CN1022386C - 环状工件的液压胀形装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环状工件的液压胀形装置，更适用于发电机护环的胀形强化。它是对现有减压法液压胀形装置的改进，是在导柱中心部位设内增压装置，它是由超高压缸、柱塞和高压缸、活塞组成，其超高压缸壁上部有进入环状空隙的通孔，高压缸上下位置有高压液体通道与外设压力源相接。它的优点是能够在普通水压机上使用，投资少，适用范围广，具有内增压功能，能使胀形工件均匀变形，尺寸规整，残余应力小。

Description

本发明属于金属压力加工领域，它适用于发电机护环的液压胀形强化，同时也可用于其它环状工件的液压成形。

日本特许公报昭52-2502（1977年1月21日公告），给出了在压力机上“扩胀环状工件的方法与加压装置”。它是在压力机的下横梁和活动横梁上，分别装一对空心冲头，上下冲头间套入环状工件，冲头中心装有一根能使两个冲头相对滑动的导柱，导柱和环状工件间形成了环状空隙，导柱内有通孔，可以将油压入环状空隙中，当上冲头下降，油泵开动，即可使环状空隙中的油增压，将工件扩胀。这种装置的主要缺点是系统复杂。环件胀形时不仅需要压力机加压密封，还需要一套油压系统加载，庞大的盛油器及循环油路给使用带来了困难。

第九届国际锻造会议（May    1981，Düsseldorf）公布了1978年由中国太原重型机器厂、东北重机学院、太原重机学院杨耀田、刘助柏、郭会光等发明的液压扩胀护环方法与装置，见“An    Innovation    For    Coid    Strining    and    Strengthening    Retaining    Ring    of    Large    Genertor    Rotors    By    Hydraulic    Expansion”。它是一种在普通水压机上用减压法液压胀形发电机护环的装置。它与日本“昭52-2502”装置比较，取消了油压系统，只要在环形空隙内注入自来水，压力机施压，上下锥形冲头靠拢，环形空隙内的水自增压，即可将工件胀形。该装置虽然结构非常简单，操作方便，但是由于实际生产中往往因压力机压力不足，或者毛坯与冲头接触不良，或者密封件破坏等原因，造成胀形时 液体量不足，致使环内液体不能及时建立并保持高压状态，于是，环坯端口便会在锥形冲头的机械力作用下，发生局部变形，使工件成为凹腰状。因此，这种装置存在胀形工件质量不够稳定，胀形过程不易检查、液压冲击较大等缺点。

《大型铸锻件》杂志1988年第4期42页图5，示出了日本神户制钢所的“无磁性护环新的液压胀形装置”。该装置由工作部分和压力源部分组成，其工作部分是将上述减压法液压胀形的模具置于一个专门建造的框架内，并在锥形冲头上开一个进出油的通孔，使环形空隙和压力源连通。压力源包括两个超高压油泵或增压系统，除向环内供油系统外，还有一个系统通向锥形冲头的下部，起加压密封作用。该装置的主要缺点是：需要专门建造相当于水压机机架的加压框架，上下冲头与工件之间的密封加压及胀形加压分两套液压系统，投资昂贵，结构复杂，操作不便。该装置只适用于专业化生产，应用范围受到了限制。

中国专利申请88107612.0公开了一种简便的加压装置来实现环状工件的液压胀形，这种加压装置，在一个施压件的中央有增压缸，其结构是这个施压件和导柱连成一体。为了保证胀形时施压件与工件之间的高压密封，这种加压装置还设有一套复杂的调压装置。这是该装置的缺点。

本发明的目的在于克服以往环状工件胀形装置的缺点，提供一种能够在普通的压力机上使用，且具有内增压功能的液压胀形装置，能使工件均匀扩胀，达到十分规整的圆柱筒状。

本发明的具体结构包括：在环状工件的上下位置相对安放一对施压件，中心有减压导柱，两个空心施压件能沿着导柱相对滑 动，将一个施压件和减压导柱连成一体，导柱和工件间形成了环形空隙，在环形空隙中可注入传压介质。其特征在于导柱中心部位设内增压装置，它由超高压缸、柱塞和高压缸、活塞组成，其超高压缸缸壁上有通孔，能使传压介质进入环形空隙，该通孔位于超高压缸的上部，可以做成倾斜孔。高压缸上下部位有高压液体的通道，与外设液控单向阀、换向阀、溢流阀等组成的普通压力源回路连接，以实现活塞上升增压、活塞下降回程的动作。高压活塞与超高压柱塞可做成整体，也可分成两件装配在一起。高压活塞端部连接一个限位垫块，使活塞到达最下位置时仍留有空隙，使高压液体通入。各运动副之间均有密封装置。密封装置可以是至少一道○形密封圈，也可以是异形密封。超高压柱塞顶端有倒角，不仅利于装配，还能使柱塞到达超高压缸最上位置时留有空隙，不被锁死。高压缸用盖板封底，并与施压件底面紧固、密封。施压件的施压部位的形状可以是圆锥形冲头，锥角α可以是8～90°。传压介质可以是＜200℃的温水。

本发明与已有技术相比，具有以下优点：

由于装置是内增压结构，不需要外设超高压泵以及为加压密封用的专用框架，利用现有压力机即可使用本装置液压胀形。因此本发明投资少，适用范围广。

由于装置结构紧凑、简单，易于制造。能适用于不同直径工件的胀形，通用性强。

由于装置的外设压力源是普通高压系统，使用方便、可靠，造价低。

用本装置生产，易于检查工件胀形过程，液压冲击小，对压 力机无不良影响。

用本装置生产的环状工件，胀形均匀、尺寸规整、残余应力小。

图1是本发明的结构示意图

本发明的具体结构以及操作方法可以通过以下实施例，结合附图详细说明如下：

胀形对象是汽轮发电机无磁护环。在水压机工作走台上放置防偏垫，然后将锥形冲头〔1〕放在上面，导柱〔3〕与下冲头〔1〕组成整体，把胀形前的护环毛坯〔4〕套在导柱〔3〕上，并与下冲头〔1〕的锥面接触，再将安装在水压机活动横梁上的锥形上冲头〔2〕套入导柱〔3〕，其锥面与护环毛坯端面接触，导柱中心是内增压装置，它由超高压缸〔6〕柱塞〔7〕和高压缸〔8〕、活塞〔9〕组成，柱塞〔7〕和活塞〔9〕组成整体，柱塞〔7〕和超高压缸〔6〕之间以及活塞〔9〕与高压缸〔8〕之间动配合，并有○形密封圈〔15〕，在活塞〔9〕的端部还设有限位垫块〔10〕，高压缸底面用盖板〔11〕与下冲头紧固封底。在下冲头上，位于高压缸的上下部位开有两个高压油的通道〔13〕、〔14〕，与外设压力源连接，在超高压缸〔6〕的顶部有通向环形空隙的斜孔〔12〕，柱塞〔7〕的顶端倒角使柱塞位于最高位置时，缸内留有空隙。当活塞位于最低位置时，向环形空隙〔5〕内注入30℃水，并通过孔〔12〕进入超高压缸〔6〕，水注满后，开动压力机加压密封，立刻开动压力源向通道〔14〕注油，活塞〔9〕上升，柱塞〔7〕使缸内水增压为超高压水，通向环形空隙〔5〕，对护环毛坯〔4〕内壁加压， 使其不断扩胀成形。达到胀形尺寸后，开动压力源向通道〔13〕注油，柱塞〔7〕活塞〔9〕下降，环形空隙〔5〕内的水降压，提起上冲头〔2〕，取下工件〔4〕，胀形过程结束。

附图说明：

1-下施压件（下冲头）    2-上施压件（上冲头）

3-减压导柱    4-工件

5-环形空隙    6-超高压缸

7-柱塞    8-高压缸

9-活塞    10-限位垫块

11-盖板O    12-通孔

13-通道（降压）    14-通道（增压）

15-密封    α-锥角

Claims (10)

1、一种环状工件的液压胀形装置，是在环状工件上下位置相对安放施压件，上下施压件中心有能使两个施压件相对滑动的导柱，有一个施压件和导柱连为一体，导柱和工件间形成了环状空隙，环状空隙中可注入传压介质，其特征在于，导柱中心是内增压装置，它由超高压缸[6]柱塞[7]和高压缸[8]活塞[9]组成，其超高压缸壁上部有进入环状空隙的通孔，高压缸上下位置有高压液体通道，与外设压力源接通。

2、按照权利要求1所述的环状工件的液压胀形装置，其特征在于高压活塞与超高压柱塞连为一体，各运动副之间均有密封装置。

3、按照权利要求2所述的环状工件的液压胀形装置，其特征在于所述的高压活塞端部连接一个限位垫块;超高压柱塞顶端有倒角。

4、按照权利要求1或2所述的环状工件的液压胀形装置，其特征在于所述的高压缸用盖板封底，并与施压件底面紧固、密封。

5、按照权利要求1所述的环状工件的液压胀形装置，其特征在于所述的施压件，其施压部位的形状可以是锥角α为8°～90°的冲头。

6、按照权利要求2所述的环状工件的液压胀形装置，其特征在于所述的密封装置可以是一种异形密封件。

7、按照权利要求2所述的环状工件的液压胀形装置，其特征在于所述的高压活塞和超高压柱塞可以分成两件装配在一起。

8、按照权利要求1所述的环状工件的液压胀形装置，其特征在于所述的超高压缸壁上部的通孔是一个斜孔。

9、按照权利要求1所述的环状工件的液压胀形装置，其特征在于所述的传压介质为水。

10、按照权利要求9所述的环状工件的液压胀形装置，其特征在于所述的传压介质为200℃以下的温水。