石化装置机泵转子超薄定位调整垫片磨削加工的技术攻关

石化装置机泵转子超薄定位调整垫片磨削加工的技术攻关

宁德君

（锦西石化公司机动设备处，辽宁省葫芦岛市  125001）

摘要：在石油石化行业装置的机泵转子调整过程中，高精密垫片为常用调整配件。垫片的材质为碳钢，表面质量和平行度有很高的要求，通常采用车削加工后，磨床磨削达到使用要求。本文通过阐述超薄垫片（垫片厚度≤3mm）自主开发研制加工的四个创新点，以及如何通过自主研发了磁力限位平台，该平台是由工字型基准块、强磁基准块、调整垫片、限位基础座、限位挡环等零部件组成的过程，来详细论述如何自主解决了超薄垫片自行加工的难题，从而为此项机加工难题找到一个解决问题的方法，从而可以在同行业中大力推广，大大提高工业化机加工的效率。

关键词：超薄垫片；创新点；自行机加工；推广应用

1、前言：

在石油石化行业装置的机泵转子调整过程中，高精密垫片为常用轴向调整配件。垫片的材质为碳钢，表面质量和平行度有很高的要求，通常采用车削加工后，磨床磨削达到使用要求。但在加工一些超薄垫片（垫片厚度≤3mm）时，磨床的工作台磁力不足以定位锁紧工件，无法进行磨削。现使用的超薄垫片都是采用以车代磨的方式，加工质量与磨削方式相比存在一定差距。此为生产中急需解决的难题。

2、超薄垫片自行加工方式的设计

针对如何制作专用夹具来实现超薄垫片的固定，共总结出27个创新方案中的6项方案进行实施试验，最终确定一个方案为最佳方案。该方案主要是能够提供超过磨床工作台的磁力，能够限制超薄垫片在水平方向上的位移。

2.1首先先筛选了一下磁力系统

2.1.1利用磨床原有电磁

经过我们的比对后，发现想通过磨床原有的电磁来限制超薄垫片的位移，此方法行不通。

2.1.2利用整块强磁

整块强磁的设定我们认为是可以的，但是通过我们的调查后发现，整块强磁的加工难度过大。

2.1.3设计工件布满强磁

因为整块强磁的加工难度过大，我们只能通过制作加工工件，将几块强磁汇集在一起，实现磁力的叠加。

2.1.4采购额外电磁

因一些特殊原因，并没有实现电磁的采购工作，市面上通用的电磁铁的磁力甚至比不上磨床原有的电磁。

2.2自行加工工装的演化

2.2.1初始工装仅能满足一种规格的超薄垫片加工，如需加工新尺寸垫片需重新制作工装，通用性差。

图1  初始工装

2.2.2在初始工装基础上，通过调整紧固螺栓的方式，实现了多尺寸超薄垫片的加工，但废品率仍在50%以上。

图2试装工装

2.2.3在试装工装基础上，通过增加限位环来实现固定超薄垫片，实现了多尺寸超薄垫片的加工。

图3升级工装

2.2.4在升级工装的基础上，通过调整紧固螺栓的方式，改进成功后，预计超薄垫片优品率提高75%。生产效率提升55%。

图4完成工装

3、超薄垫片自行设计的创新点

超薄垫片自行设计，共有四个创新点：

3.1夹具提供的强磁力保证了超薄垫片的稳定性，提供了足够加工的力；

3.2通过夹具结构的巧妙设计，解决了超薄垫片水平方向限位的难题；

3.3通过不同规格限位挡环的更换，可实现不同直径规格超薄垫片的加工；

3.4磁力源可拆卸调整或应用于其他场合。

限位挡环                             工字型基准块

   磁力块                            强磁基准块

图5  最终工装的主要零部件

3.5超薄垫片工装安装

将工字型基准块、强磁基准块、调整垫片通过螺栓连接，组装成超薄垫片磨削的强磁平台基准面。限位基础座用来限制组装好的强磁平台基准面，通过螺栓安装好限位挡环，限制超薄垫片磨削过程中水平方向的位移[1]。组装完毕后，安装超薄垫片进行磨削加工。通过专用工装的设计，设计磁力限位平台，在增大磁力的同时，通过限位基础座和限位挡环来实现加工垫片的固定，利用磨床对超薄垫片进行加工，满足现场的需要。

图6  最终装组装图

3.6超薄垫片加工过程

3.6.1将限位基础座安装到磨床平台的加工区域。

3.6.2将强磁平台基准面装配到限位基础座中，保证上基准面水平。

3.6.3将待加工的超薄垫片安装在强磁平台的上基准面上。

3.6.4利用限位挡环和胶锤调整超薄垫片的正确位置[2]。

3.6.5磨床锁紧，完成超薄垫片的磨削加工。

图7超薄垫片加工平台

3.7超薄垫片的加工成品

    在工装加工完成后，我们针对不同尺寸的垫片进行了试加工，并对每一个加工后的垫片进行了验收，保证加工完成的垫片尺寸满足设计要求，平面度不大于0.02mm，加工垫片的厚度差在（0～0.02mm）之间，成品率达到85%，生产效率提高60%。超过我们预期的超薄垫片优品率提高75%，生产效率提升55%的目标。解决了该项目难题。

图8  加工完成的垫片

4、超薄垫片的应用推广

4.1以往离心压缩机组的检修中，需要在检修末期确定好轴向窜量后，加工调整垫片[3]，因外委加工，工期最少2-3个工作日，影响检修进度。

4.2因为以往调整垫片的加工都是外委施工，需要额外支付施工费用，现可实现自主施工，节省外委施工费用的同时，还缩短了加工工期。

4.3经过粗略统计，2021年11月-2022年10月，公司共计检修115台高危泵，其中使用超薄垫片双支撑机泵80台，按2000元/件外委加工费用算，共计 32万元。还可保证安全生产和保障装置安全平稳运行，缩短关键设备检修工期，间接创造效益明显。

5 结论

机泵转子超薄定位调整垫片磨削加工，操作简单方便，对工人技术水平要求较低，降低劳动强度的同时避免了外购周期长的不利因素，仅需4小时便可实现超薄垫片的加工，较外购加工期降低2-3天。有效解决了机泵检修周期长的问题，保障了装置的平稳运行。此外，工具制作简单，成本低，已全面推广应用于生产，由此可见该项攻关技术成果具有很强的使用性。

参考文献

[1]宋天民.炼油厂动设备[M].中国石化出版社，2009.2.

[2]萧开梓.化工机器安装与检修[M].中国石化出版社，1999.6.

[3]胡安定.石油化工设备维护检修技术[M]. 中国石化出版社，2011.1.

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