大型迷宫压缩机制造及装配技术(顾忠荣)

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1、大型迷宫压缩机制造及装配技术顾忠荣无锡压缩机股份有限公司摘要：迷宫压缩机作为一种高技术新型压缩机，具有广泛的应用前景，其设计结构简单，但是加工和装配的要求极高，精湛的加工和装配工艺是实现迷宫压缩机优良性能的前提。本文对迷宫压缩机关键零部件的加工和装配的工艺路线进行了阐述，为今后更大的机型提供制造和装配经验。关键词：迷宫压缩机；制造；装配；工艺迷宫压缩机是一种非接触式无油润滑新型往复压缩机，它的结构设计简单却拥有活塞环式压缩机无法比拟的优势。迷宫压缩机的活塞与气缸之间、填料与活塞杆之间采用不接触的迷宫密封方式，避免了活塞与气缸的摩擦，运行时压缩容积部分不含润滑油也不会产生

2、粉尘磨屑，可以保证生产气体清洁；同时迷宫压缩机对压缩介质中含有的杂质颗粒也不敏感，具有很高的安全可靠性。迷宫压缩机由于密封副不接触，不用像活塞环式压缩机那样频繁更换摩擦元件，其易损件少，使用寿命长，经济性能优良。迷宫压缩机具有比普通活塞环压缩机更宽的工作温度区间，迷宫活塞既可逾越非金属活塞环允许的最高工作温度安全运行，亦可高于气缸有油润滑压缩机的压缩机油闪点正常工作，还可在低于普通金属材料为防冷脆而限定的最低工作温度下正常工作，经过几十年的发展，迷宫活塞的运行温度可在-160℃～270℃或更高。迷宫压缩机是易燃易爆烃类气体及氧气装置、超高温或超低温工况时，或压缩绝对干燥

3、气体时的首选压缩机型[1]。迷宫压缩机先进的结构设计和优良的技术性能，对压缩机各零部件的热处理、加工精度、装配精度等提出了极高的要求。1关键零部件的加工技术大型迷宫压缩机采取立式结构，关键的零件如曲轴箱、气缸等的结构及形状与传统的往复压缩机不同，以下部分关键零件的加工进行详细的工艺分析。1.1曲轴箱加工大型迷宫压缩机曲轴箱内部中空，有加强筋支撑，壁厚一般为30mm。在加工过程中为保证零件加工精度，主要遵照“粗、精分开，基准统一”的工艺原则，同时根据加工条件限制灵活调整基准面并设计新型工装，经过多次工艺试验和攻关，本曲轴箱加工顺利完成，各项精度都达到要求。曲轴箱加工工艺过

4、程分为以下三个阶段进行：（一）粗加工阶段：由五面体加工中心和数控落地镗床完成划各面加工线→加工中心粗加工底面、顶面和两侧各面及孔→粗铣两端各面→粗镗两端轴承孔→数控落地镗床粗镗各滑道孔和导向轴承定位孔→去应力处理。（二）半精加工阶段：由五面体加工中心完成划各面加工线→半精铣→侧底面。铣对同侧个表面及镗孔，钻、攻必要螺孔→装上工艺法兰，精铣出工艺基准面→工件调面，半精铣另侧底面，半精铣顶面，铣对同侧个表面及镗孔，半精镗两端轴承孔→精铣对两端面，钻、攻对个螺孔→煤油渗漏试验→水腔水压试验。（三）精加工阶段：由数控落地镗床完成精铣对左右侧底面→精铣对两端面总长→精镗对两端面轴

5、承孔，确保两端孔同轴度→装上弯板式轴承座、专用镗轴、镗刀盘，与落地数控镗床主轴连接→精镗中间轴承孔，确保三孔同轴度→工作台转过90°，精铣顶面→精镗四列平行滑道和导向轴承定位孔，保证滑道孔中心与轴承孔中心位于同一平面并且保证垂直度、滑道孔中心与导向轴承定位孔中心同轴度和各列孔心距→钳工交给那个中间轴承孔防转销槽→攻螺孔、除毛刺→内腔水压试验→清洗、整理→最终检验。1.2气缸体加工传统往复活塞式压缩机气缸大都为回转件，每只气缸有一个气缸孔及填料孔，7级精度，一般车床加工可达到。而大型迷宫压缩机气缸外形为长方体结构，尺寸也较大，其各列气缸孔及相对应的填料孔沿中心截面垂直并列

6、布置，填料孔与缸径同轴度要求高，各气缸内表面布满螺纹迷宫密封槽，缸径底部通气孔为多个圆弧面相切而成的腰圆形孔，故迷宫压缩机气缸的机械加工不能依照传统往复活塞压缩机气缸的加工方法来实现。大型迷宫压缩机连体气缸的制造方法主要步骤为：利用普通机床对迷宫机连体气缸进行粗加工；数控落地镗镗对阀孔并铣对腰形通气孔；在五面体加工中心HF-4M上进行关键的缸径与填料孔精加工及迷宫槽的加工。气缸底部通气孔为多个圆弧面相切而成的腰圆形孔。原工艺方案要求设计为铸造成形，但实际发现铸成的通气孔形状虽相似，表面粗糙度及相对位置却有偏差，为此气孔稍留余量由机械加工完成。在生产过程中，设计做了专用球

7、头铣刀，利用数控落地镗由数控程序控制走圆弧插补，铣腰形通气孔，达到图纸设计要求。1.3活塞部件加工迷宫机活塞在气缸中工作时，虽然与气缸不接出，无磨损，但与气缸有相对运动，承受周期变化的气体力与往复惯性力，还受到一定的侧向力，同时由于温度分布不均匀而产生热应力。因此，活塞材料应具有高强度、耐磨性、致密性和比重轻、导热性好及稳定性。活塞上下盖内腔径向截面由多条线段（直线或圆弧）组成，加工时在数控机床上加工型面，由专用样板进行粗、精加工的检测，提高了零件的尺寸及几何精度，并保证了零件的重量要求。活塞外圆螺旋迷宫槽实在部件组装后在车床上加工，保证