“国家砝码”基石 大型压缩机组主轴工艺研发

  由沈鼓集团研制的国产10万等级空分装置用空气压缩机组享誉世界,而沈阳透平机械股份有限公司(以下简称为“沈阳透平机械”)研发的加工方法,为压缩机主轴提供了安全、高效、创新的制备工艺,并荣获了第二十二届中国专利优秀奖。
 
  8月5日,专利发明人讲述了获奖专利技术的来龙去脉。
 
  关键核心技术不能受制于人
 
  研发10万等级空分装置用空气压缩机组,超大尺寸空心主轴高精度加工技术成为技术突破的重中之重。作为沈鼓集团子公司,沈阳透平机械承担了压缩机主轴研发任务。获奖专利发明人、高级工程师、时任沈鼓集团透平工艺部加工室主任、现任沈鼓集团安检公司客户服务部副部长的薛吉全程参与研发。他告诉记者,十万空分压缩机是我国研发的第一台轴流加离心压缩机,轴流叶片和离心叶轮共轴,势必形成主轴超长、质量超重的“顽疾”。全新的主轴既要克服长与重带来的诸多问题,又不能影响运行稳定性,制造难度之大可想而知。
 
  由国外厂家外协生产加工是一种思路,但每个主轴高达320万元人民币的报价和长达10年的外协加工合同,令企业深刻感受到,关键核心技术不能再受制于人。他们决心开展自主研发,尽快突破“卡脖子”难题。
 
  “从2015年初开始,我们用了近2年时间,通过不断试验攻关,攻克了种种技术难题,形成了一整套压缩机空心主轴加工方法,并申报了国家专利。”薛吉对专利技术的发轫和发展过程印象深刻。
 
  夜以继日突破多项加工方法
 
  全新设计的主轴长7.8米、质量达30吨,采用空心分段结构。形成一个整体后,必须保证主轴的外圆与已经无法测量检验的空心内孔的同轴度保持一致,稍有偏差就将使主轴产生巨大的不平衡量,从而导致机组在运行时产生振动。“主轴每秒转动60转以上,如果产生不平衡量,后果不可设想。”薛吉说。
 
  面对诸多技术难题,沈鼓集团透平工艺部加工室科研团队夜以继日,在数不清的试验中逐步推进,加工方法逐渐成形。他们研发出立式、渐进式车铣复合加工方法,满足了空心段阶梯内孔同轴度要求;采用递进式基准转换方法,实现整个主轴的同轴度控制。同时,他们推出大尺寸分段式主轴连接销孔的高精度加工方法,实现各轴段销孔分体加工一次合格,进而最终保证主轴的一次加工合格。
 
  主轴及压缩机一次合格完成
 
  大型空分装置国产化,沈鼓集团职责在身,势必冲锋在前。压缩机空心主轴加工方法的问世,令10万及10万以上空分压缩机机组国产化驶上了快车道。我国首台10万空分压缩机机组主轴、首台10.5万空分压缩机机组主轴均一次加工合格,机组在大型煤化工项目应用后运行稳定。
 
  薛吉介绍,沈鼓集团大型空分压缩机组研制成功后,国外企业不得不大幅压缩大型空分压缩机的报价,单台套从1.7亿元人民币降至1.1亿元左右,沈鼓集团国家“砝码”作用彰显无疑。他举例说,某个使用12台大型空分压缩机的煤化工项目,从国外采购了11台大型压缩机,仅压缩机进口成本就比沈鼓集团大型空分压缩机研制成功前节约了约7.5亿元。
“国家砝码”基石 大型压缩机组主轴工艺研发

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