СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИНТОВОГО КОМПРЕССОРА Российский патент 1996 года по МПК F04C18/16 

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к винтовым компрессорам.

Известен способ уплотнения зазоров в роторах винтовых и роторных компрессорных машин нанесением на роторы покрытий из суспензии ВНИИ НП-250 ТУ 381470-74, содержащей дисульфид молибдена (Галиахметов И. Г. Селютин А. В. Каргин В. И. Проектирование и исследование компрессорных машин. Казань, 1982, стр. 40-45).

Однако для изготовления роторов указанным способом требуется чистовая обработка роторов, при этом толщина покрытий не превышает 0,1-0,3 мм, прочность сцепления покрытий из суспензий с металлом детали низка.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ изготовления ротора винтового компрессора, включающий обработку цилиндрической заготовки, предварительно нагретой до рабочей температуры ротора в компрессоре. При этом нагрев ротора и поддержание постоянной температуры во время механической обработки осуществляется или в масляной ванне путем прокачки через нее вдоль заготовки горячего масла, или в масляной ванне электрическим током с одновременной подачей охлаждающего масла заготовки, что позволяет обеспечить уменьшение величины зазоров в компрессоре между роторами и роторами и корпусом компрессора (SV а.с. 994800, F04C 18/16, 1983).

Однако при изготовлении ротора указанным способом не всегда удается обеспечить минимально возможные рабочие зазоры в рабочей камере винтового компрессора, высоту микронеровностей (шероховатости) поверхности роторов по причине износа инструмента, погрешностей оборудования для изготовления роторов и др.

Техническая задача расширение технологических возможностей изготовления винтового компрессора и повышения его КПД за счет сочетания механической обработки деталей компрессора с нанесением уплотнительного покрытия и прикатки его, что позволяет обеспечить нулевые зазоры в зацеплении роторов, между корпусом и роторами.

Технический результат достигается тем, что, согласно способу изготовления винтового компрессора, один из роторов изготавливается механической обработкой заготовки с обеспечением расчетных геометрических размеров и требований, согласно технической документации, другой ротор, предварительно изготовленный механической обработкой заготовки, с требованиями к высоте микронеровностей боковой поверхности на уровне черновой обработки с занижением геометрических размеров до 2 мм или без занижения, корпус компрессора изготавливают с соблюдением расчетных геометрических размеров; на боковую поверхность обработанного на уровне черновой обработки ротора (или на один из одинаково изготовленных роторов), на торцевые поверхности обоих роторов со стороны нагнетания, на цилиндрические поверхности корпуса наносят плазменным методом уплотнительное покрытие с последующей прикаткой его на специальном прокаточном стенде и в корпусе компрессора. Покрытие наносится послойно на предварительно обезжиренную, осушенную поверхность детали после струйно-абразивной обработки и предварительного нагрева из термореагирующего композиционного порошка, образующего износо- и коррозионностойкое покрытие, обеспечивающего прочное соединение уплотнительного покрытия с материалом детали и позволяющего компенсировать до 75% величины зазоров в компрессоре; из композиционного порошка типа "металл-твердая смазка", обеспечивающего заполнение оставшегося зазора и позволяющего осуществить прокатку профиля одного ротора (с покрытием) другим ротором (без покрытия) и получением сплошной линии контакта в зацеплении роторов и нулевых зазоров между торцевыми и боковыми поверхностями роторов и корпусом компрессора.

Возможны различные варианты сочетания поверхностей роторов, корпуса и крышки компрессора, на которые наносятся покрытия.

Изложенная выше технология применяется для маслозаполненных винтовых компрессоров. Для повышения износостойкости покрытия на деталях винтового компрессора сухого сжатия покрытие может быть подвергнуто пропитке маслом или полимерным материалом.

На чертеже изображен винтовой компрессор (общий вид).

Винтовой компрессор содержит корпус 1, ротор 2 ведущий, ротор 3 ведомый, крышку 4, покрытие уплотнительное 5. На подготовленные механической обработкой поверхности деталей компрессоров, предварительно обезжиренные и осушенные, после струйно-абразивной обработки и предварительного нагрева наносят послойно уплотнительное покрытие:
из термореагирующего композиционного порошка, образующего износо- и коррозионностойкое покрытие, обеспечивающего прочное соединение уплотнительного покрытия с материалом детали, слоев уплотнительного покрытия и позволяющего компенсировать до 75% величины зазоров в компрессоре;
из композиционного порошка типа "металл-твердая смазка", обеспечивающего заполнение оставшегося зазора и позволяющего осуществить прикатку покрытия.

Прикатка роторов с покрытием производится в прикаточном стенде и корпусе компрессора, что обеспечивает получение профиля одного ротора (с покрытием) другим ротором (без покрытия) и сплошной линии контакта в зацеплении роторов, нулевых зазоров между торцевыми и боковыми поверхностями роторов и корпусом компрессора.

Например, наносились уплотнительное покрытие на боковую поверхность ведомого ротора и торцевые поверхности ведомого и ведущего роторов компрессора 6ВВ-25/9, изготовленных из стали 45, и боковые поверхности корпуса компрессора. После обезжиривания, осушки и струйно абразивной обработки покрытие наносилось на установке плазменного напыления УПУ-3Д плазмотроном ПП-25.

Первый слой из порошка марки НПА-80 с размером частиц 40-160 мкм при силе тока 380-400 А, напряжением 55-60 В, расходе плазмообразующего газа (смеси аргон-водород) 45-50 л/мин, расходе транспортирующего газа 6 л/мин, скорости вращения детали 30 м/мин, скорости перемещения плазмотрона 100-110 мм/мин и дистанции напыления 120-160 мм.

Второй слой из порошка марки АНБ с размером частиц 50-320 мкм при силе тока 400-410 А, напряжении 60-65 В, расходе плазмообразующего газа (смеси аргон-водород) 50-60 л/мин, расходе транспортирующего газа 9 л/мин, скорости вращения детали 30 м/мин, скорости перемещения плазмотрона 140-180 мм/мин и дистанции напыления 100-140 мм.

Уплотнительное покрытие наносилось с припуском под прикатку 0,15-0,30 мм.

Формирование профиля ротора с покрытием проводилось ведущим ротором (без покрытия) в прикаточном стенде до обеспечения плавности вращения роторов и получения сплошной линии контакта в зацеплении и в корпусе компрессора до получения нулевых зазоров между торцевой и боковыми поверхностями роторов и корпусом компрессора.

Таким образом, использование предлагаемого способа изготовления винтового компрессора расширяет технологические возможности изготовления компрессора, позволяет снизить требования к механической обработке деталей компрессора и обеспечить минимальные зазоры в зацеплении роторов, между роторами и корпусом компрессора, при которых существенно снижаются утечки и перетечки компремируемого газа с соответствующим повышением КПД компрессора.

Использование предлагаемого способа возможно при восстановлении ремонтных изношенных деталей компрессора (корпуса, крышки и роторов).

Использование: в компрессоростроении, в винтовых компрессорах. Сущность изобретения: один из роторов изготавливают механической обработкой заготовки с обеспечением высоты шероховатости поверхностей на уровне черновой обработки с занижением геометрических размеров до 2 мм, боковую поверхность указанного ротора, торцевые поверхности обоих роторов со стороны нагнетаний, а также цилиндрические поверхности корпуса обезжиривают, осушают после струйно-абразивной обработки и нагрева, а затем на указанные поверхности послойно наносят уплотнительное покрытие из термореагирующего композиционного порошка и композиционного порошка типа "металл - твердая смазка" плазменным методом с последующей прикаткой покрытия, причем покрытие предварительно пропитывают маслом или полимерным материалом. 1 ил.

Способ изготовления винтового компрессора путем механической обработки корпуса и роторов, отличающийся тем, что один из роторов изготавливают механической обработкой заготовки с обеспечением высоты шероховатости поверхностей на уровне черновой обработки с занижением геометрических размеров до 2 мм, боковую поверхность указанного ротора, торцевые поверхности обоих роторов со стороны нагнетания, а также цилиндрические поверхности корпуса обезжиривают, осушают после струйно-абразивной обработки и нагрева, а затем на указанные поверхности послойно наносят уплотнительное покрытие из термореагирующего композиционного порошка и композиционного порошка типа металлотвердая смазка плазменным методом с последующей прикаткой покрытия, причем покрытие предварительно пропитывают маслом или полимерным материалом.