數控銑床銑削高速葉輪不平衡量的工藝阻礙中央空調品牌質量發展因

摘要： 闡述了葉輪單體進行動平衡校正的必要性，分析了采用磨削去除葉輪不平衡量的缺點 , 簡介了葉輪的平衡校正原理，通過對葉輪不平衡量進行環帶換算，并利用數控銑床進行銑削的研究，總結出提高葉輪表面平衡去重質量和效率的一種有效的方法。
關鍵詞 ： 離心式壓縮機 ； 葉輪；數控銑削；不平衡量
中圖分類號： TG547 文獻標識碼：B
文章編號： 1006-8155（2007）06-0047-03

The Technology of Numerical Control Milling for Unbalanced Quantity of High-speed Impeller

Abstract: The paper specifies the necessary of transient equilibrium adjustment for single impeller and analyzes the disadvantage of adopting grinding method to erase unbalanced quantity of impeller. Furthermore, the balanced adjustment principle of impeller is also introduced in this paper. An effective method for improving the mass and efficiency in impeller surface balance is concluded, which is based on the annulus conversion with impeller unbalanced quantity and the research on milling by using numerical control machine.

Key words: centrifugal compressor; impeller; numerical control milling; unbalanced quantity

0 引言

　　離心鼓風機和壓縮機的焊接葉輪，按有關規定，要求每個葉輪必須進行超速試驗。通過試驗，檢查葉輪單體的焊接質量及材料是否符合要求，保證產品使用安全 , 同時也是釋放葉輪內應力的手段之一。為了保證葉輪能夠順利地進行超速試驗，故在超速前，必須對單個葉輪進行動平衡校正 ( 也為將來轉子的動平衡校正做必要的預平衡 ) 。

　　傳統的葉輪動不平衡量去除方法為手工磨削，這種去重方法存在以下缺點：第一，手工打磨表面質量不高，造成前期精加工完成的葉輪因表面產生人工磨痕而極不光整；第二，平衡效率較低 , 對操作者的要求比較高；第三，當磨削量較大時，存在工人勞動強度大、粉塵污染嚴重等缺點。為了提高葉輪的去重效率及外觀質量，降低操作者的勞動強度，做到清潔生產，結合公司現有設備的能力，對在數控銑床上環形銑削高速葉輪不平衡量進行了一系列的工藝研究，效果顯著 , 已應用于產品上，是一種比較先進的去重方法。

1 葉輪動平衡介紹

1.1 葉輪不平衡的機理 [1]

　　由于材質不均勻、加工誤差、組裝偏心等原因，導致葉輪發生質心偏移，造成了葉輪在旋轉過程中不平衡的振動。

1.2 葉輪的動平衡原理

　　由于單個葉輪無法在動平衡機上完成動平衡校正，所以要設計動平衡工裝 ( 見圖 1) 。動平衡工裝首先應進行動平衡校正，高于葉輪的動平衡精度。利用工裝軸將葉輪架在平衡機兩端的滾輪上，葉輪為雙面校正，分別為輪盤和蓋盤。

　　平衡校正 [2] 就是對轉子所存在的不平衡量進行測量和修正的過程，對轉子不平衡的測量是通過測量平衡機支承工程的振動或其所承受的動載荷進行的。首先由傳感器將不平衡振動（或支承動載）變成相應頻率的電信號，經過濾除處理以及對信號進行必要的放大或衰減，最后才能從顯示裝置中讀出不平衡量值的大小及所在的相位，經過計算在葉輪的重點位置進行去重，滿足葉輪的動平衡要求。

2 環形去重量的換算

根據平衡機顯示屏中各校正面的不平衡量及相位，可將其通過換算轉化為等厚度環帶形狀，左右兩端光滑過渡 ( 見圖 2) 。圖中 R 為環帶外徑， r 為環帶的內徑， S 為環帶的重心， e 為重心 S 到葉輪圓心的距離， α 為環帶圓心半角，且 α ≤ 45 °。

根據公式

　　式中R 、m 1 、h的值已知，存在兩個未知數r和α，根據α的取值范圍及銑刀的規格進行優選。如給 r 一設定值，即可算出α值，如α值超出范圍，則調整r 值，直到r 和α均滿足要求為止。

實際上，以上的計算均可在計算機上完成，既簡便又準確。

3 銑削程序

根據去重環帶的參數 R 、 r 、 h 、 α ，即可對數控銑床進行編程。各種規格葉輪的輪盤及蓋盤的型線各不相同，利用專用軟件中的繪圖功能可以很方便地在計算機上畫出輪盤或輪蓋的型線及去重環帶圖形。然后再利用自動編程軟件，選擇合理的參數可自動生成加工軌跡。最后再在屏幕上進行軌跡動態仿真，以此確定軌跡大體是否正確，利用后置程序自動生成加工指令程序。通過配套的通訊軟件直接輸送到機床數控工程中指導零件的加工。

下面列出某一葉輪去重的銑削程序：

%

O0000

N100 G21

N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90

( 12. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 12. )

N104 T1 M6

N106 G0 G90 X-26.779 Y123.122 A0. S1273 M3

N108 G43 H1 Z50.

N110 Z15.455

N112 G1 Z10.455 F3.

N114 X-25.363 Y123.421 Z10.454 F203.7

N116 X-26.859 Z10.419

N118 X-26.939 Y123.72 Z10.383

N120 X-23.861 Z10.454

N122 X-22.253 Y124.019

N124 X-23.384 Z10.431

N126 X-27.019 Z10.347

4 效果及誤差的修正

銑削后葉輪表面規整光滑。因葉輪與平衡工裝是間隙配合，試驗結果表明：葉輪去重時平衡工裝不能拆卸，否則不準確。另外，由于銑削及平衡機誤差等相關因素的存在，去重后會出現少量的偏差，用精磨頭在葉輪的流道或外圓面微量修磨即可，不影響外觀質量。

5 結束語

采用在數控銑床上銑削葉輪動不平衡量的方法，從計算到編程都很簡便準確，使葉輪的去重效率及外觀質量明顯提高。但是，最終目的是要保證轉子表面的去重質量，所以，后序轉子的動平衡就不能再在葉輪的前、后盤上去重。這就要求在主軸以及葉輪上設有配重槽，作為轉子動平衡時配重用。隨著科技的不斷進步發展，高精度、高效率的機加方法將成為主要的去重手段。實踐證明：數控銑床銑削高速葉輪不平衡量方法，對提高轉子的表面質量具有重要的實用意義。

參 考 文 獻

[1] 張碧波 . 設備狀態監測與故障診斷 [M]. 化學工業出版社， 2004.

[2] 王漢英，等 . 轉子平衡技術與平衡機 [M]. 機械工業出版社， 1988.

[3] 孫桓 . 機械原理 [M]. 高等教育出版社， 1982.

中央空調在世界上已有百年的發展歷史，在中國也有20多年的應用時間，上世紀90年代，長期以來，活躍在國內中央空調市場的幾乎是
中央空調在世界上已有百年的發展歷史，在中國也有20多年的應用時間，上世紀90年代，長期以來，活躍在國內中央空調市場的幾乎是清一色的外國軍團。目前內資品牌的發展速度越來越快，更多的中國制造占據著市場。

中央空調的發展首先是要看質量，質量不過關任何企業都難以生存下去，而影響中央空調質量的因素還有很多，中央空調產品的質量、安裝、設計以及后期維護，任何一個環節都有可能影響到中央空調最后的使用效果，這期間任何一個環節出現問題，都可能造成消費者質疑中央空調品牌的質量。

第一，質量方面。而影響產品穩定性的因素也很多，不同的品牌在產品在生產過程中涉及的工藝、選材都不一樣，在穩定性方面也會呈現出不一樣的特點；一些小品牌為了能夠低價出擊市場，在選材上做文章，通過偷工減料來換取利潤空間，影響了整個市場的有序發展；物流運輸不當也可能對產品造成破壞從而導致產品不穩定，因為在運輸過程中，裝卸不當，碰撞等等都可能對中央空調造成不可逆轉的損傷從而影響中央空調質量。

第二，安裝方面�！叭�分靠質量，七分靠安裝。”這是中央空調行業的一句俗語，其中也折射出了安裝對于中央空調產品的重要性。據了解，中央空調安裝包含多方面的內容，也涉及到很多的細小環節，每一個環節在安裝時出現偏差都有可能影響中央空調的使用效果。

其中安裝不合理導致的故障有：電控工程故障；制冷工程故障；水路故障；壓縮機故障；管道安裝上為了節省材料。

第三，設計方面。設計也是關系到中央空調使用效果的一個重要環節，目前中央空調市場上設計不合理的現象也大為存在。管道設計不合理、不標準配置等都是影響中央空調使用效果的重要因素。

目前的建筑設計不合理，會影響中央空調的效果，室內設計不合理，房間設計層高國小，管路過不去，影響到中央空調使用效果，而一些中央空調安裝設計師對中央空調不熟悉，只注重美觀，這極大的影響了中央空調的使用效果效果；配置不標準。在設計方面，不同的客戶需求，不同的場地，行業內都有不一樣的標準。行業惡性競爭的前提之下，不標準配備也容易出現，根據不同的要求設計不同的配備，但是有些設計好的配置卻根本達不到客戶的要求。

第四，維護方面。由于每個中央空調的工作的環境不一樣，污染系數也不一樣，受到的影響，產品的磨損程度也會不一樣，“后期維護很重要，比如湖南水質容易結垢，就需要定期進行后期維護�！备窳Φ膮切≡平Y合湖南的市場環境談到。因此對于中央空調產品而言，維護保養很重要。目前中央空調行業維護還需要加大力度，目前國內一些民族品牌中央空調都沒有進行定期維護，而是等到中央空調出現故障的情況下再進行維護。

后期維護不到位會影響中央空調的使用效果，而做好后期維護對于中央空調品牌而言則是雙贏的收獲。后期維護是一個巨大的市場，開利、約克等歐美品牌都通過提供專業的后期維護來擴大市場。業內人士表示，像約克的產品，幾乎40%的生意來自后期維護，在后期維護等服務方面的收益也為約克帶來了很大的收益，同時，這樣的后期維護不斷創造收益同時也促進的品牌的發展。據了解，格力、志高、格蘭仕、歐科等品牌也在致力開拓這一片市場。

中央空調的健康發展，企業應該把握好這四個方面，提升產品核心技術，規范安裝和設計市場的發展，出現詳細行業標準，提高后期維護質量，多樣化維護服務方式。通過行業的共同努力，消除不利因素，使國內中央空調市場越做越大。