用延长筒轴、109-专用锁轴筒架、110-专用锁轴固定筒、111-圆板、112-手柄、113-圆弧连接板、114-L形板、115-环形连接板、116-长方体支杆、117-圆柱推拉杆、118-中间筒、119-支撑架、201-进气缸、202-排气缸、203-喷嘴环、204-喷嘴环座、205-轴承座、206-第一轴承、207-第二轴承、208-第一机械密封、209-第二机械密封、210-主轴、211-涡轮、212-轴承座第一轴承安装面、213-百分表、214-轴承座特制调整垫片、215-轴承座调整块、216-紧固件、217-级间气封、218-级间气封中分面定位销、219-喷嘴环中分面定位销、220-喷嘴环压块、221-喷嘴环调整块、222-喷嘴环调整垫片、223-喷嘴环定位键、224-中分面骑缝销、225-喷嘴环座装配骑缝销、226-径向定位螺钉、227-轴向定位螺钉、228-连接螺栓。

具体实施方式

请参阅图1-图19，第一方面，本发明提供一种同轴度可调式膨胀机装配工装：

包括专用假轴101、专用假轴旋转板102、第一假轴承支撑103、第二假轴承支撑104、第三假轴承支撑105、专用轴承起吊环架106、专用机封起吊环架107、专用延长筒轴108、专用锁轴筒架109和专用锁轴固定筒110；

所述专用假轴旋转板102可拆卸的设置在所述专用假轴101一侧；所述第一假轴承支撑103位于所述专用假轴101一侧；所述第二假轴承支撑104位于所述专用假轴101一侧；所述第三假轴承支撑105位于所述专用假轴101一侧；所述专用轴承起吊环架106位于所述专用假轴101一侧；所述专用机封起吊环架107位于所述专用轴承起吊环架106一侧；所述专用延长筒轴108位于所述专用轴承起吊环架106一侧；所述专用锁轴筒架109位于所述专用延长筒轴108一侧；所述专用锁轴固定筒110可拆卸的设置在所述专用锁轴筒架109一侧。

在本实施方式中，所述专用假轴101用于同轴度可调式膨胀机装配过程中同轴度调试，所述专用假轴101为光轴，一端端面设置圆周均匀分布的2个螺纹孔用于所述专用假轴101旋转辅助；

所述专用假轴旋转板102用于同轴度可调式膨胀机装配过程中同轴度调试；

所述第一假轴承支撑103、所述第二假轴承支撑104、所述第三假轴承支撑105用于同轴度可调式膨胀机装配过程中同轴度调试；所述第一假轴承支撑103、第二假轴承支撑104、第三假轴承支撑105为中空外圆法兰连接结构，内圆与外配合圆的同轴度0.02mm内。

所述专用轴承起吊环架106用于该膨胀机轴承装配及拆卸时机封起吊；

所述专用机封起吊环架107用于该膨胀机机封装配及拆卸时机封起吊；

所述专用延长筒轴108用于该膨胀机机械密封与轴承装配及拆卸时辅助导向；所述专用延长筒轴108一侧设置环状台阶用于与膨胀机主轴210安装定位，环状台阶中间设置通孔用于延长筒轴与膨胀机主轴210螺栓连接，所述专用延长筒轴108另一侧设置为中空筒状便于所述专用延长筒轴108与膨胀机主轴210连接螺栓228安装；

所述专用锁轴筒架109用于该膨胀机喷嘴环座204部套与转子总成整体吊装装配及拆卸时转子总成在喷嘴环座204部套中径向相对位置的锁定；

所述专用锁轴固定筒110用于该膨胀机喷嘴环座204部套与转子总成整体吊装装配及拆卸时转子总成在喷嘴环座204部套中轴向相对位置的锁定辅助，所述专用锁轴固定筒110为中空筒状，所述专用锁轴固定筒110一端为外圆法兰连接结构用于与所述专用锁轴筒架109螺栓连接，所述专用锁轴固定筒110另一端中间设置通孔用于与所述转子总成轴向定位；

通过所述专用假轴101、所述专用假轴旋转板102、所述第一假轴承支撑103、所述第二假轴承支撑104和所述第三假轴承支撑105，配合百分表213使用，完成膨胀机的同轴度调试，在所述专用延长筒轴108的辅助导向下，使用所述专用机封起吊环架107吊装机械密封至排气缸202内腔机械密封安装位置紧固装配，使用所述专用轴承起吊环架106将轴承沿所述专用延长筒轴108运转至排气缸202内腔轴承装配位置，完成膨胀机关键零件装配；从而可以在装配过程中进行同轴度调试，并解决膨胀机关键零件装配困难的问题。

进一步的，所述专用假轴旋转板102包括圆板111和手柄112；所述手柄112与所述圆板111固定连接，并位于所述圆板111一侧。

在本实施方式中，所述圆板111与所述手柄112采用焊接不可拆卸方式连接，所述圆板111端面设置圆周均匀分布的2个螺纹孔用于与所述专用假轴101螺栓可拆卸连接；

进一步的，所述专用轴承起吊环架106包括两个圆弧连接板113和两个L形板114；两个所述L形板114分别与两个所述圆弧连接板113固定连接，并分别位于两个所述圆弧连接板113一侧。

在本实施方式中，所述专用轴承起吊环架106为分体镜像配套使用结构，且与零件连接安装孔可设置为兼容不同节距轴承的起吊，所述专用轴承起吊环架106单个包含所述圆弧连接板113与所述L形板114，采用焊接不可拆卸方式连接，所述L形板114设置吊环吊装孔用于吊环安装；

进一步的，所述专用机封起吊环架107包括环形连接板115、两个长方体支杆116和两个圆柱推拉杆117；两个所述长方体支杆116分别与所述环形连接板115固定连接，并分别位于所述环形连接板115侧边；两个所述圆柱推拉杆117分别与两个所述长方体支杆116固定连接，并分别位于两个所述长方体支杆116一侧。

在本实施方式中，所述专用机封起吊环架107为整体式结构，包含所述环形连接板115、两个所述长方体支杆116、两个所述圆柱推拉杆117，两个所述长方体支杆116对称分布在所述环形连接板115两侧且采用焊接不可拆卸方式连接，两个所述圆柱推拉杆117采用焊接不可拆卸方式分别设置在两个所述长方体支杆116末端；在所述长方体支杆116上部设置吊环吊装孔用于吊环安装，设置所述圆柱推拉杆117便于操作。

进一步的，所述专用锁轴筒架109包括中间筒118和两个支撑架119；两个所述支撑架119分别与所述中间筒118固定连接，并对称设置在所述中间筒118两侧。

在本实施方式中，所述中间筒118中间设置通孔用于主轴210贯穿，所述中间筒118端面设置螺纹通孔用于所述专用锁轴筒架109与所述专用锁轴固定筒110螺栓连接，所述中间筒118圆周设置螺纹通孔用于所述专用锁轴筒架109与所述转子总成径向定位；所述支撑架119两侧设置，用于与喷嘴环座204螺栓可拆卸连接的螺纹通孔，所述中间筒118与所述支撑架119采用焊接不可拆卸方式连接，并且双侧分别设置采用焊接不可拆卸方式连接的加强筋板用于加强连接强度；本发明通过专用工装组合套装确保了该膨胀机级间气封217间隙值，避免加工误差带来的动静气封间隙偏差，极大程度地保证气动效率；同时也解决了所述膨胀机关键零部件机械密封与轴承装配困难的问题，保证了机械密封与轴承高同轴度装配精度。

同轴度可调式膨胀机包含进气缸201、固定安装于进气缸201上的排气缸202和固定有涡轮211的转子总成；排气缸202设有内壳和外壳，排气缸202内设有分体式喷嘴环座204，喷嘴环座204上设有喷嘴环203，进气壳上固定有同轴度可调轴承座205，转子总成的一端通过安装在轴承座205上的第一轴承206支撑，转子总成的另一端通过安装在排气壳内壳的轴承支撑。进气缸201与排气缸202装配设有中分面骑缝销224，用于保证进气缸201与排气缸202的复装性；喷嘴环座204设计为中分面剖分式，上下半使用螺钉连接，整体安装固定于进气缸201；喷嘴环座204与进气缸201装配喷嘴环座装配骑缝销225，用于保证喷嘴环座204与缸体的复装性。轴承座205上设有三个轴承座调整块215、轴承座特制调整垫片214，用于调节轴承座205与排气缸202轴承座205同轴度，分别为水平对称的两个及正下方一个；轴承座调整块215通过紧固件216与轴承座205相连接。喷嘴环203与喷嘴环座204之间设有喷嘴环定位键223、喷嘴环调整块221、喷嘴环压块220、喷嘴环调整垫片222。分别通过相应规格的标准紧固件使喷嘴环203部套与喷嘴环座204联接，用于调节级间气封217与缸体同轴度。

第二方面，本发明还提供了一种同轴度可调式膨胀机装配工装的使用方法，具体步骤包括：

S1组合装配进气缸201和排气缸202，并装配中分面骑缝销224；

S2稳固安装第一假轴承支撑103、第二假轴承支撑104、专用假轴101和轴承座205；

S3将百分表213安装于专用假轴101端面；

S4将专用假轴旋转板102通过螺栓安装在专用假轴101端面，通过专用假轴旋转板102旋转专用假轴101，测量轴承座第一轴承安装面212的圆跳动，通过调整轴承座特制调整垫片214数量而调整轴承座205轴心；

S5稳固安装第三假轴承支撑105，拆卸排气缸202和第二假轴承支撑104；稳固安装喷嘴环座204部套下半，分别是级间气封217、喷嘴环203、喷嘴环定位键223、喷嘴环调整块221、喷嘴环压块220、喷嘴环203特制调整垫片；

S6配磨装配喷嘴环座装配骑缝销225，完成级间气封217与转子总成同轴度及间隙值调试；

S7拆卸喷嘴环座204部套下半，将转子总成装入喷嘴环座204部套下半，依次装配喷嘴环203部套上半，再将喷嘴环座204部套上半与下半组合装配；

S8通过可拆卸螺栓结构将专用锁轴筒架109稳固安装于喷嘴环座204对应位置，通过可拆卸螺栓结构将专用锁轴固定筒110稳固安装于专用锁轴筒架109；

S9旋转专用锁轴筒架109圆周方向上下两侧径向定位螺钉226将转子总成与喷嘴环座204径向位置进行定位，再通过轴向定位螺钉227将转子总成与喷嘴环座204轴向位置进行定位；

S10将喷嘴环座204部套与转子总成整体吊装装配至进气缸201对应位置，复装喷嘴环座装配骑缝销225，紧固标准紧固件；

S11将排气缸202与进气缸201合缸装配，复装中分面骑缝销224定位，紧固标准紧固件；

S12将专用延长筒轴108与转子总成端面通过连接螺栓228可拆卸连接；

S13将专用机封起吊环架107与机械密封通过螺栓可拆卸连接，安装吊环至吊环吊装孔，通过专用机封起吊环架107将机械密封沿专用延长筒轴108运转至排气缸202内腔机械密封装配位置，紧固机械密封标准紧固件，然后拆卸专用机封起吊环架107；

机械密封指的是所述第一机械密封208和所述第二机械密封209。

S14将专用轴承起吊环架106分别与轴承通过螺栓可拆卸连接，安装吊环至吊环吊装孔，通过专用轴承起吊环架106将轴承沿专用延长筒轴108运转至排气缸202内腔轴承装配位置，紧固轴承标准紧固件，最后拆卸专用轴承起吊环架106。

轴承指的是所述第一轴承206和所述第二轴承207。

以上所揭露的仅为本申请一种或多种较佳实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种同轴度可调式膨胀机装配工装，其特征在于，

包括专用假轴、专用假轴旋转板、第一假轴承支撑、第二假轴承支撑、第三假轴承支撑、专用轴承起吊环架、专用机封起吊环架、专用延长筒轴、专用锁轴筒架和专用锁轴固定筒；

所述专用假轴旋转板可拆卸的设置在所述专用假轴一侧；所述第一假轴承支撑位于所述专用假轴一侧；所述第二假轴承支撑位于所述专用假轴一侧；所述第三假轴承支撑位于所述专用假轴一侧；所述专用轴承起吊环架位于所述专用假轴一侧；所述专用机封起吊环架位于所述专用轴承起吊环架一侧；所述专用延长筒轴位于所述专用轴承起吊环架一侧；所述专用锁轴筒架位于所述专用延长筒轴一侧；所述专用锁轴固定筒可拆卸的设置在所述专用锁轴筒架一侧。

2.如权利要求1所述的一种同轴度可调式膨胀机装配工装，其特征在于，

所述专用假轴旋转板包括圆板和手柄；所述手柄与所述圆板固定连接，并位于所述圆板一侧。

3.如权利要求2所述的一种同轴度可调式膨胀机装配工装，其特征在于，

所述专用轴承起吊环架包括两个圆弧连接板和两个L形板；两个所述L形板分别与两个所述圆弧连接板固定连接，并分别位于两个所述圆弧连接板一侧。

4.如权利要求3所述的一种同轴度可调式膨胀机装配工装，其特征在于，

所述专用机封起吊环架包括环形连接板、两个长方体支杆和两个圆柱推拉杆；两个所述长方体支杆分别与所述环形连接板固定连接，并分别位于所述环形连接板侧边；两个所述圆柱推拉杆分别与两个所述长方体支杆固定连接，并分别位于两个所述长方体支杆一侧。

5.如权利要求4所述的一种同轴度可调式膨胀机装配工装，其特征在于，

所述专用锁轴筒架包括中间筒和两个支撑架；两个所述支撑架分别与所述中间筒固定连接，并对称设置在所述中间筒两侧。

6.一种同轴度可调式膨胀机装配工装的使用方法，应用于如权利要求1-5任意一项所述的一种同轴度可调式膨胀机装配工装；其特征在于，具体步骤包括：

组合装配进气缸和排气缸，并装配中分面骑缝销；

稳固安装第一假轴承支撑、第二假轴承支撑、专用假轴和轴承座；

将百分表安装于专用假轴端面；

将专用假轴旋转板通过螺栓安装在专用假轴端面，通过专用假轴旋转板旋转专用假轴，测量轴承座第一轴承安装面的圆跳动，通过调整轴承座特制调整垫片数量而调整轴承座轴心；

稳固安装第三假轴承支撑，拆卸排气缸和第二假轴承支撑；稳固安装喷嘴环座部套下半，分别是级间气封、喷嘴环、喷嘴环定位键、喷嘴环调整块、喷嘴环压块、喷嘴环特制调整垫片；

配磨装配喷嘴环座装配骑缝销，完成级间气封与转子总成同轴度及间隙值调试；

拆卸喷嘴环座部套下半，将转子总成装入喷嘴环座部套下半，依次装配喷嘴环部套上半，再将喷嘴环座部套上半与下半组合装配；

通过可拆卸螺栓结构将专用锁轴筒架稳固安装于喷嘴环座对应位置，通过可拆卸螺栓结构将专用锁轴固定筒稳固安装于专用锁轴筒架；

旋转专用锁轴筒架圆周方向上下两侧径向定位螺钉将转子总成与喷嘴环座径向位置进行定位，再通过轴向定位螺钉将转子总成与喷嘴环座轴向位置进行定位；

将喷嘴环座部套与转子总成整体吊装装配至进气缸对应位置，复装喷嘴环座装配骑缝销，紧固标准紧固件；

将排气缸与进气缸合缸装配，复装中分面骑缝销定位，紧固标准紧固件；

将专用延长筒轴与转子总成端面通过连接螺栓可拆卸连接；

将专用机封起吊环架与机械密封通过螺栓可拆卸连接，安装吊环至吊环吊装孔，通过专用机封起吊环架将机械密封沿专用延长筒轴运转至排气缸内腔机械密封装配位置，紧固机械密封标准紧固件，然后拆卸专用机封起吊环架；

将专用轴承起吊环架分别与轴承通过螺栓可拆卸连接，安装吊环至吊环吊装孔，通过专用轴承起吊环架将轴承沿专用延长筒轴运转至排气缸内腔轴承装配位置，紧固轴承标准紧固件，最后拆卸专用轴承起吊环架。