Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология компрессорного и холодильного машиностроения. Учебное пособие
.pdf
Степень оснащенности техпроцессов изготовления деталей
компрессоров может быть оценена коэффициентами оснащения
приспособлениями – Кп , режущими – Кр и измерительными инструментами – Ки по формулам:
К =
п
К =
р
К =
и
D
D
И
D
П
,
о
Р
и
,
о
и
,
о
(1.1)
(1.2)
(1.3)
где: П – количество наименований специальных приспособлений, Ри – количество наименований специального режущего
инструмента, Ии – количество наименований специального измерительного инструмента, Do – количество оригинальных деталей, то есть деталей, ранее не изготавливавшихся заводом.
1.3. Направления развития компрессоростроения
В области конструирования необходимо разрабатывать нормальные ряды (типы и основные рабочие параметры) компрессоров, сокращать номенклатуру типоразмеров, совершенствовать конструкции винтовых компрессоров, совершенствовать
конструкции компрессоров в направлении упрощения и технологичности конструкций.
В области технологии и организации производства – снизить
себестоимость изготовления компрессоров и улучшить их качество для чего:
- в заготовительных цехах шире внедрять механизацию загрузки вагранок, землеприготовление и выбивку опок, машинную формовку деталей и изготовление стержней. Изготовление
заготовок – поковок перевести на штамповку. Механизировать
11
процессы очистки и обрубки литых и кованых заготовок (гидроструйная и пневматическая обрубка). Наладить получение заготовок близких по своим размерам к чертежным размерам деталей. Применение литья в кокиль, по выплавляемым моделям позволит уменьшить припуски на механообработку и снизить отходы металла;
- в механосборочных цехах внедрять более совершенную
прогрессивную технологию (повышение коэффициента оснащённости техпроцессов, особенно увеличивать число сложных
приспособлений, специальных наладок); применять более широко универсально – сборные приспособления (УСП) и универсально – сборные накладные кондукторы (УСНК); шире внедрять агрегатные станки, специализированные и специальные;
шире применять типовые техпроцессы на основе конструктивно
– технологической классификации деталей и сборочных единиц.
Следует также специализировать компрессорные заводы, то
есть производство на каждом заводе ограниченного количества
типоразмеров компрессоров одного конструктивного ряда. При
этом ряд унифицированных сборочных единиц и нормализованных деталей могут поставлять специализированные заводы (например, поршневые кольца, клапана, автоматику).
2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ
ДЕТАЛЕЙ КОМПЕССОРОВ
2.1. Технология изготовления блок-картеров поршневых
компрессоров
Блок-картеры являются основными базовыми деталями компрессоров. На них монтируются и координируются с необходимой точностью все остальные элементы и детали компрессоров
и устанавливается правильное их взаимодействие. Вертикальные крейцкопфные машины имеют станину с крейцкопфными
направляющими, которая крепится на картере и, в свою очередь,
12
выполняет роль базовой детали для цилиндров или цилиндровых блоков.
Основное требование к конструкции этих базовых деталей –
обеспечение жесткости, способной противостоять усилиям, возникающим при работе компрессора.
Технические требования к изготовлению:
- скрытые пороки литья, выявленные в процессе механообработки, должны быть устранены или «залечены» соответствующими способами до гидроиспытания;
- внутренние поверхности корпусов и других элементов по
стыковочным разъемам должны совпадать между собой без уступов и перекосов, снаружи при этом не должен нарушаться декоративный вид компрессора (перекрывание фланцев, плоскостей разъемов равномерное);
- обработка стыковочных плоскостей должна обеспечить необходимую параллельность (не более 0,02 мм на 100 мм длины
плоскости), а при необходимости и герметичность;
- фиксация постоянства взаимного положения стыковочных
элементов должна быть выполнена таким образом, чтобы она не
нарушалась во время сборки и разборки в процессе изготовления, а также и в процессе эксплуатации;
- геометрические формы, размеры, допуски и качество обработки должны соответствовать требованиям чертежа и технических условий. Особое внимание должно быть уделено созданию
(обеспечению) соосности отверстий под коренные подшипники
(в пределах допуска на диаметр), перпендикулярности осей от-
верстий коренных подшипников к оси поверхности направляющих кривошипа (неперпендикулярность должна быть меньше или равна 0,02 мм на 100 мм длины), нормальной овальности
и конусности отверстий под подшипники качения;
- отливки должны пройти гидроиспытание (для воздушных и
газовых компрессоров водой без давления, для холодильных
компрессоров – водой под давлением до 16 атм. и воздухом под
13
давлением до 10 атм.
Устранение пористости отливок
Отливки, давшие при гидроиспытании течь (отпотевание, каплеобразование), уплотняются пропиткой дефектных мест бакелитовым лаком; водным раствором хлорного железа и натровой
селитры. Детали, пропитанные бакелитовым лаком, обладают
хорошей стойкостью в различных средах (воздух, вода пресная
и морская, нефть, масло, пар) при температуре до 250 0С. При
более высокой температуре стойкость деталей ухудшается, так
как уже при 300 0С бакелит горит.
Перед пропиткой бакелитовым лаком отливки подвергаются
тщательной дробеструйной или пескоструйной очистке и просушиваются в течение 1 часа при температуре 120-140 0С.
Детали с незначительной пористостью пропитываются жидким лаком с содержанием 30-50 % смолы, что соответствует
удельному весу лака 0,95-1,0.
Детали с более крупными пороками пропитываются более
густым лаком с содержанием смолы 50-60 % и добавкой наполнителя – порошкообразной чугунной стружки примерно такого
же состава, как и пропитываемый чугун. При наличии в отливке
мелких и крупных пор пропитка вначале производится жидким,
а затем густым бакелитовым лаком.
Растворитель бакелитового лака – спирт-сырец или ректифи-
кат.
Пропитка – односторонняя и всесторонняя (в вакууме и без
него).
Односторонняя пропитка – крупные и тяжелые отливки (картеры, цилиндры). Лак подается в закрытую со всех сторон внутреннюю полость отливки, в которой ручным гидравлическим
насосом создается давление. Величина давления на 2 – 5 атм.
выше давления гидроиспытания.
Пропитка производится на стенде для гидроиспытаний.
14
Всесторонняя пропитка – в специальном баке. После укладки
деталей в баке создается вакуум в 60-70 мм Hg. Выдержка под
вакуумом не менее 10 мин, затем бак заполняется лаком и создается давление не ниже давления гидроиспытания. Длительность
выдержки деталей под давлением не менее 20-30 мин. Слой лака
над деталями должен быть не менее 10-15 мм. Метод может
быть осуществлен и без вакуумирования бака.
Наибольшее распространение на заводах получила пропитка
пористых чугунных отливок водным раствором хлорного железа
и натровой селитры. Пропитка производится на стендах для
гидроиспытаний. Состав раствора: 5,7% хлорного железа, 3,5%
натровой селитры, 82,5% воды и 8,3% железного сурика.
Порядок приготовления раствора: растворяется в воде натровая селитра, добавляется хлорное железо и железный сурик.
Раствор нагнетают под давлением 3-5 атм., выдержка деталей
при этом давлении 1-2 мин в зависимости от толщины стенок
отливки. По истечении 2-3 часов выдержки детали проходят
гидроиспытание. В результате ряда реакций из раствора в порах
металла отлагается магнитная окись железа, уплотняющая отливку. Обработанные поверхности деталей должны быть черными, что показывает правильное действие раствора.
Материалы, виды заготовок, термообработка
Блок-картеры изготавливаются из чугуна марок СЧ 18, СЧ 15
или медистых чугунов.
Для изготовления ответственных отливок иногда целесообразно применять легированные хромоникелевые чугуны с содержанием хрома от 1 до 1,5 % и никеля от 2 до 3 %.
Отлитые детали должны быть очищены от формовочной смеси, обрублены от наплывов металла в местах сборки форм.
Внутренние и наружные поверхности отливок должны быть
очищены путем дробеструйной или пескоструйной обдувки до
металлического блеска. Сложная конфигурация блок-картеров
15
способствует возникновению в них при отливке внутренних напряжений, которые уменьшаются путем естественного или искусственного старения. При естественном старении отливки
длительное время выдерживаются в атмосферных условиях. До
направления литейных заготовок на двор необходимо произвести грубую обдирку мест обработки детали. В результате снятия
поверхности корки чугуна происходит перераспределение и выравнивание внутренних напряжений отливки. Продолжительность естественного старения 3-4 месяца.
Более экономичнее искусственное старение – термообработка
отливок в газовых или нефтяных печах. Отливки, помещенные в
печь, нагревают совместно с печью до 500-550 0С в течение
примерно 3-4 часов, затем выдержка при этой температуре 3-5
часов, затем охлаждение совместно с печью до 200 0С со скоростью 30 0С в час. Дальнейшее охлаждение может производиться
на воздухе.
Выбор баз при обработке
Обеспечение выполнения технических требований к блоккартерам в большой степени зависит от правильного выбора
технологических баз.
За базы следует выбирать:
- плоскости разъемов сборочных единиц;
- обработанные площадки на торцевых сторонах;
- расточенные отверстия под подшипники.
Типовой технологический план механообработки блоккартера компрессора (рис. 2.1)
Операция 1. Фрезерная. Фрезерование плоскостей основания А. Операция выполняется на продольно-фрезерном станке.
Картер устанавливается в специальное приспособление, устраняющее разметку. В качестве базовых поверхностей используются два отлитых в заготовке отверстия 1 и 3. В указанные от-
16
верстия вставляется самоцентрирующая оправка с двумя рядами
Е
И
упорных выдвигающихся стержней. Оправка устанавливается на
опорные стойки приспособления. При установке картера необходимо выдержать параллельность поверхности А плоскости
стола фрезерного станка.
Операция 2. Сверлильная. Сверление базовых отверстий и
других отверстий в подошве картера. Картер вместе с центрирующей оправкой (базы отверстия 1 и 3) устанавливается на
Б
1
В
2
Г
Д
3
4
Ж
А
Рис. 2.1 Блок-картер компрессора
призмы приспособления. Отверстия сверлятся через кондукторные втулки. Особое внимание в данной операции должно быть
уделено установке кондуктора. Два отверстия 4, расположенные
по диагонали, после сверления, развертываются и используются
при дальнейшей обработке картера в качестве дополнительной
базы, обеспечивающей правильное расположение основных
осей детали по отношению к приспособлению и инструменту.
Станок радиально-сверлильный.
Операция 3. Расточная. Расточка отверстий 1, 2, 3, порезка
торцов Б, В, Г. Картер устанавливается в специальное приспособление на плоскость А и базовые отверстия 4. Станок горизонтально-расточной. Применяется многорезцовая оправка. Эта
операция наиболее трудоемкая, поэтому при большой програм-
17
ме выпуска применяют для этой операции специализированный
горизонтально-подрезной станок.
Операция 4. Фрезерная. Фрезерование привалочных плоскостей Е, Ж под блоки цилиндров и плоскостей Д, И под боковые
крышки. Картеры попарно устанавливаются на плоскость А и
базовые отверстия 4 в специальное приспособление на четырехшпиндельном продольно-фрезерном станке.
Операция 5. Фрезерная. Фрезерование пазов под смотровое
окно.
Операция 6. Сверлильная. Сверление отверстий и нарезание
всех резьб под шпильки на радиально-сверлильном станке в
специальном приспособлении – кондукторе, которое вместе с
деталью поворачивается каждый раз после просверливания отверстий в каждой стенке.
Операция 7. Шлифовальная. Шлифование привалочных
плоскостей под блоки цилиндров.
Операция 8. Испытание картера на герметичность, промывка,
сушка.
Гидроиспытание должно производиться в специально отведенном и оборудованном для этого месте. Сооружается бетонированная корытообразная площадка со свободным стоком воды
в канализацию. Площадки застилают решеткой из деревянных
брусьев, рассчитанной по прочности на вес деталей. К площадке
подводят водопроводную трубу с сечением, достаточным для
быстрого наполнения крупных емкостей, и устанавливают насос
для создания в емкостях требуемого давления. Подготовка корпусов компрессоров к гидроиспытанию заключается в установке
заглушек, уплотнении соединений, подключении к насосу. Эти
работы должны быть выполнены весьма тщательно. Даже небольшая течь в соединениях может помешать достижению необходимого давления и затянуть работу по испытанию, так как
переделка уплотнения связана со спуском воды и разборкой.
Давление, устанавливаемое при гидроиспытании должно быть
18
не менее рабочего давления в испытываемой емкости. В качестве прокладочных и уплотняющих средств при установке заглушек или уплотнении разъемов применяются: белила, сурик, картон, асбестовый шнур, паронит, резина. Подготовленную для
испытания емкость заливают водой, стараясь выпустить из нее
весь воздух и, подсоединив насос, постепенно создают предусмотренное техническими условиями давление.
Корпуса подшипников и другие маслосодержащие полости
проверяются наливом керосина. Детали выдерживают под наливом 1-2 часа. Наружные стенки детали покрывают меловым раствором. Вытекание воды или керосина в виде капель, струи или
выпотевания на поверхности детали указывает на наличие дефектов и их месторасположение.
2.2. Технология изготовления корпусов центробежных
компрессоров
Корпус центробежного компрессора – камера, внутри которой происходит рабочий процесс и основная силовая деталь.
Для стационарных компрессоров применяются фундаментные
рамы – пустотелые отливки коробчатой формы, нижняя плоскость которой устанавливается на фундамент. Корпуса имеют
вертикальные и горизонтальные разъемы.
Корпуса центробежных компрессоров делятся по конструктивно-технологическим признакам на две группы:
- корпуса подшипников отливаются заодно с частями корпуса
машины. При таком решении уменьшаются осевые размеры
машин, сокращается объем обработки, упрощается центровка и
сборка;
- корпуса подшипников отливаются отдельно, а затем механически соединяются с корпусом компрессора. В таких случаях
на торцевых стенках корпусов компрессоров и подшипников
предусматриваются привалочные фланцы, при помощи которых
они соединяются между собой.
19
Корпуса центробежных компрессоров в основном отливаются
из серого чугуна СЧ 15 и СЧ 28. Иногда для машин, работающих при больших давлениях, применяют поковки, получаемые
методом свободной ковки. Корпуса из коррозионно-стойких
сталей ввиду низких литейных свойств последних выполняют в
виде сварных конструкций. Термообработка отливок – искусственное старение. Для обнаружения дефектов (трещины, раковины) применяют ультразвуковые дефектоскопы. Обнаруженные
дефекты заваривают.
Наиболее целесообразные базы при механообработке:
- плоскость горизонтального разъема. В качестве такой базы
используется плоскость фланца горизонтального разъема нижней половины или специально прилитые по бокам фланца и одновременно с ним обрабатываемые технологические лапы, которые после механообработки корпуса удаляются;
- плоскость и замковая заточка фланца вертикального разъема;
- расточенное отверстие подшипника или расточенное отверстие под уплотнение.
Типовая схема обработки корпусов
- обработка фланцев разъема горизонтальных и вертикальных. Выполняется на продольно-фрезерном станке, последовательно предварительная и окончательная. При выполнении этой
операции необходимо обратить особое внимание на выверку и
крепление детали, так как при этом должно быть устранено
влияние временных напряжений.
- обработка отверстий для соединения фланцев разъема и
фиксации постоянства их взаимного расположения. Выполняется по разметке, которая делается на плоскости разъема нижней
половины корпуса. Производится сверление отверстий на радиально-сверлильном станке, затем на этом же станке нарезается
резьба. При наложении верхней половины корпуса компрессора
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]