风机主轴的现场高效检测

2014-08-08郭君渝石小兵

中国重型装备 2014年4期

关键词：端面主轴风机

郭君渝石小兵

(中国第二重型机械集团公司，四川618000)

中国二重自2007年开始以技术引进方式与国外某公司合作制造风机主轴，并逐步实现批量化生产，截至2010年累计制造500多件。

该风机主轴设计精度高、标准要求严，机械加工检验项目共有118项，其中包括尺寸公差78项，形位公差24项。由于生产批量大、检验项目多，要求在确保检验质量的前提下提高检验效率，以确保产品按期交付。本文对主轴重要部分的现场检验进行了介绍。

1 轴径检测

1.1 轴颈尺寸检测

轴径尺寸为主轴安装轴承和联轴器的关键尺寸，主要有∅420g6、∅440g6、∅440r6、∅441r6、∅630r7等尺寸。由于对这些尺寸加工方式均采用“以车代磨”精加工，容易产生尺寸超差，必须逐一严格检测。若采用传统的外径千分尺检测，虽然量具通用性较强，但量具校对费时，操作误差敏感。最终决定采用国外某公司出品的专用数显外径千分尺测量。数显千分尺为1套共4副，每个测量尺寸配备1个千分尺和1个校对架。这种千分尺可沿圆周可自动定位，使用时先将千分尺放在校对架上仔细调整对零，然后再稳固地卡在零件上，读取表头数据。使用专用数显外径千分尺能够精确、快捷地测量出轴径尺寸，大大减少了操作误差，明显提高了检测效率

1.2 轴径形位误差检测。

2 孔系检测

主轴的孔系主要分布在法兰端面上，螺纹孔和光孔主要用于轮毂及其它零部件的联结。由于主轴在风机装配厂只完成部件装配，整机联装需要在风场的塔架上完成，因此对孔系的尺寸和位置度要求均很严格，不允许带“病”出厂。

2.1 螺纹孔及光孔尺寸检测

该风机主轴上各种螺纹孔的设计特点是不仅螺纹精度和配合公差均为6H，而且螺纹深度也有公差要求。这种情况在一般的机械产品设计中是很少见的，给现场检测增加了难度。

2.2 孔系位置度检测

主轴在主机装配厂和风场塔架上能否顺利完成与轮毂、端面键等零部件的组装，与各个联结孔、销孔、螺孔的位置度误差直接相关，所以在出厂前必须严格检验。孔系位置度检测有两种方案可选择，一是在大型三坐标测量机上检测，二是采用激光跟踪仪现场检测。前者设备精度高，检测结果受操作人员技能水平影响较小，但占用时间较长、费用偏高；后者设备移动方便、检测速度快、检测成本低，但检测结果受操作人员技能水平影响较大。综合考虑生产批量、检测周期、检测成本等因素，最终决定在生产线上配置一台Leica AT901-MR激光跟踪仪，专门用于孔系位置度误差检测。

设计要求M20螺孔对A-D轴心线和C端面所确定的理想位置的偏移分别不大于0.5 mm和0.3 mm。首先，根据图纸对M20螺孔要求，以法兰外端面为X-Y平面、以轴径轴线为Z轴，建立X-Y-Z坐标系，如图1所示，并计算出各个螺孔在坐标系中的理论坐标值。检测时，将已精加工的主轴自由放置在专用托架上，用激光棱镜反射球对轴径A、D基准处和法兰外端面多点采样，建立相同的X-Y-Z坐标系。随后采用棱镜反射球或T-Probe检测出各螺孔在坐标系中的实测值，并与理论坐标值进行比较，按照公式Δf=2(Δfx2+Δfy2)1/2计算出各个螺孔的位置度误差。在实际测量中，为了尽量减少螺孔端面处螺纹尖角对于采样精度的影响，专门设计了各种螺孔位置度检验棒，将其旋入要检测的螺孔中，避免了使用棱镜反射球直接对螺孔位置采样。使用T-Probe间接对检验棒位置采样，还能顺利解决“隐藏点浮现”的检测难点。

X坐标理论值为X1=R×sinλ，Y坐标理论值为Y1=R×cosλ。采样后得到坐标实测值Xs、Ys，计算得出坐标值偏差Δfx=Xs-X1，Δfy=Ys-Y1，最终计算得出M20螺孔位置度误差Δf=2(Δfx2+Δfy2)1/2。

3 表面粗糙度检测

该风机主轴对表面粗糙度的设计要求比较特殊，主轴某些表面不是按传统方式加工的“越光越好”，而是控制在一定的范围内，例如∅630r7、∅440r6外圆要求为Rz3.15 μm～Rz6.3 μm。如果采用常规目测方法或利用粗糙度对比样板，不易判定加工是否合格。现场使用Marsurf PS1粗糙度测量仪检测精加工表面，能够准确测量出主轴表面粗糙度。