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我国螺杆制造技术的发展趋势

信息来源:gkong.biz  时间:2008-10-10  浏览次数:114

  近15年来,螺杆在我国空压机、冷冻机、工业泵、塑料机械中的应用越来越广泛。在制造设备方面,开始进口英国Holroyd公司的2AC、5AC螺旋转子铣床及其配套设备(总数10余台),90年代国产螺杆铣床及其配套设备开始供应用户。我国不但在设计技术上与国际先进水平有差距,在制造技术上也很落后,严重制约了我国上述四大类机械产品在国际和国内市场上的竞争力。为此,应该尽快追踪国际先进制造技术的发展趋势,使我国螺杆制造技术和产品质量早日达到国际发达国家的水平。
  1 压缩机螺杆
  空压机螺杆和制冷压缩机螺杆,在使用中介质和工况有差别,但材质、热处理、尺寸、型线设计等方面有许多相似处,因此台湾复盛公司和汉钟精机公司的产品都是横跨空压机和制冷机两个行业,西方许多公司也是如此。目前国内许多制冷空调器厂家都明确表示螺杆制冷压缩机不自制,立足外购。因为形成螺杆制冷压缩机的成批生产能力,约需要3000万元投资,这对许多厂都是不经济的。我国已经有10家空压机厂和8家制冷机厂(含台湾复盛、汉钟精机)具备螺杆成批生产能力。纵观美、日、德、英、意等国有名气的螺杆压缩机制造公司,每个国家也就3~7家。因此,我们不应再盲目增加螺杆压缩机制造厂家的数量,而应在提高螺杆设计制造质量,扩展品种、规格,扩大产量、降低成本和售价等方面狠下工夫。
  压缩机行业目前主要是照搬国外个别公司的现成工艺。英国Holroyd公司是一家历史悠久的螺杆及机床制造公司,据介绍年产螺杆10万副,供应世界各国。该公司近年已顺应世界潮流,开发了TG150E和TG350E螺杆磨床。
  因此,我国压缩机螺杆制造技术及生产布点应适应以下的发展趋势。
  (1)用精磨代替精铣 铣削能达到的型线精度和表面粗糙度是比较低的,随着螺杆型线尺寸及形状精度要求的提高,精铣已很难达到设计要求。粗糙度也直接影响螺杆副的使用寿命。因此全行业应逐渐过渡到以精磨代替精铣。
  既然粗铣后还有精磨,因此粗铣后螺杆型线的尺寸形状精度就不必要求过高,粗铣机床的精度及档次可以降低,进口每台高达50~70万美元的螺杆铣床作为粗铣机也就没有必要了。目前国内许多厂家采用Holroyd公司的2AC、5AC机床作粗铣机床是十分不经济的。今后发展的典型工艺路线应该是:
  ①粗铣(例如采用青海第二机床厂的QH2-029、QH2-053螺杆铣床或其他自制铣削设备)。
  ②调质或局部硬化处理。
  ③精磨(例如采用德国Klingelnberg公司的HNC35SL螺杆磨床、英国Holroyd公司的TG150E或TG350E螺杆磨床、意大利SU公司的螺杆磨床、汉江机床厂的螺杆磨床等。视各厂的螺杆精度、产量、经济实力而定)。
  (2)螺杆空压机厂制造系列制冷压缩机,供应制冷空调设备厂家 我国几十家制冷空调设备厂新增螺杆制冷压缩机的生产能力是极不经济的,因此唯一的出路是有螺杆压缩机生产能力的10家空压机厂开发系列的螺杆制冷压缩机供应国内需求,否则大量进口国外螺杆制冷压缩机的势头将无法遏制。
  2 工业泵螺杆
  工业泵用途广泛,介质和工况各异,因此只组织少数工业泵厂满足石油、化工、电力、船舶、采矿、食品、医药、环保、橡胶、塑料等众多行业的各种需要是不可能的。因此目前全国30余家螺杆泵厂,虽然有的年产量只有几百台,有的品种只有几台、几十台,应该说这是市场历史上形成的,也是合理的。但是要求这30余家螺杆泵厂都具备完善的螺杆制造设备和成批生产能力,显然是不经济的。因此我国工业泵螺杆的生产亟需组织专业化生产厂。
  工业泵螺杆专业厂应配备目前国内外最先进和最实用的各类螺杆加工设备、热处理设备和产品质量检测设备、完善的螺杆副试验设备。螺杆设计图纸可以由主机厂提供,也可以由螺杆专业厂在其生产的系列产品中推荐。这样我国的工业泵生产将走上更迅速的发展道路,大量的进口产品将逐渐由国内产品所取代。
  工业泵厂的螺杆制造更应以精磨取代精铣,因为工业泵螺杆往往需要淬硬,因此精铣在淬硬前进行,热处理后的变形只有用精磨才能消除,否则螺杆副的啮合精度很低,泵的性能必然很差,螺杆副的转子寿命也很短。
  3 塑料机械螺杆
  我国塑料机械工业是从轻工、化工等行业中的机械厂发展起来的,因此与传统的机械厂有差距,一般设备条件较差,工艺落后。
  塑料机械螺杆的制造技术呈现出以下的发展趋势:
  (1)对于直径较大的螺杆,在锻造工艺允许的条件下,尽量采用锻造毛坯。我国螺杆直径标准:D=30、45、65、90、120、150、200、250、300(mm)。
  (2)螺杆在加工工序之间和成品存放过程中一律采用吊装方式。
  (3)螺杆的典型工艺今后应该是:锻坯→车削→粗铣(例如采用青海第二机床厂的SB6332、SK6332A半自动或数控螺纹铣床、意大利Saporiti公司的螺杆铣床)→热处理(淬火)→外圆磨削→数控螺杆磨削(例如采用瑞士Reishauer公司的RG系列螺纹磨床、英国Matrix公司螺纹磨床、德国Karstens公司的螺纹磨床、意大利SU公司的螺纹磨床和汉江机床厂的SK7432、SK7450数控螺纹磨床。视各厂螺杆的精度、结构特点、产量和经济实力而定)→布轮抛光(设备采用普通数控车床)。
  (4)取消砂带抛光,采用布轮抛光可以改善生产环境,并保证不破坏精磨后的螺杆尺寸、形状精度,更进一步减小螺杆表面粗糙度值,增加螺杆的使用寿命。
  (5)热处理后应仔细检查金相组织及硬度分布。螺杆精磨后应用专门设计的螺杆动态精度检验仪全面检查螺杆的尺寸和形状精度。只采用三坐标测量机进行静态检查是不全面、不科学的。
  (6)目前遍布全国的众多塑机螺杆专业厂大都设备简陋、产品质量低劣,应进行大力整顿、改造。原机械部滚珠丝杠专业厂(例如南京工艺装备厂、汉江机床厂昆山分厂等)如能利用现有设备和技术生产塑机螺杆,将会大大缩短我国精密塑料机械的研制过程。
  4 螺杆的质量检测和性能测试
  (1)压缩机、工业泵、塑料机械中的螺杆全部为回转体,因此其尺寸和形状精度应该在回转状态(动态)下进行检测。过去,由于量仪开发落后于工业产品开发,因此国外也是用三坐标测量机检测的。现在国内外都开发了数控测量中心(例如德国Klingelnberg公司的PNC65、Mahr公司的Primar测量仪,国内的双频激光动态丝杠测量仪、数控齿轮测量中心等),可使螺杆在回转状态下,测量全部尺寸、型线等的几何形状精度。即使是螺杆成型铣刀的刀口曲线也可快捷、方便地测出。因此,原有一些机械靠模、光学或三坐标测量仪静态测量的方式和仪器应作根本性的改变。
  (2)应强调对螺杆内在质量(金相组织、硬度、机械性能等)的检测和控制。
  (3)螺杆副啮合精度的检测(间隙及其均匀性、回转精度等),过去没有适用的仪器。现在成都工具研究所已开发了螺杆副精度检查仪,可以高精度自动检测、记录螺杆副的回转精度及其间隙的均匀性。
  (4)压缩机、工业泵螺杆副的寿命、振动测试和塑机螺杆副的压力、料温、功率消耗、寿命等性能测试,过去普遍未予重视,设有螺杆副性能测试室的工厂极少。这些产品性能测试工作只在国内少数大学和研究所的实验室里进行。今后螺杆专业厂和行业骨干厂应逐渐增设螺杆副产品性能的测试室或实验室。国外的一些大公司是很重视产品性能测试的,在这方面投入大量资金和人力,以保证产品不断更新换代。

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