萃取塔转子轴加工制作

南京麦驰钛业有限公司 陈月香

1 简介

该设备主体材料及内部转子材料均为哈氏合金C276，该材料焊接时会产生一定量的收缩，塔内转子轴属于细长轴，轻质物料通过定环上的孔改善分布效果。该设备外径Φ406.4mm，塔体总长13m，为方便运输分3节，内部转子转轴为减轻自身重力、降低生产成本而将主轴区设计成管轴，端部与联轴器连接处为实心轴。转子的制造难度有两个方面：一是确保转子轴的直线度；二是尽量降低动环造成的偏心距。为克服上述问题，需要控制以下环节：转子轴的直线度及壁厚的均匀性；动环的水平度、壁厚一致性及安装的精确性。

2 加工方案

2.1 原材料

管轴采购时，为保证管轴坯料质量，对供应商提出以下要求：管材同心度≤0.5mm，壁厚偏差+0.5mm，直线度≤L/1000mm；同时对做转子轴上动环板材的厚度也作出相关要求：厚度±0.1mm。

2.2 加工步骤

2.2.1 动环

由于动环厚度t=3.18mm，动环采用水刀切割下料，内外径各留3mm车削加工余量。将动环坯料平放在平台上检测动环的平面度，动环坯料平面度偏差≤0.5mm，对于超差的动环坯料进行校平。用不锈钢板制作一件模板，模板厚度t=15mm，如图1所示：将所有动环坯料与模板以外圆为基准装夹固定，以模板上分布孔位置为基准钻孔、去毛刺。按图1示意，用4件M10的螺杆穿过分布孔并用M10的螺母固定，装夹模板，车削加工动环的内外径，内径为89±0.2mm，外径为240±0.5mm。

2.2.2 轴加工

如图2所示，管轴两端为实心轴，且轴上有键槽，为防止在铣键槽过程中导致管轴弯曲变形，故先精加工管轴端部实心轴，并加工好键槽。因塔体不在我公司加工，为保证每段管轴的长度，在每段轴下实心轴长度留5mm余量，键槽、螺纹孔相应增加5mm余量。实心轴插入管轴长度为50mm，此处外径与管轴端部内径实配。管轴加工前先测量管轴的直线度，此工作可在车床上通过测量跳动值来完成，跳动值不得大于2mm，否则应校直。为保证管轴与实心轴的同心度，管轴端部60mm范围内的内径尺寸车加工与实心轴插入端实配，并做好装配记号。

图2 转子轴结构

2.2.3 组装控制

实心轴与管轴组装、点焊后，在距离管轴端部80mm处钻1个Φ10mm的孔，通过此孔向管轴内部通入氩气，保证管轴焊接时内部不被氧化，实心轴与管轴焊接时严格控制焊接电流及焊接层间温度。管轴与实心轴焊接成型后对此轴再次校直。动环与转轴焊接时动环定位采用图3工装，进行断续焊，每段焊缝长度为20mm。动环与转轴焊接成型后对转轴再次校直，直线度≤L/1000mm。

图3 转子轴加工定位

3 静平衡试验

将带动环的轴逐段进行静平衡试验，做到随遇而止。发现不平衡时应通过在轴与动环结合面焊接增重方式达到静平衡。

[1]JB/T4745-2002.钛制焊接容器[S].国家经济贸易委员会,2003.

[2]路秀林,王者相.搅拌设备（化工设备设计全书）[M].化学工业出版社,2004.

[3]HG/T20569-2013.机械搅拌设备[S].化学工业部出版社,2013.