CN1887505A - 一种螺杆转子的修复工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺杆转子的修复工艺，其特征在于主要由下列工序组成：螺杆型线的测量；缺损部位的激光熔覆修复；修形。其还可以包括以下几个过程：动平衡校正、检测、抛光。本发明提供的螺杆转子的修复工艺的优点在于：实现了对现有技术中其他方法不易实现的对螺杆转子的修复，而且本修复工艺适应性强、操作简便、可以实现加工基准和测量基准重合、加工误差小、热变形小、规范性强、修复后螺杆转子性能也明显优于其它方法，具有巨大的价值。

Description

一种螺杆转子的修复工艺

技术领域

本发明涉及螺杆转子的维修与检测技术，特别提供了一种螺杆转子的修复工艺。

背景技术

气体压缩机，包括空气压缩机、氨气或氟里昂制冷压缩机等，其螺杆转子精度等级高、制作工艺复杂、生产成本高、周期长。该类螺杆转子的的工艺条件苛刻，工作压力从常压到几个大气压，空气要经过过滤，连续运转使用10年以上。

螺杆转子的毛坯一般为锻件或铸件。其螺杆型线都是特殊设计的，有严格的质量要求，都特制专用指状铣刀来加工螺线。所以一对螺杆转子制造成本非常高昂，仅碳钢的每套100万元，制造周期也很长。

在运行中，螺杆转子的工作环境差，由于气体中的杂质、过载或意外因素受损伤，尤其是喷油的干式螺杆转子直接接触式传动，摩擦产生高温，严重影响气体压缩机工作。如果重新制造，从工期到成本都是用户所无法承受的。因此，必须采取某种方式维修。

目前都采用电焊、氩弧焊、振动焊等各种手工堆焊方式、都会不可避免的产生大的热变形。堆焊产生的氧化层都是靠钳工手工清理，劳动强度大，又影响螺杆转子的加工质量。由于得不到原始设计数据，无法检查空间曲面，达不到原设计要求，大大降低了气体压缩机的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有实效的高精度螺杆转子的修复工艺。

本发明提供一种螺杆转子的修复工艺，其特征在于由下列工序组成：1)螺杆型线的测量；2)缺损部位的激光熔覆修复；3)修形。以上工序通常是按时间先后的顺序依次进行。

其中：缺损部位的激光熔覆修复指的是，当缺损部位面积较小且较集中时直接对缺损处的局部进行激光熔覆操作；

所述激光熔覆修复工艺，其具体方法是：采用自动控制激光熔覆。具体操作过程中的参数可以是：激光熔覆时熔池尺寸直径约3mm、深度约0.1～0.2mm，加热时间为0.001～0.1s；这样很好地保证了小的热变形量，对其它部位无明显影响，而且修复简便。

本发明所述螺杆转子的修复工艺，其特征在于：所述的螺杆型线的测量方法为：挑选型线相对完好处进行测量，在旋转螺杆转子的同时，利用针状测头对螺杆转子进行逐点间断测量以获得螺杆转子型线上一系列间断的测量值，测量时保持针状测头与螺杆转子之间法向接触；

然后利用测得的各间断点的值，拟合得到螺杆转子型线。

本发明所述螺杆转子的修复工艺，其特征在于：

所述的螺杆型线的测量是在数控加工机床上进行，并做基准转移；

所述拟合得到螺杆转子型线的过程是：利用计算机处理各间断点的测量值，拟合出螺杆转子的型线，之后在计算机上模拟运行以检验型线；如果模拟结果不能满足要求，需要重新进行型线的测量和模拟过程，直至利用计算机模拟运行时达到预期的要求，以此结果作为螺杆转子的型线数据。

本发明所述螺杆转子的修复工艺，其特征在于：所述修形为仿形加工，仿形加工与型线测量的过程都是在同一台机床上进行的。加工基准和测量基准重合，以保证有较小的加工误差和较高的修复后精度。

本发明所述螺杆转子的修复工艺，其特征在于：所述的仿形加工用球形铣刀，走刀方式有两种：其一为按型线走刀，其二为按端面走刀。所述端面指的是与螺杆转子轴线垂直或成一定角度的面。精加工后的粗糙度小于阴、阳螺杆转子的间隙即可。

本发明所述螺杆转子的修复工艺，其特征在于：在对螺杆转子修复操作完成后，对螺杆转子进行动平衡校正。动平衡校正的操作一般在所有其它操作(包括型线测量、激光熔覆操作、修形、检测、抛光等过程)完成之后进行，实际操作中通常采用去重法进行动平衡校正。

本发明所述螺杆转子的修复工艺，其特征在于：在机械加工修形之后动平衡校正之前进行检测。检测是为了检验经过上述修复过程之后的螺杆转子是否满足阴阳转子配合缝隙、表面粗糙度、硬度等相关要求。

本发明所述螺杆转子的修复工艺，其特征在于：所述的检测可以在专用检验工装上进行，所述专用检验工装上设有保证螺杆转子轴向和径向定位的装置；以保证检测时螺杆转子的相对位置关系与设计要求一致。

本发明所述螺杆转子的修复工艺，其特征在于：在检测过程中，调整阴、阳螺杆转子的间隙，检测后重打定位销，并作啮合标记，以便确保工作时阴、阳螺杆转子正确啮合和达到相应精度要求。以上过程通常是在专用检验工装上进行的，通常我们可以通过使阴螺杆转子的齿圈相对轮毂旋转达到调整阴、阳螺杆转子之间间隙的目的。

本发明所述螺杆转子的修复工艺，其特征在于：在对修形后的螺杆转子进行动平衡校正之前，对螺杆转子进行仿形抛光处理。尤其是对于无间隙的喷油螺杆转子，通常都需要进行抛光处理。

本发明所述螺杆转子的修复工艺的优点是：实现了对现有技术中其他方法不易实现的对螺杆转子的修复，而且本修复工艺适应性强、操作简便、可以实现加工基准和测量基准重合、加工误差小、热变形小、规范性强、修复后螺杆转子性能也明显优于其它方法，具有巨大的价值。

具体实施方式

实施例1非接触式螺杆转子的修复工艺

工艺步骤如下：

1、将局部损伤的螺杆转子装在数控仿形机床上，在没有损伤(或损伤较小)的部位进行螺杆型线的测量，并做基准转移，测量的方法为：

1)旋转螺杆转子，保持针状测头与螺杆转子法向接触，逐点测量；

2)根据逐点测量的结果，用计算机拟合得到螺杆转子型线；

3)根据导程、线数等数据，在计算机上生成所要修复的一对阴、阳螺杆转子的三维立体模型，并使二者相配合模拟运行以检验拟合出的型线数据是否满足我们对螺杆转子的要求；如果不能达到相应要求，则需要重新测量型线、拟合型线、模拟运行，直到达到相应要求为止；

4)然后以上述经检测达到要求的型线数据作为测量结果保存。

2、对缺损部位(尤其是缺损部位较少而且较集中时)进行激光熔覆修复：首先去除氧化层，然后进行自动控制激光熔覆修复，激光熔覆熔池直径约3mm、熔池深度约为0.1～0.2mm，加热时间为0.001～0.1s。

3、在进行型线测量时所用的同一台数控机床上进行机械修形加工，所述机械修形加工为仿形铣削，选用球状铣刀；针对各个缺损修复处的不同情况，选用按型线走刀或按端面走刀的路线进行加工，要求成形波纹≤0.02mm。

4、在模拟螺杆转子工作状态时相对配合的位置关系条件下(包括阴、阳螺杆转子轴线平行度、轴线距等条件)对修形后的螺杆转子进行检测，检测内容主要是配合间隙、硬度等。检测过程可以在专用检验工装上进行；检测过程中，通过将阴螺杆转子的齿圈相对轮毂旋转，调整阴、阳螺杆转子之间的相对转动位置关系和两者之间的间隙；检测后，为方便螺杆转子的使用，通常可以重打定位销，并作啮合标记，以确保工作时阴、阳螺杆转子正确啮合并达到相应配合精度要求。

5、动平衡校正，采用去重法，在螺杆转子配合面两端基本垂直于轴线的外端面上去重直至达到动平衡要求。

实施例2严重损伤的接触螺杆转子的修复工艺

工艺步骤如下：

1、将上述受损伤的螺杆转子装在数控仿形机床上，在未受损伤或损伤相对较小的部位进行螺杆型线的测量，并做基准转移，测量的方法为：

1)旋转螺杆转子，保持测针与螺杆转子法向接触，逐点测量(或者：不旋转螺杆转子，沿轴向移动测针，保持测针与螺杆转子法向接触，完成一个导程内的逐点测量)；

2)根据逐点测量的结果，用计算机拟合得到螺杆转子型线；

3)根据导程、线数等数据，在计算机上生成所要修复的一对阴、阳螺杆转子的三维立体模型，并使二者相配合模拟运行以检验拟合出的型线数据是否满足我们对螺杆转子的要求；如果不能达到相应要求，则需要重新测量型线、拟合型线、模拟运行，直到达到相应要求为止；

4)然后以上述经检测达到要求的型线数据作为测量结果保存。

2、对缺损部位(尤其是缺损部位较少而且较集中时？)进行激光熔覆修复：首先去除氧化层，然后进行自动控制激光熔覆修复，激光熔覆熔池直径约3mm、熔池深度约为0.1～0.2mm，加热时间为0.001～0.1s。

3、在进行型线测量时所用的同一台数控机床上进行机械修形加工，所述机械修形加工为仿形铣削，选用球状铣刀；针对各个缺损修复处的不同情况，选用按型线走刀或按端面走刀的路线进行加工，要求成形波纹≤0.02mm。先进行粗铣去掉氧化层，再精铣并留抛光余量。

4、对精铣后的螺杆转子进行整体仿形抛光处理。

5、在模拟螺杆转子工作状态时相对配合的位置关系条件下(包括阴、阳螺杆转子轴线平行度、轴线距等条件)对修形后的螺杆转子进行检测，检测内容主要是配合间隙、硬度等。检测过程可以在专用检验工装上进行；检测过程中，通过将阴螺杆转子的齿圈相对轮毂旋转，调整阴、阳螺杆转子之间的相对转动位置关系和两者之间的间隙；检测后，为方便螺杆转子的使用，通常可以重打定位销，并作啮合标记，以确保工作时阴、阳螺杆转子正确啮合并达到相应配合精度要求。

6、动平衡校正，采用去重法，在螺杆转子配合面两端基本垂直于轴线的外端面上去重直至达到动平衡要求。

Claims (10)

1、一种螺杆转子的修复工艺，其特征在于：主要由下列工序组成：

1)螺杆型线的测量；

2)缺损部位的激光熔覆修复；

3)修形。

2、按照权利要求1所述的螺杆转子的修复工艺，其特征在于：所述螺杆型线的测量方法为：

挑选型线相对完好处进行测量，在旋转螺杆转子的同时，利用针状测头对螺杆转子进行逐点间断测量，以获得螺杆转子型线上一系列间断的测量值，测量时保持针状测头与螺杆转子之间法向接触；

然后利用测得的各间断点的值，拟合得到螺杆转子型线。

3、按照权利要求2所述的螺杆转子的修复工艺，其特征在于：

所述的螺杆型线的测量是在数控加工机床上进行，并做基准转移；

所述拟合得到螺杆转子型线的过程是：利用计算机处理各间断点的测量值，拟合出螺杆转子的型线，之后在计算机上模拟运行以检验型线，以此结果作为螺杆转子的型线数据。

4、按照权利要求1其中之一所述的螺杆转子的修复工艺，其特征在于：所述修形为仿形加工，仿形加工与型线测量的过程都是在同一台机床上进行的。

5、按照权利要求4所述的螺杆转子的修复工艺，其特征在于：所述的仿形加工用球形铣刀，

走刀方式有两种：其一为按型线走刀，其二为按端面走刀。

6、按照权利要求1～5其中之一所述的螺杆转子的修复工艺，其特征在于：在对螺杆转子修复操作完成后，对螺杆转子进行动平衡校正。

7、按照权利要求6所述的螺杆转子的修复工艺，其特征在于：在机械加工修形之后动平衡校正之前进行检测。

8、按照权利要求7所述的螺杆转子的修复工艺，其特征在于：所述的检测在专用检验工装上进行，所述专用检验工装上设有保证螺杆转子轴向和径向定位的装置；以保证检测时螺杆转子的相对位置关系与设计要求一致。

9、按照权利要求7所述的螺杆转子的修复工艺，其特征在于：检测完成后，作啮合标记。

10、按照权利要求6所述的螺杆转子的修复工艺，其特征在于：在对修形后的螺杆转子进行动平衡校正之前，对螺杆转子进行仿形抛光处理。