專利名稱：一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及螺桿轉(zhuǎn)子的維修與檢測技術，特別提供了一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝。
背景技術：
氣體壓縮機，包括空氣壓縮機、氨氣或氟里昂制冷壓縮機等，其螺桿轉(zhuǎn)子精度等級高、制作工藝復雜、生產(chǎn)成本高、周期長。該類螺桿轉(zhuǎn)子的的工藝條件苛刻，工作壓力從常壓到幾個大氣壓，空氣要經(jīng)過過濾，連續(xù)運轉(zhuǎn)使用10年以上。
螺桿轉(zhuǎn)子的毛坯一般為鍛件或鑄件。其螺桿型線都是特殊設計的，有嚴格的質(zhì)量要求，都特制專用指狀銑刀來加工螺線。所以一對螺桿轉(zhuǎn)子制造成本非常高昂，僅碳鋼的每套100萬元，制造周期也很長。
在運行中，螺桿轉(zhuǎn)子的工作環(huán)境差，由于氣體中的雜質(zhì)、過載或意外因素受損傷，尤其是噴油的干式螺桿轉(zhuǎn)子直接接觸式傳動，摩擦產(chǎn)生高溫，嚴重影響氣體壓縮機工作。如果重新制造，從工期到成本都是用戶所無法承受的。因此，必須采取某種方式維修。
目前都采用電焊、氬弧焊、振動焊等各種手工堆焊方式、都會不可避免的產(chǎn)生大的熱變形。堆焊產(chǎn)生的氧化層都是靠鉗工手工清理，勞動強度大，又影響螺桿轉(zhuǎn)子的加工質(zhì)量。由于得不到原始設計數(shù)據(jù)，無法檢查空間曲面，達不到原設計要求，大大降低了氣體壓縮機的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有實效的高精度螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝。
本發(fā)明提供一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于由下列工序組成1)螺桿型線的測量；2)缺損部位的激光熔覆修復；3)修形。以上工序通常是按時間先后的順序依次進行。
其中缺損部位的激光熔覆修復指的是，當缺損部位面積較小且較集中時直接對缺損處的局部進行激光熔覆操作；所述激光熔覆修復工藝，其具體方法是采用自動控制激光熔覆。具體操作過程中的參數(shù)可以是激光熔覆時熔池尺寸直徑約3mm、深度約0.1～0.2mm，加熱時間為0.001～0.1s；這樣很好地保證了小的熱變形量，對其它部位無明顯影響，而且修復簡便。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述的螺桿型線的測量方法為挑選型線相對完好處進行測量，在旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子的同時，利用針狀測頭對螺桿轉(zhuǎn)子進行逐點間斷測量以獲得螺桿轉(zhuǎn)子型線上一系列間斷的測量值，測量時保持針狀測頭與螺桿轉(zhuǎn)子之間法向接觸；然后利用測得的各間斷點的值，擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述的螺桿型線的測量是在數(shù)控加工機床上進行，并做基準轉(zhuǎn)移；所述擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線的過程是利用計算機處理各間斷點的測量值，擬合出螺桿轉(zhuǎn)子的型線，之后在計算機上模擬運行以檢驗型線；如果模擬結果不能滿足要求，需要重新進行型線的測量和模擬過程，直至利用計算機模擬運行時達到預期的要求，以此結果作為螺桿轉(zhuǎn)子的型線數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述修形為仿形加工，仿形加工與型線測量的過程都是在同一臺機床上進行的。加工基準和測量基準重合，以保證有較小的加工誤差和較高的修復后精度。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述的仿形加工用球形銑刀，走刀方式有兩種其一為按型線走刀，其二為按端面走刀。所述端面指的是與螺桿轉(zhuǎn)子軸線垂直或成一定角度的面。精加工后的粗糙度小于陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的間隙即可。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于在對螺桿轉(zhuǎn)子修復操作完成后，對螺桿轉(zhuǎn)子進行動平衡校正。動平衡校正的操作一般在所有其它操作(包括型線測量、激光熔覆操作、修形、檢測、拋光等過程)完成之后進行，實際操作中通常采用去重法進行動平衡校正。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于在機械加工修形之后動平衡校正之前進行檢測。檢測是為了檢驗經(jīng)過上述修復過程之后的螺桿轉(zhuǎn)子是否滿足陰陽轉(zhuǎn)子配合縫隙、表面粗糙度、硬度等相關要求。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述的檢測可以在專用檢驗工裝上進行，所述專用檢驗工裝上設有保證螺桿轉(zhuǎn)子軸向和徑向定位的裝置；以保證檢測時螺桿轉(zhuǎn)子的相對位置關系與設計要求一致。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于在檢測過程中，調(diào)整陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的間隙，檢測后重打定位銷，并作嚙合標記，以便確保工作時陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子正確嚙合和達到相應精度要求。以上過程通常是在專用檢驗工裝上進行的，通常我們可以通過使陰螺桿轉(zhuǎn)子的齒圈相對輪轂旋轉(zhuǎn)達到調(diào)整陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子之間間隙的目的。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于在對修形后的螺桿轉(zhuǎn)子進行動平衡校正之前，對螺桿轉(zhuǎn)子進行仿形拋光處理。尤其是對于無間隙的噴油螺桿轉(zhuǎn)子，通常都需要進行拋光處理。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝的優(yōu)點是實現(xiàn)了對現(xiàn)有技術中其他方法不易實現(xiàn)的對螺桿轉(zhuǎn)子的修復，而且本修復工藝適應性強、操作簡便、可以實現(xiàn)加工基準和測量基準重合、加工誤差小、熱變形小、規(guī)范性強、修復后螺桿轉(zhuǎn)子性能也明顯優(yōu)于其它方法，具有巨大的價值。
具體實施例方式
實施例1非接觸式螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝工藝步驟如下1、將局部損傷的螺桿轉(zhuǎn)子裝在數(shù)控仿形機床上，在沒有損傷(或損傷較小)的部位進行螺桿型線的測量，并做基準轉(zhuǎn)移，測量的方法為1)旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子，保持針狀測頭與螺桿轉(zhuǎn)子法向接觸，逐點測量；2)根據(jù)逐點測量的結果，用計算機擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線；3)根據(jù)導程、線數(shù)等數(shù)據(jù)，在計算機上生成所要修復的一對陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的三維立體模型，并使二者相配合模擬運行以檢驗擬合出的型線數(shù)據(jù)是否滿足我們對螺桿轉(zhuǎn)子的要求；如果不能達到相應要求，則需要重新測量型線、擬合型線、模擬運行，直到達到相應要求為止；4)然后以上述經(jīng)檢測達到要求的型線數(shù)據(jù)作為測量結果保存。
2、對缺損部位(尤其是缺損部位較少而且較集中時)進行激光熔覆修復首先去除氧化層，然后進行自動控制激光熔覆修復，激光熔覆熔池直徑約3mm、熔池深度約為0.1～0.2mm，加熱時間為0.001～0.1s。
3、在進行型線測量時所用的同一臺數(shù)控機床上進行機械修形加工，所述機械修形加工為仿形銑削，選用球狀銑刀；針對各個缺損修復處的不同情況，選用按型線走刀或按端面走刀的路線進行加工，要求成形波紋≤0.02mm。
4、在模擬螺桿轉(zhuǎn)子工作狀態(tài)時相對配合的位置關系條件下(包括陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子軸線平行度、軸線距等條件)對修形后的螺桿轉(zhuǎn)子進行檢測，檢測內(nèi)容主要是配合間隙、硬度等。檢測過程可以在專用檢驗工裝上進行；檢測過程中，通過將陰螺桿轉(zhuǎn)子的齒圈相對輪轂旋轉(zhuǎn)，調(diào)整陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子之間的相對轉(zhuǎn)動位置關系和兩者之間的間隙；檢測后，為方便螺桿轉(zhuǎn)子的使用，通常可以重打定位銷，并作嚙合標記，以確保工作時陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子正確嚙合并達到相應配合精度要求。
5、動平衡校正，采用去重法，在螺桿轉(zhuǎn)子配合面兩端基本垂直于軸線的外端面上去重直至達到動平衡要求。
實施例2嚴重損傷的接觸螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝工藝步驟如下1、將上述受損傷的螺桿轉(zhuǎn)子裝在數(shù)控仿形機床上，在未受損傷或損傷相對較小的部位進行螺桿型線的測量，并做基準轉(zhuǎn)移，測量的方法為1)旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子，保持測針與螺桿轉(zhuǎn)子法向接觸，逐點測量(或者不旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子，沿軸向移動測針，保持測針與螺桿轉(zhuǎn)子法向接觸，完成一個導程內(nèi)的逐點測量)；2)根據(jù)逐點測量的結果，用計算機擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線；3)根據(jù)導程、線數(shù)等數(shù)據(jù)，在計算機上生成所要修復的一對陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的三維立體模型，并使二者相配合模擬運行以檢驗擬合出的型線數(shù)據(jù)是否滿足我們對螺桿轉(zhuǎn)子的要求；如果不能達到相應要求，則需要重新測量型線、擬合型線、模擬運行，直到達到相應要求為止；4)然后以上述經(jīng)檢測達到要求的型線數(shù)據(jù)作為測量結果保存。
2、對缺損部位(尤其是缺損部位較少而且較集中時？)進行激光熔覆修復首先去除氧化層，然后進行自動控制激光熔覆修復，激光熔覆熔池直徑約3mm、熔池深度約為0.1～0.2mm，加熱時間為0.001～0.1s。
3、在進行型線測量時所用的同一臺數(shù)控機床上進行機械修形加工，所述機械修形加工為仿形銑削，選用球狀銑刀；針對各個缺損修復處的不同情況，選用按型線走刀或按端面走刀的路線進行加工，要求成形波紋≤0.02mm。先進行粗銑去掉氧化層，再精銑并留拋光余量。
4、對精銑后的螺桿轉(zhuǎn)子進行整體仿形拋光處理。
5、在模擬螺桿轉(zhuǎn)子工作狀態(tài)時相對配合的位置關系條件下(包括陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子軸線平行度、軸線距等條件)對修形后的螺桿轉(zhuǎn)子進行檢測，檢測內(nèi)容主要是配合間隙、硬度等。檢測過程可以在專用檢驗工裝上進行；檢測過程中，通過將陰螺桿轉(zhuǎn)子的齒圈相對輪轂旋轉(zhuǎn)，調(diào)整陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子之間的相對轉(zhuǎn)動位置關系和兩者之間的間隙；檢測后，為方便螺桿轉(zhuǎn)子的使用，通?？梢灾卮蚨ㄎ讳N，并作嚙合標記，以確保工作時陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子正確嚙合并達到相應配合精度要求。
6、動平衡校正，采用去重法，在螺桿轉(zhuǎn)子配合面兩端基本垂直于軸線的外端面上去重直至達到動平衡要求。
權利要求
1.一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于主要由下列工序組成1)螺桿型線的測量；2)缺損部位的激光熔覆修復；3)修形。
2.按照權利要求1所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述螺桿型線的測量方法為挑選型線相對完好處進行測量，在旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子的同時，利用針狀測頭對螺桿轉(zhuǎn)子進行逐點間斷測量，以獲得螺桿轉(zhuǎn)子型線上一系列間斷的測量值，測量時保持針狀測頭與螺桿轉(zhuǎn)子之間法向接觸；然后利用測得的各間斷點的值，擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線。
3.按照權利要求2所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述的螺桿型線的測量是在數(shù)控加工機床上進行，并做基準轉(zhuǎn)移；所述擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線的過程是利用計算機處理各間斷點的測量值，擬合出螺桿轉(zhuǎn)子的型線，之后在計算機上模擬運行以檢驗型線，以此結果作為螺桿轉(zhuǎn)子的型線數(shù)據(jù)。
4.按照權利要求1其中之一所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述修形為仿形加工，仿形加工與型線測量的過程都是在同一臺機床上進行的。
5.按照權利要求4所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述的仿形加工用球形銑刀，走刀方式有兩種其一為按型線走刀，其二為按端面走刀。
6.按照權利要求1～5其中之一所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于在對螺桿轉(zhuǎn)子修復操作完成后，對螺桿轉(zhuǎn)子進行動平衡校正。
7.按照權利要求6所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于在機械加工修形之后動平衡校正之前進行檢測。
8.按照權利要求7所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于所述的檢測在專用檢驗工裝上進行，所述專用檢驗工裝上設有保證螺桿轉(zhuǎn)子軸向和徑向定位的裝置；以保證檢測時螺桿轉(zhuǎn)子的相對位置關系與設計要求一致。
9.按照權利要求7所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于檢測完成后，作嚙合標記。
10.按照權利要求6所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于在對修形后的螺桿轉(zhuǎn)子進行動平衡校正之前，對螺桿轉(zhuǎn)子進行仿形拋光處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝，其特征在于主要由下列工序組成螺桿型線的測量；缺損部位的激光熔覆修復；修形。其還可以包括以下幾個過程動平衡校正、檢測、拋光。本發(fā)明提供的螺桿轉(zhuǎn)子的修復工藝的優(yōu)點在于實現(xiàn)了對現(xiàn)有技術中其他方法不易實現(xiàn)的對螺桿轉(zhuǎn)子的修復，而且本修復工藝適應性強、操作簡便、可以實現(xiàn)加工基準和測量基準重合、加工誤差小、熱變形小、規(guī)范性強、修復后螺桿轉(zhuǎn)子性能也明顯優(yōu)于其它方法，具有巨大的價值。
文檔編號B23P6/00GK1887505SQ20051004678
公開日2007年1月3日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權日2005年6月30日
發(fā)明者陳江, 王一兵, 張靜波 申請人:沈陽大陸激光技術有限公司