压缩机辅机换热器制造难题排解

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压缩机是各行各业不可缺少的重要设备之-，目前，国内外生产的各类压缩机，均向大功率、高压比、高效率、集约化方向发展。随着气体压缩比的不断提高，大容量、高压比的压缩机不断产生，使压缩机向大型化发展。由于在压缩机高、速运转中，产生大量热量，使气体温度提高，由于受气体的物理特性的影响，体温度提高、体积膨胀，使压缩气体的重量下降，压缩机工作效率极大的降低，因此，在压缩机设计制造中，进出气体温度的高低是影响气体压缩比的-个重要参数，所以在各类压缩机运行体系中，均增加了庞大的辅机系统，用于降低气体的进出温度、减少气体脉动冲击和气体的含水量等改变气体的特性，以保证压缩机具有较高有效的气体压比、提高机械效率及高压气体有效的重量。

在各类辅机中，换热器是保证压缩机性能效收稿日期：2013-02-0442l 瓣 慰率的-个及其重要环节，换热器承压能力的高低及换热效率高低是衡量压缩机制造技术的-个重要指标。在主机参数不变的情况下，提高换热器效率是提高压缩机性能的重要手段之-，由于化肥工艺流程中的压缩机需要较高的压力及流量，- 般在 16MPa以上，普通管壳式换热器很难满足要求，就是满足要求，将造成换热器结构庞大，制造费用上升，经济效益较低，因此往往采用高压性能优越、安全系数高的，套管式冷却器或淋洒式冷却器，由于淋洒式冷却器具有耗能高、不易清洗的缺陷，因此很多采用清洗方便、互换性强的套管式冷却器，保证压缩机的效率及气压比，为化肥制造系统提供有效的高压气体。

根据HG/T 2650-201 1水冷管式换热器标准，套管式冷却器结构形式为：内管、外管、u型管连接。内管路连接采用螺纹法兰连接，密封形式采用 10#椭圆垫密封，外管路采用封闭的水循环冷却系统冷却，具有耗能低，安全环保等优点，2013年02期(总第238期)-制 造在高压气体体系中被广泛使用，但由于压缩机气体流量较大，压力较高，要求气体通道直径较大，- 般均采用厚壁管作为内管为换热元件，其中大直径螺纹 u型管的加工为加工难题。我单位生产各种规格 u型管，其中典型的是b127x21螺纹 u型管 ，如图 1所示 。材料 20#钢管 ，两端为M125x4-6g螺纹连接，其中M125x4-6g螺纹及密封端面0.8的粗糙度等要求加工精度较高，保证成型后的加工精度是工作重点。

图 12 常用加工方法的分类及特点换热器螺纹 u型弯管的加工有热、冷两种加工方法。

2.1 热jta-r的特点当采用热加工的加工方法时，如果先加工两端螺纹及密封面后热煨 U型管，容易导致螺纹受热变形，质量精度达不到要求。其合理的工艺安排应为：先热煨制 u型弯管后加工螺纹及密封面。

但u型弯管热弯后，回转半径近700 mm，需用专用工装车削两端螺纹及密封面，致使专用工装体积庞大，需大型加工设备，-般设备满足不了螺纹加工要求。

- 台冷却器通常有 14-17个螺纹 u型管，冷却器年产 6台以上，数量较大，且无大型加工设备，外协加工成本较高。因此，在实际生产中，经常采取拼接的方法加工：先热煨制 R265的u型管，手工气割修磨坡口或坡口机加工坡口，另加工两端直边段的螺纹部分，最后3部分拼焊而成。

拼接弯管产生以下不足： (1)因弯管弯制需留有-定的直边段，煨制后去掉. 浪费了原材料；-2013年02期(总第238期)(2)u型管采用拼接成型，u型管质量有所下降，且外观不好 ； (3)增加的两道焊缝必须进行100%射线检测 ，增加制造成本。这样的产品发往用户后 ，由于外观不好 ，用户很不满意，目前还有不少厂家这样生产。

2.2 冷jn-r的特点冷加工的常用加工方法分为绕弯和压弯。绕弯的特点：管径较大，需大型弯管机设备投资较大。压弯的特点：螺纹 u型管回弹较大，常规模具难以保证u型弯管 180。尺寸。

3 使用油压机压制的方法加工换热器的螺纹U型管针对 u型弯管的特点，为提高产品质量及外观要求，我们研究采用先加工两端螺纹及密封面，后冷弯 u型管的加工方法。由于 u型弯管弯曲角度为 180。，考虑到弯管冷弯后回弹，要求弯管压制角度必须大于 180。，关键问题是 u型弯管的模具设计，以及弯管的回弹补偿。现有的弯管模具结构难以解决要求 ，需采用新的结构形式来满足u型螺纹管压制要求。

3.1 模具设计理念我们设计了-套 U型管压制模具，采用油压机进行压制，解决冷弯后补偿问题。该机构采用上下模联动结构形式，对弯管进行压制。由于模具外形尺寸决定螺纹 u型管的几何形状及尺寸，所以，模具外形尺寸设计是否准确合理很重要，首先进行模具计算。由于不同材料的钢管的弹性不同，必须根据不同材质规格计算出煨制 u型管的回弹量。

3.2 回弹量计算3.2.1 符号p--管子回弹前弯曲半径p --管子弯曲半径E--弹性模数- - 回弹后的弯曲角p～--相对半径3.2.2 公式totto/D021/1270.165>0.095 黔- ～-～-不考虑起皱因素，无需芯棒及顶推弯管首先确定回弹前的弯曲半径 (即模具上的弯曲半径)p 、pp /[12m(w /E)P- ]P /Do265/1272.016当P ≤10时，按经验公式确定p(0.96～0.98 ，当JD 较大时取小值。

此u型管模具p 265，系数取0.955，所以 p0.955x265 253上模中径 西253x2506确定回弹角度13/OlOd /[1-2m(w /E - 按经验公式确定OOt -△ △ AolI r0.05a当Do>83时，△ 为 4～5。管材冷作硬化较大，取AoI'5。

3.3 模具设计特点其模具结构见图2，上模由接盘与接板和煨型轮组成。煨型轮为多半个回转体，在上模体上伸出2个手臂，做为下模联动的动力。如果按常规设计，回弹角的问题不能解决，达不到图纸要求(敞口)或无法退料。因此，将下模设计成具有补偿功能，由两个转动的靠模组成，靠模安装在靠模体上与模具底座用轴连接可向内摆动。两个靠轮用连杆及联接板联结成-个联动机构 ，当上模进行下压时，下目轮绕着靠轮轴旋转。钢管在靠轮的限位作用下发生变化达到弯管作用。当弯管相对位移到下模所规定位置后，上模体伸出的两个手臂开始发挥作用，带动联接板下移，由于联接板与连杆联结，连杆带动靠模体绕固定轴发生转动，带动弯管绕上模变形。达到预先计算的弯管回弹角时，停止下移，拉动上模回位，弯管在应力作用下回弹，由于弯管实际弯制时其角度达到 195。，回弹的角度达到图纸要求。

依据生产零件图纸要求确定处模具具体尺寸，并生产出合格的散热器螺纹 u型管，通过对产品44l 瓣 ，1.接板 2.调节块 3.上模 4.底座 5.靠模体 6固定轴7.联接轴 8.联接板 9.连杆 10.靠轮轴 1 1.靠轮图 2检验，达到了设计图样的要求及预计的效果。

4 结论由于我们采用专用模具加工的u型弯管达到图纸技术要求。保证了换热器的生产制造，顺利完成了压缩机的辅机制造 ，目前已有多台该种类产品出厂 ，该种换热器零件的工艺顺序 以及专用模具均经过了实际检验。为压缩机的辅机制造提供技术保障，经实际生产检验，先加工两端螺纹，后使用专用模具冷弯 u型管的加工方法在压缩机辅机制造中是-种经济、高效的加工方法，解决了辅机生产制造中的技术障碍，保证了换热器的生产制造周期，提高了产品质量。