CN117358987A - 轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及离心泵的加工工装及方法，具体涉及一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装及方法，用于解决现有加工工艺无法保证API 610 BB3型泵的壳体流道孔的同轴度的不足之处。该轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装包括镗杆、镗刀盘和两个滑动轴承；镗刀盘采用分体结构，可以在不从镗床上拆卸镗杆的情况下，更换不同外径的镗刀盘，并可以根据壳体中间流道孔的尺寸不同，方便地改变镗刀盘在镗杆上的安装位置，不仅缩短了加工时间，还提高了机加工效率。两端滑动轴承承受着镗杆、镗刀盘和镗刀的切削力，切削过程中滑动轴承处于流体动力润滑状态，可以平衡平滑油膜产生的动压力与切削施加的载荷来保证镗杆跟镗床的主轴同轴。
Description
技术领域
本发明涉及离心泵的加工工装及方法，具体涉及一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装及方法。
背景技术
API 610是美国石油学会(American Petroleum Institute)制定的泵类设备的国际标准之一，专门针对石油、化工和天然气工业的重要设备要求。BB3型泵按照API 610标准中的定义，属于轴向剖分的多级离心泵。由于API 610 BB3型泵能够产生相对较高的压力，其通常用于高温、高压的应用场景中，例如石油提炼、化工加工过程、高压注水以及锅炉给水等。
一种现有API 610 BB3型泵如图1所示，其壳体01包括轴向剖分的泵体012和泵盖011，在泵体012和泵盖011分别设置有多个壳体流道孔。由于壳体流道孔尺寸要求精度高，各个壳体流道孔的同轴度要求高，且尺寸大小不同，并且部分大孔的轴向深度大于在小孔的轴向深度，加工时看不见该大孔的加工情况，导致进刀和孔的尺寸测量的难度增加。
现有加工工艺通常选择先使用卧式镗床分别在泵体、泵盖上加工壳体流道孔，再将泵体、泵盖组合，但是这种加工方法很难保证图样的形位公差，即很难保证所有壳体流道孔的同轴度要求，因此机加工序保证壳体流道孔的同轴度是一个很大的难题。
发明内容
本发明的目的是解决现有加工工艺无法保证API 610 BB3型泵的壳体流道孔的同轴度的不足之处，而提供一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装及方法。
为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供了如下技术解决方案：
一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装，其特殊之处在于：包括镗杆、镗刀盘和两个滑动轴承；
所述镗杆位于壳体的中心孔内，镗杆的一端用于与镗床的主轴刚性连接；镗杆与壳体的中心孔的内壁之间设置有两个滑动轴承，镗杆上沿径向设置有至少一个条形通孔，条形通孔位于两个滑动轴承之间；
所述镗刀盘为环形，其包括轴向剖分的刀盘上部和刀盘下部，以及压板、调节螺杆、压紧螺栓和刀杆；所述刀盘上部和刀盘下部之间通过多个联接螺栓固定，镗刀盘的内环与镗杆适配，外环与壳体的中心孔适配；
所述镗刀盘上沿径向设置有对称的调节孔和安装孔；所述调节螺杆位于调节孔内，调节螺杆通过压板与镗刀盘连接；所述刀杆的一端伸入调节孔内，与调节螺杆连接，另一端穿过安装孔伸出镗刀盘，用于与镗刀连接；所述压紧螺栓穿过镗刀盘上设置的通孔，且压紧螺栓的端部与刀杆抵接，以固定刀杆。
进一步地，所述调节螺杆包括第一螺纹段和第二螺纹段，第一螺纹段和第二螺纹段分别与压板、刀杆连接，第一螺纹段和第二螺纹段的直径、螺距均不同。
进一步地，所述调节螺杆伸出镗刀盘的一端端部为四方体。
同时，本发明还通过一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工方法，其特殊之处在于，采用上述轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装，包括如下步骤：
步骤1、在镗床设置泵体，在泵体上设置镗杆，并将镗杆的一端跟镗床的主轴刚性连接，然后在镗杆上套设两个滑动轴承，并使两个滑动轴承位于泵体的两端，再通过螺钉预紧泵体与两个滑动轴承；
步骤2、在镗杆上安装至少一个镗刀盘，再在镗刀盘上安装与待加工的壳体流道孔直径适配的镗刀，并设置镗刀的切削量为0，然后在泵体上设置泵盖；
步骤3、对镗刀及镗刀盘进行磨合；
步骤4、拆下泵盖，根据待加工的壳体流道孔设置切削参数，然后装上泵盖开始加工壳体流道孔，直至同一直径的壳体流道孔加工完成；
步骤5、判断是否已加工完当前壳体的全部壳体流道孔，若是，完成壳体流道孔加工，结束流程，否则依次拆下泵盖、镗刀和镗刀盘后，返回步骤2。
进一步地，所述在镗杆上安装至少一个镗刀盘，再在镗刀盘上安装与待加工的壳体流道孔直径适配的镗刀具体为：
在镗杆上设置刀盘上部和刀盘下部，确认调节孔、条形通孔和安装孔连通后，通过联接螺栓固定刀盘上部和刀盘下部，再通过压板将调节螺杆与镗刀盘连接；然后将刀杆由安装孔装入镗刀盘，使刀杆的一端伸入调节孔内，与调节螺杆连接，另一端位于镗刀盘外，用于与镗刀连接，并通过压紧螺栓穿过镗刀盘上设置的通孔，使压紧螺栓的端部与刀杆抵接，以固定刀杆。
进一步地，步骤4中，所述根据待加工的壳体流道孔设置切削参数包括：通过旋转调节螺杆调节镗刀的切削量。
进一步地，所述步骤3具体为：
步骤3.1、通过镗床的平旋盘手动转动镗床的主轴5～6转后，若无卡滞无异响，则执行步骤3.2，否则依次拆下泵盖、镗刀和镗刀盘后，返回步骤2；
步骤3.2、以20～50转/分钟启动镗床，若无卡滞无异响，则执行步骤3.3，否则依次拆下泵盖、镗刀和镗刀盘后，返回步骤2；
步骤3.3、以20～50转/分钟使镗床持续运转30±5分钟后暂停1～2分钟，重复执行步骤3.3两至三次后，将转速升至60转/分钟，然后执行步骤3.4；
步骤3.4、在镗床运转过程中，使用百分表检测镗杆两端的跳动值，若跳动值不超过0.03mm，则执行步骤3.5，否则依次拆下泵盖、镗刀和镗刀盘后，返回步骤2；
步骤3.5、判断转速是否大于200转/分钟，若是，则执行步骤4，否则令转速增加20转/分钟后，返回步骤3.4。
进一步地，步骤1中，所述镗杆与两个滑动轴承的内孔之间径向间隙为0.06～0.08mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装，包括镗杆、镗刀盘和两个滑动轴承；镗刀盘采用分体结构，可以在不从镗床上拆卸镗杆的情况下，更换不同外径的镗刀盘，并可以根据壳体中间流道孔的尺寸不同，方便地改变镗刀盘在镗杆上的安装位置，不仅缩短了加工时间，还提高了机加工效率。两端滑动轴承承受着镗杆、镗刀盘和镗刀的切削力，切削过程中滑动轴承处于流体动力润滑状态，可以平衡平滑油膜产生的动压力与切削施加的载荷来保证镗杆跟镗床的主轴同轴。
(2)本发明一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工方法，通过镗杆、镗刀盘对壳体进行整体加工，既可以保证泵体所有中间流道孔的同轴度，又可以保证泵体两端端面与其中间流道孔的垂直度要求，保证了产品设计图纸的形位公差要求。
(3)本发明一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工方法中，通过旋转调节螺杆，利用第一螺纹段、第二螺纹段的螺距差对刀杆在径向上进行调整，进而实现调整镗刀切削量的目的，方便了精加工时刀具的调整，大大的提高了加工效率，综合加工效率提高一倍以上。
附图说明
图1为一种现有API 610 BB3型泵的结构示意图；
图2为本发明一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装实施例中的结构示意图；
图3为本发明实施例中镗刀盘的径向剖面图；
图4为本发明实施例中调节螺杆的结构示意图。
附图标记说明如下：
01-壳体，011-泵盖，012-泵体，013-中心孔；
1-镗杆，11-条形通孔；2-滑动轴承；3-镗刀盘，31-刀盘上部，32-刀盘下部，33-压板，34-调节螺杆，341-转动段，342-第一螺纹段，343-第二螺纹段，35-压紧螺栓，36-刀杆，37-联接螺栓，38-调节孔，39-安装孔；4-镗刀。
具体实施方式
下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地说明。
参照图1至图4，一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装，包括镗杆1、镗刀盘3和两个滑动轴承2。
镗杆1位于壳体01的中心孔013内，镗杆1的一端用于与镗床的主轴刚性连接；镗杆1与壳体01的中心孔013的内壁之间设置有两个滑动轴承2，镗杆1上沿径向设置有一个条形通孔11，条形通孔11位于两个滑动轴承2之间。
镗刀盘3为环形，其包括轴向剖分的刀盘上部31和刀盘下部32，以及压板33、调节螺杆34、压紧螺栓35和刀杆36；刀盘上部31和刀盘下部32之间通过两个联接螺栓37固定，镗刀盘3的内环与镗杆1适配，外环与壳体01的中心孔013适配；镗刀盘3上沿径向设置有对称的调节孔38和安装孔39。
调节螺杆位于调节孔内，调节螺杆通过压板与镗刀盘连接，调节螺杆34包括依次设置的转动段341、第一螺纹段342和第二螺纹段343；转动段341为四方体，方便调节螺杆34的转动；第一螺纹段342和第二螺纹段343的直径分别为12mm和10mm，螺距分别为Amm和Bmm。
刀杆的一端伸入调节孔内，与调节螺杆连接，另一端穿过安装孔伸出镗刀盘，用于与镗刀连接；压紧螺栓穿过镗刀盘上设置的通孔，且压紧螺栓的端部与刀杆抵接，以固定刀杆。
一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工方法，采用上述轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装，包括如下步骤：
步骤1、在镗床设置泵体012，在泵体012上设置镗杆1，并将镗杆1的一端跟镗床的主轴刚性连接，然后在镗杆1上套设两个滑动轴承2，并使两个滑动轴承2位于泵体012的两端(图1中的两个虚线框处)，再通过螺钉预紧壳体01与两个滑动轴承2；
所述镗杆1与两个滑动轴承2的内孔之间径向间隙为0.06～0.08mm，此间隙设计不能偏大，因为机加工过程中，两端滑动轴承2承受着整个转子(镗杆1、镗刀盘3)和镗刀4的切削力，切削过程中滑动轴承2处于流体动力润滑状态，需要平衡油膜产生的动压力与切削施加的载荷来保证镗杆1跟镗床的主轴同轴；
步骤2、安装镗刀盘3、镗刀4和泵盖；
步骤2.1、根据待加工的壳体流道孔直径选择外径适配的镗刀盘3；
步骤2.2、在镗杆1上设置刀盘上部31和刀盘下部32，确认调节孔38、条形通孔11和安装孔39连通后，通过联接螺栓37固定刀盘上部31和刀盘下部32；
将压板33固定在镗刀盘3上，使压板33上的螺纹孔与调节孔38位置对应，再将调节螺杆34的第一螺纹段342与压板33上的螺纹孔连接；
然后将刀杆36由安装孔39装入镗刀盘3，使刀杆36的一端伸入调节孔38内，与调节螺杆34的第二螺纹段343连接，另一端位于镗刀盘3外，用于与镗刀4连接，并通过压紧螺栓35穿过镗刀盘3上设置的通孔，使压紧螺栓35的端部与刀杆36抵接，以固定刀杆36，至此完成一个镗刀盘3的安装；
步骤2.3、按照步骤2.2的方法在镗杆1上的预设位置安装另一个镗刀盘3；
步骤2.4、在两个镗刀盘3上安装与待加工的壳体流道孔直径适配的镗刀4，并设置镗刀4的切削量为0，然后在泵体012上设置泵盖011；
步骤3、对镗刀4及镗刀盘3进行磨合；
步骤3.1、通过镗床的平旋盘手动转动镗床的主轴5～6转后，若无卡滞无异响，则执行步骤3.2，否则依次拆下泵盖011、镗刀4和镗刀盘3后，返回步骤2；
步骤3.2、以20～50转/分钟启动镗床，若无卡滞无异响，则执行步骤3.3，否则依次拆下泵盖011、镗刀4和镗刀盘3后，返回步骤2；
步骤3.3、以20～50转/分钟使镗床持续运转30分钟后暂停1～2分钟，重复执行步骤3.3两至三次后，将转速升至60转/分钟，然后执行步骤3.4；
步骤3.4、在镗床运转过程中，使用百分表检测镗杆1两端的跳动值，若跳动值不超过0.03mm，则执行步骤3.5，否则依次拆下泵盖011、镗刀4和镗刀盘3后，返回步骤2；
步骤3.5、判断转速是否大于200转/分钟，若是，则执行步骤4，否则令转速增加20转/分钟后，返回步骤3.4；
步骤4、拆下泵盖011，根据待加工的壳体流道孔设置切削参数，然后装上泵盖011开始加工壳体流道孔，直至同一直径的壳体流道孔加工完成；
所述根据待加工的壳体流道孔设置切削参数包括：通过旋转调节螺杆34调节镗刀4的切削量；旋转调节螺杆34一圈，则刀杆36径向移动±(A-B)mm，进而达到调整镗刀4的切削量的目的；
步骤5、判断是否已加工完当前壳体01的全部壳体流道孔，若是，完成壳体流道孔加工，结束流程，否则依次拆下泵盖011、镗刀4和镗刀盘3后，返回步骤2。
Claims (8)
1.一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装，其特征在于：包括镗杆(1)、镗刀盘(3)和两个滑动轴承(2)；
所述镗杆(1)位于壳体(01)的中心孔(013)内，镗杆(1)的一端用于与镗床的主轴刚性连接；镗杆(1)与壳体(01)的中心孔(013)的内壁之间设置有两个滑动轴承(2)，镗杆(1)上沿径向设置有至少一个条形通孔(11)，条形通孔(11)位于两个滑动轴承(2)之间；
所述镗刀盘(3)为环形，其包括轴向剖分的刀盘上部(31)和刀盘下部(32)，以及压板(33)、调节螺杆(34)、压紧螺栓(35)和刀杆(36)；所述刀盘上部(31)和刀盘下部(32)之间通过多个联接螺栓(37)固定，镗刀盘(3)的内环与镗杆(1)适配，外环与壳体(01)的中心孔(013)适配；
所述镗刀盘(3)上沿径向设置有对称的调节孔(38)和安装孔(39)；所述调节螺杆(34)位于调节孔(38)内，调节螺杆(34)通过压板(33)与镗刀盘(3)连接；所述刀杆(36)的一端伸入调节孔(38)内，与调节螺杆(34)连接，另一端穿过安装孔(39)伸出镗刀盘(3)，用于与镗刀(4)连接；所述压紧螺栓(35)穿过镗刀盘(3)上设置的通孔，且压紧螺栓(35)的端部与刀杆(36)抵接，以固定刀杆(36)。
2.根据权利要求1所述的一种轴向剖分的多级离心泵的壳体(01)流道孔的加工工装，其特征在于：所述调节螺杆(34)包括第一螺纹段(342)和第二螺纹段(343)，第一螺纹段(342)和第二螺纹段(343)分别与压板(33)、刀杆(36)连接，第一螺纹段(342)和第二螺纹段(343)的直径、螺距均不同。
3.根据权利要求2所述的一种轴向剖分的多级离心泵的壳体(01)流道孔的加工工装，其特征在于：所述调节螺杆(34)伸出镗刀盘(3)的一端端部为四方体。
4.一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装，包括如下步骤：
步骤1、在镗床设置泵体(012)，在泵体(012)上设置镗杆(1)，并将镗杆(1)的一端跟镗床的主轴刚性连接，然后在镗杆(1)上套设两个滑动轴承(2)，并使两个滑动轴承(2)位于泵体(012)的两端，再通过螺钉预紧泵体(012)与两个滑动轴承(2)；
步骤2、在镗杆(1)上安装至少一个镗刀盘(3)，再在镗刀盘(3)上安装与待加工的壳体流道孔直径适配的镗刀(4)，并设置镗刀(4)的切削量为0，然后在泵体(012)上设置泵盖(011)；
步骤3、对镗刀(4)及镗刀盘(3)进行磨合；
步骤4、拆下泵盖(011)，根据待加工的壳体流道孔设置切削参数，然后装上泵盖(011)开始加工壳体流道孔，直至同一直径的壳体流道孔加工完成；
步骤5、判断是否已加工完当前壳体(01)的全部壳体流道孔，若是，完成壳体流道孔加工，结束流程，否则依次拆下泵盖(011)、镗刀(4)和镗刀盘(3)后，返回步骤2，进行不同直径的壳体流道孔加工。
5.根据权利要求4所述的一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工方法，其特征在于，所述在镗杆(1)上安装至少一个镗刀盘(3)，再在镗刀盘(3)上安装与待加工的壳体流道孔直径适配的镗刀(4)具体为：
在镗杆(1)上设置刀盘上部(31)和刀盘下部(32)，确认调节孔(38)、条形通孔(11)和安装孔(39)连通后，通过联接螺栓(37)固定刀盘上部(31)和刀盘下部(32)，再通过压板(33)将调节螺杆(34)与镗刀盘(3)连接；然后将刀杆(36)由安装孔(39)装入镗刀盘(3)，使刀杆(36)的一端伸入调节孔(38)内，与调节螺杆(34)连接，另一端位于镗刀盘(3)外，用于与镗刀(4)连接，并通过压紧螺栓(35)穿过镗刀盘(3)上设置的通孔，使压紧螺栓(35)的端部与刀杆(36)抵接，以固定刀杆(36)。
6.根据权利要求5所述的一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工方法，其特征在于，步骤4中，所述根据待加工的壳体流道孔设置切削参数包括：通过旋转调节螺杆(34)调节镗刀(4)的切削量。
7.根据权利要求4至6任一所述的一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
步骤3.1、通过镗床的平旋盘手动转动镗床的主轴5～6转后，若无卡滞无异响，则执行步骤3.2，否则依次拆下泵盖(011)、镗刀(4)和镗刀盘(3)后，返回步骤2；
步骤3.2、以20～50转/分钟启动镗床，若无卡滞无异响，则执行步骤3.3，否则依次拆下泵盖(011)、镗刀(4)和镗刀盘(3)后，返回步骤2；
步骤3.3、以20～50转/分钟使镗床持续运转30±5分钟后暂停1～2分钟，重复执行两至三次后，将转速升至60转/分钟，然后执行步骤3.4；
步骤3.4、在镗床运转过程中，使用百分表检测镗杆(1)两端的跳动值，若跳动值不超过0.03mm，则执行步骤3.5，否则依次拆下泵盖(011)、镗刀(4)和镗刀盘(3)后，返回步骤2；
步骤3.5、判断转速是否大于200转/分钟，若是，则执行步骤4，否则令转速增加20转/分钟后，返回步骤3.4。
8.根据权利要求7所述的一种轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工方法，其特征在于：步骤1中，所述镗杆(1)与两个滑动轴承(2)的内孔之间径向间隙为0.06～0.08mm。
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| CN202311575647.2A Pending CN117358987A (zh) | 2023-11-23 | 2023-11-23 | 轴向剖分的多级离心泵的壳体流道孔的加工工装及方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN117358987A (zh) |
-
2023
- 2023-11-23 CN CN202311575647.2A patent/CN117358987A/zh active Pending
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