摘要： 闡述了葉輪單體進(jìn)行動(dòng)平衡校正的必要性，分析了采用磨削去除葉輪不平衡量的缺點(diǎn) , 簡(jiǎn)介了葉輪的平衡校正原理，通過對(duì)葉輪不平衡量進(jìn)行環(huán)帶換算，并利用數(shù)控銑床進(jìn)行銑削的研究，總結(jié)出提高葉輪表面平衡去重質(zhì)量和效率的一種有效的方法。
關(guān)鍵詞 ： 離心式壓縮機(jī) ； 葉輪；數(shù)控銑削；不平衡量
中圖分類號(hào)： TG547 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)： 1006-8155（2007）06-0047-03

The Technology of Numerical Control Milling for Unbalanced Quantity of High-speed Impeller

Abstract: The paper specifies the necessary of transient equilibrium adjustment for single impeller and analyzes the disadvantage of adopting grinding method to erase unbalanced quantity of impeller. Furthermore, the balanced adjustment principle of impeller is also introduced in this paper. An effective method for improving the mass and efficiency in impeller surface balance is concluded, which is based on the annulus conversion with impeller unbalanced quantity and the research on milling by using numerical control machine.

Key words: centrifugal compressor; impeller; numerical control milling; unbalanced quantity

0 引言

　　離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的焊接葉輪，按有關(guān)規(guī)定，要求每個(gè)葉輪必須進(jìn)行超速試驗(yàn)。通過試驗(yàn)，檢查葉輪單體的焊接質(zhì)量及材料是否符合要求，保證產(chǎn)品使用安全 , 同時(shí)也是釋放葉輪內(nèi)應(yīng)力的手段之一。為了保證葉輪能夠順利地進(jìn)行超速試驗(yàn)，故在超速前，必須對(duì)單個(gè)葉輪進(jìn)行動(dòng)平衡校正 ( 也為將來轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡校正做必要的預(yù)平衡 ) 。

　　傳統(tǒng)的葉輪動(dòng)不平衡量去除方法為手工磨削，這種去重方法存在以下缺點(diǎn)：第一，手工打磨表面質(zhì)量不高，造成前期精加工完成的葉輪因表面產(chǎn)生人工磨痕而極不光整；第二，平衡效率較低 , 對(duì)操作者的要求比較高；第三，當(dāng)磨削量較大時(shí)，存在工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、粉塵污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。為了提高葉輪的去重效率及外觀質(zhì)量，降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，做到清潔生產(chǎn)，結(jié)合公司現(xiàn)有設(shè)備的能力，對(duì)在數(shù)控銑床上環(huán)形銑削高速葉輪不平衡量進(jìn)行了一系列的工藝研究，效果顯著 , 已應(yīng)用于產(chǎn)品上，是一種比較先進(jìn)的去重方法。

1 葉輪動(dòng)平衡介紹

1.1 葉輪不平衡的機(jī)理 [1]

　　由于材質(zhì)不均勻、加工誤差、組裝偏心等原因，導(dǎo)致葉輪發(fā)生質(zhì)心偏移，造成了葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中不平衡的振動(dòng)。

1.2 葉輪的動(dòng)平衡原理

　　由于單個(gè)葉輪無法在動(dòng)平衡機(jī)上完成動(dòng)平衡校正，所以要設(shè)計(jì)動(dòng)平衡工裝 ( 見圖 1) 。動(dòng)平衡工裝首先應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡校正，高于葉輪的動(dòng)平衡精度。利用工裝軸將葉輪架在平衡機(jī)兩端的滾輪上，葉輪為雙面校正，分別為輪盤和蓋盤。

　　平衡校正 [2] 就是對(duì)轉(zhuǎn)子所存在的不平衡量進(jìn)行測(cè)量和修正的過程，對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡的測(cè)量是通過測(cè)量平衡機(jī)支承工程的振動(dòng)或其所承受的動(dòng)載荷進(jìn)行的。首先由傳感器將不平衡振動(dòng)（或支承動(dòng)載）變成相應(yīng)頻率的電信號(hào)，經(jīng)過濾除處理以及對(duì)信號(hào)進(jìn)行必要的放大或衰減，最后才能從顯示裝置中讀出不平衡量值的大小及所在的相位，經(jīng)過計(jì)算在葉輪的重點(diǎn)位置進(jìn)行去重，滿足葉輪的動(dòng)平衡要求。

2 環(huán)形去重量的換算

根據(jù)平衡機(jī)顯示屏中各校正面的不平衡量及相位，可將其通過換算轉(zhuǎn)化為等厚度環(huán)帶形狀，左右兩端光滑過渡 ( 見圖 2) 。圖中 R 為環(huán)帶外徑， r 為環(huán)帶的內(nèi)徑， S 為環(huán)帶的重心， e 為重心 S 到葉輪圓心的距離， α 為環(huán)帶圓心半角，且 α ≤ 45 °。

根據(jù)公式

　　式中R 、m 1 、h的值已知，存在兩個(gè)未知數(shù)r和α，根據(jù)α的取值范圍及銑刀的規(guī)格進(jìn)行優(yōu)選。如給 r 一設(shè)定值，即可算出α值，如α值超出范圍，則調(diào)整r 值，直到r 和α均滿足要求為止。

實(shí)際上，以上的計(jì)算均可在計(jì)算機(jī)上完成，既簡(jiǎn)便又準(zhǔn)確。

3 銑削程序

根據(jù)去重環(huán)帶的參數(shù) R 、 r 、 h 、 α ，即可對(duì)數(shù)控銑床進(jìn)行編程。各種規(guī)格葉輪的輪盤及蓋盤的型線各不相同，利用專用軟件中的繪圖功能可以很方便地在計(jì)算機(jī)上畫出輪盤或輪蓋的型線及去重環(huán)帶圖形。然后再利用自動(dòng)編程軟件，選擇合理的參數(shù)可自動(dòng)生成加工軌跡。最后再在屏幕上進(jìn)行軌跡動(dòng)態(tài)仿真，以此確定軌跡大體是否正確，利用后置程序自動(dòng)生成加工指令程序。通過配套的通訊軟件直接輸送到機(jī)床數(shù)控工程中指導(dǎo)零件的加工。

下面列出某一葉輪去重的銑削程序：

%

O0000

N100 G21

N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90

( 12. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 12. )

N104 T1 M6

N106 G0 G90 X-26.779 Y123.122 A0. S1273 M3

N108 G43 H1 Z50.

N110 Z15.455

N112 G1 Z10.455 F3.

N114 X-25.363 Y123.421 Z10.454 F203.7

N116 X-26.859 Z10.419

N118 X-26.939 Y123.72 Z10.383

N120 X-23.861 Z10.454

N122 X-22.253 Y124.019

N124 X-23.384 Z10.431

N126 X-27.019 Z10.347

4 效果及誤差的修正

銑削后葉輪表面規(guī)整光滑。因葉輪與平衡工裝是間隙配合，試驗(yàn)結(jié)果表明：葉輪去重時(shí)平衡工裝不能拆卸，否則不準(zhǔn)確。另外，由于銑削及平衡機(jī)誤差等相關(guān)因素的存在，去重后會(huì)出現(xiàn)少量的偏差，用精磨頭在葉輪的流道或外圓面微量修磨即可，不影響外觀質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

采用在數(shù)控銑床上銑削葉輪動(dòng)不平衡量的方法，從計(jì)算到編程都很簡(jiǎn)便準(zhǔn)確，使葉輪的去重效率及外觀質(zhì)量明顯提高。但是，最終目的是要保證轉(zhuǎn)子表面的去重質(zhì)量，所以，后序轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡就不能再在葉輪的前、后盤上去重。這就要求在主軸以及葉輪上設(shè)有配重槽，作為轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡時(shí)配重用。隨著科技的不斷進(jìn)步發(fā)展，高精度、高效率的機(jī)加方法將成為主要的去重手段。實(shí)踐證明：數(shù)控銑床銑削高速葉輪不平衡量方法，對(duì)提高轉(zhuǎn)子的表面質(zhì)量具有重要的實(shí)用意義。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張碧波 . 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷 [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社， 2004.

[2] 王漢英，等 . 轉(zhuǎn)子平衡技術(shù)與平衡機(jī) [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社， 1988.

[3] 孫桓 . 機(jī)械原理 [M]. 高等教育出版社， 1982.

中央空調(diào)在世界上已有百年的發(fā)展歷史，在中國(guó)也有20多年的應(yīng)用時(shí)間，上世紀(jì)90年代，長(zhǎng)期以來，活躍在國(guó)內(nèi)中央空調(diào)市場(chǎng)的幾乎是
中央空調(diào)在世界上已有百年的發(fā)展歷史，在中國(guó)也有20多年的應(yīng)用時(shí)間，上世紀(jì)90年代，長(zhǎng)期以來，活躍在國(guó)內(nèi)中央空調(diào)市場(chǎng)的幾乎是清一色的外國(guó)軍團(tuán)。目前內(nèi)資品牌的發(fā)展速度越來越快，更多的中國(guó)制造占據(jù)著市場(chǎng)。

中央空調(diào)的發(fā)展首先是要看質(zhì)量，質(zhì)量不過關(guān)任何企業(yè)都難以生存下去，而影響中央空調(diào)質(zhì)量的因素還有很多，中央空調(diào)產(chǎn)品的質(zhì)量、安裝、設(shè)計(jì)以及后期維護(hù)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能影響到中央空調(diào)最后的使用效果，這期間任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能造成消費(fèi)者質(zhì)疑中央空調(diào)品牌的質(zhì)量。

第一，質(zhì)量方面。而影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的因素也很多，不同的品牌在產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中涉及的工藝、選材都不一樣，在穩(wěn)定性方面也會(huì)呈現(xiàn)出不一樣的特點(diǎn)；一些小品牌為了能夠低價(jià)出擊市場(chǎng)，在選材上做文章，通過偷工減料來?yè)Q取利潤(rùn)空間，影響了整個(gè)市場(chǎng)的有序發(fā)展；物流運(yùn)輸不當(dāng)也可能對(duì)產(chǎn)品造成破壞從而導(dǎo)致產(chǎn)品不穩(wěn)定，因?yàn)樵谶\(yùn)輸過程中，裝卸不當(dāng)，碰撞等等都可能對(duì)中央空調(diào)造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷從而影響中央空調(diào)質(zhì)量。

第二，安裝方面�！叭�分靠質(zhì)量，七分靠安裝。”這是中央空調(diào)行業(yè)的一句俗語(yǔ)，其中也折射出了安裝對(duì)于中央空調(diào)產(chǎn)品的重要性。據(jù)了解，中央空調(diào)安裝包含多方面的內(nèi)容，也涉及到很多的細(xì)小環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)在安裝時(shí)出現(xiàn)偏差都有可能影響中央空調(diào)的使用效果。

其中安裝不合理導(dǎo)致的故障有：電控工程故障；制冷工程故障；水路故障；壓縮機(jī)故障；管道安裝上為了節(jié)省材料。

第三，設(shè)計(jì)方面。設(shè)計(jì)也是關(guān)系到中央空調(diào)使用效果的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，目前中央空調(diào)市場(chǎng)上設(shè)計(jì)不合理的現(xiàn)象也大為存在。管道設(shè)計(jì)不合理、不標(biāo)準(zhǔn)配置等都是影響中央空調(diào)使用效果的重要因素。

目前的建筑設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響中央空調(diào)的效果，室內(nèi)設(shè)計(jì)不合理，房間設(shè)計(jì)層高國(guó)小，管路過不去，影響到中央空調(diào)使用效果，而一些中央空調(diào)安裝設(shè)計(jì)師對(duì)中央空調(diào)不熟悉，只注重美觀，這極大的影響了中央空調(diào)的使用效果效果；配置不標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)方面，不同的客戶需求，不同的場(chǎng)地，行業(yè)內(nèi)都有不一樣的標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)惡性競(jìng)爭(zhēng)的前提之下，不標(biāo)準(zhǔn)配備也容易出現(xiàn)，根據(jù)不同的要求設(shè)計(jì)不同的配備，但是有些設(shè)計(jì)好的配置卻根本達(dá)不到客戶的要求。

第四，維護(hù)方面。由于每個(gè)中央空調(diào)的工作的環(huán)境不一樣，污染系數(shù)也不一樣，受到的影響，產(chǎn)品的磨損程度也會(huì)不一樣，“后期維護(hù)很重要，比如湖南水質(zhì)容易結(jié)垢，就需要定期進(jìn)行后期維護(hù)�！备窳Φ膮切≡平Y(jié)合湖南的市場(chǎng)環(huán)境談到。因此對(duì)于中央空調(diào)產(chǎn)品而言，維護(hù)保養(yǎng)很重要。目前中央空調(diào)行業(yè)維護(hù)還需要加大力度，目前國(guó)內(nèi)一些民族品牌中央空調(diào)都沒有進(jìn)行定期維護(hù)，而是等到中央空調(diào)出現(xiàn)故障的情況下再進(jìn)行維護(hù)。

后期維護(hù)不到位會(huì)影響中央空調(diào)的使用效果，而做好后期維護(hù)對(duì)于中央空調(diào)品牌而言則是雙贏的收獲。后期維護(hù)是一個(gè)巨大的市場(chǎng)，開利、約克等歐美品牌都通過提供專業(yè)的后期維護(hù)來擴(kuò)大市場(chǎng)。業(yè)內(nèi)人士表示，像約克的產(chǎn)品，幾乎40%的生意來自后期維護(hù)，在后期維護(hù)等服務(wù)方面的收益也為約克帶來了很大的收益，同時(shí)，這樣的后期維護(hù)不斷創(chuàng)造收益同時(shí)也促進(jìn)的品牌的發(fā)展。據(jù)了解，格力、志高、格蘭仕、歐科等品牌也在致力開拓這一片市場(chǎng)。

中央空調(diào)的健康發(fā)展，企業(yè)應(yīng)該把握好這四個(gè)方面，提升產(chǎn)品核心技術(shù)，規(guī)范安裝和設(shè)計(jì)市場(chǎng)的發(fā)展，出現(xiàn)詳細(xì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高后期維護(hù)質(zhì)量，多樣化維護(hù)服務(wù)方式。通過行業(yè)的共同努力，消除不利因素，使國(guó)內(nèi)中央空調(diào)市場(chǎng)越做越大。

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