萃取塔轉子軸加工制作

南京麥馳鈦業有限公司 陳月香

1 簡介

該設備主體材料及內部轉子材料均為哈氏合金C276，該材料焊接時會產生一定量的收縮，塔內轉子軸屬于細長軸，輕質物料通過定環上的孔改善分布效果。該設備外徑Φ406.4mm，塔體總長13m，為方便運輸分3節，內部轉子轉軸為減輕自身重力、降低生產成本而將主軸區設計成管軸，端部與聯軸器連接處為實心軸。轉子的制造難度有兩個方面：一是確保轉子軸的直線度；二是盡量降低動環造成的偏心距。為克服上述問題，需要控制以下環節：轉子軸的直線度及壁厚的均勻性；動環的水平度、壁厚一致性及安裝的精確性。

2 加工方案

2.1 原材料

管軸采購時，為保證管軸坯料質量，對供應商提出以下要求：管材同心度≤0.5mm，壁厚偏差+0.5mm，直線度≤L/1000mm；同時對做轉子軸上動環板材的厚度也作出相關要求：厚度±0.1mm。

2.2 加工步驟

2.2.1 動環

由于動環厚度t=3.18mm，動環采用水刀切割下料，內外徑各留3mm車削加工余量。將動環坯料平放在平臺上檢測動環的平面度，動環坯料平面度偏差≤0.5mm，對于超差的動環坯料進行校平。用不銹鋼板制作一件模板，模板厚度t=15mm，如圖1所示：將所有動環坯料與模板以外圓為基準裝夾固定，以模板上分布孔位置為基準鉆孔、去毛刺。按圖1示意，用4件M10的螺桿穿過分布孔并用M10的螺母固定，裝夾模板，車削加工動環的內外徑，內徑為89±0.2mm，外徑為240±0.5mm。

2.2.2 軸加工

如圖2所示，管軸兩端為實心軸，且軸上有鍵槽，為防止在銑鍵槽過程中導致管軸彎曲變形，故先精加工管軸端部實心軸，并加工好鍵槽。因塔體不在我公司加工，為保證每段管軸的長度，在每段軸下實心軸長度留5mm余量，鍵槽、螺紋孔相應增加5mm余量。實心軸插入管軸長度為50mm，此處外徑與管軸端部內徑實配。管軸加工前先測量管軸的直線度，此工作可在車床上通過測量跳動值來完成，跳動值不得大于2mm，否則應校直。為保證管軸與實心軸的同心度，管軸端部60mm范圍內的內徑尺寸車加工與實心軸插入端實配，并做好裝配記號。

圖2 轉子軸結構

2.2.3 組裝控制

實心軸與管軸組裝、點焊后，在距離管軸端部80mm處鉆1個Φ10mm的孔，通過此孔向管軸內部通入氬氣，保證管軸焊接時內部不被氧化，實心軸與管軸焊接時嚴格控制焊接電流及焊接層間溫度。管軸與實心軸焊接成型后對此軸再次校直。動環與轉軸焊接時動環定位采用圖3工裝，進行斷續焊，每段焊縫長度為20mm。動環與轉軸焊接成型后對轉軸再次校直，直線度≤L/1000mm。

圖3 轉子軸加工定位

3 靜平衡試驗

將帶動環的軸逐段進行靜平衡試驗，做到隨遇而止。發現不平衡時應通過在軸與動環結合面焊接增重方式達到靜平衡。

[1]JB/T4745-2002.鈦制焊接容器[S].國家經濟貿易委員會,2003.

[2]路秀林,王者相.攪拌設備（化工設備設計全書）[M].化學工業出版社,2004.

[3]HG/T20569-2013.機械攪拌設備[S].化學工業部出版社,2013.