CN104338887A - 大型汽轮机叶片全自动压制生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型汽轮机叶片全自动压制生产线，特征是：包括燃气加热炉、多个操作机械手、叶片初成型液压机、叶片整形切边液压机、工件飞边废料收集装置和成品存放装置；燃气加热炉位于初成型液压机一侧，在燃气加热炉的另一侧设有第一操作机械手，初成型液压机的另一侧上设置有第二操作机械手，叶片整形切边液压机设在第二操作机械手另一侧上，靠近叶片整形切边液压机的一侧上分别设有飞边废料收集装置和第三机械手，成品存放装置设在叶片整形切边液压机另一侧。优点是：避免工人在高温恶劣环境下操作、减轻劳动强度、换模操作安全可靠，便于快速分离飞边废料、自动化出料和保证移动工作台准确定位，且可大幅度提高产品质量和生产效率。

Description

大型汽轮机叶片全自动压制生产线

技术领域

本发明属于液压机械技术领域，特别是涉及一种大型汽轮机叶片全自动压制生产线。 

背景技术

汽轮机是现代火力发电厂和核电厂的主要原动机，它也可作为大型船舶及军舰的推进动力以及冶金、化工等行业用以驱动的各种大型工作机。叶片是汽轮机中重要的组成部件，汽轮机叶片传统的加工方式多采用铸造后经压机再加工，由于机加工性能达不到要求、生产工艺落后等诸多因素，导致加工后的成品容易出现砂眼，其综合强度无法达到现代汽轮机叶片质轻、高强度的设计要求。 

目前，汽轮机叶片液压机采用的模具结构一般是上冲头下端与上模座固定，当需要更换冲头时，操作人员需从下方将固定螺钉拆卸，为了防止在拆卸时上冲头掉落，还需通过起吊装置将上冲头吊住，然后操作人员钻入压机中进行换模。上述换模操作不仅繁琐、费时费力，而且存在着安全隐患。 

传统模锻成型压机的移动工作台一般采用死挡块固定结构，由于压机在频繁撞击后出现累计误差，容易造成移动工作台定位不准确，进而导致模具的上模与下模定位出现误差和模具的磨损，故严重影响了叶片加工质量。 

由于在叶片模锻成型时多会产生较厚的飞边，因此需要经过二次整形切边加工。但是切边所产生的飞边大部分会与压机上冲头粘合，难以分离。目前，主要通过人工操作进行成型件与飞边的分离，但由于模锻后的成型件与飞边均为热件，即操作环境温度高达1150℃，导致操作工人工作环境恶劣，劳动强度大，而且严重影响了生产效率。此外，由于传统模锻压机打料装置位于滑块下面，且工件温度过高，容易产生打料系统经常漏油和热损等隐患。 

在叶片模锻成型时，由于飞边处在成型件的外侧，采用机械手无法准确的将飞边取出，并且很容易将成型件连同飞边一起带出，飞边与成型件的取出影响了工作节拍。如果采用人工分取时，由于压机周围环境温度高，且劳动强度大，工人无法长期工作，严重影响生产效率。 

综上所述，采用传统的铸造或锻压设备已无法满足高生产效率和降低运营成本的需求，故需要一条大型汽轮机叶片全自动压制生产线来满足大型汽轮机叶片的生产制造工艺。 

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种避免工人在高温恶劣环境下操作、减轻劳动强度、换模操作安全可靠，便于快速分离飞边废料、自动化出料和保证移动工作台准确定位，且可大幅度提高产品质量和生产效率的大型汽轮机叶片全自动压制生产线。 

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是： 

大型汽轮机叶片全自动压制生产线，包括燃气加热炉、多个操作机械手、叶片初成型液压机、叶片整形切边液压机、工件飞边废料收集装置和成品存放装置；所述燃气加热炉位于汽轮机叶片初成型液压机的一侧，在燃气加热炉的另一侧设有用于取送加热工件的第一操作机械手，所述叶片初成型液压机的另一侧上设置有用于取送初成型工件的第二操作机械手，所述叶片整形切边液压机设置在第二操作机械手的另一侧上，靠近所述叶片整形切边液压机的一侧上分别设有飞边废料收集装置和用于取送经切边整形成品的第三机械手，所述成品存放装置设置在叶片整形切边液压机另一侧。 

本发明还可以采用如下技术方案： 

所述叶片整形切边液压机包括四支柱、上横梁及下横梁通过锁母紧固构成的机身，在上横梁上装有主缸和回程缸，所述主缸下部固接滑块，所述下横梁上装有移动工作台；还包括与滑块连接的切边上模和安装在移动工作台上的切边下模，所述滑块上端处安装有用于成型叶片与飞边快速脱离的上打料装置，在所述移动工作台上端面设有成型叶片出料装置；所述下横梁内固装有移动工作台定位装置；在机身两侧前后支柱中间位置安装有可减轻液压机偏载震动的缓冲缸。 

所述切边上模包括与滑块连接的上模座、上冲头、导套和换模夹紧器，所述上冲头上端部与上模座中间部位固定，在所述上模座两端分别装有导套，位于上模座两导套外侧设有换模夹紧器；所述切边下模包括安装在移动工作台上的下模座和下冲头，所述下模座内制有用于置放出料小车和工件托盘的 空腔，在所述下模座两端装有与上模座两导向套相配合的导向柱。 

所述上打料装置包括分别安装在压机滑块上的打料驱动机构，所述打料驱动机构穿过滑块并连接上打料杆，所述上打料杆一端与位于滑块下方上冲头周边的顶杆连接，所述顶杆端部固接有打料环。 

所述打料驱动机构包括固装在滑块上的打料缸、活塞杆和缸口导套。 

所述成型叶片出料装置包括位于下模座膜腔内并与液压机移动工作台上端面固定的出料导轨、设置在出料导轨上的出料小车以及用于驱动出料小车的驱动缸，所述出料小车顶部设有接料盘。 

所述移动工作台定位装置包括安装在移动工作台两侧斜对角位置上的定位套B和设置在定位套B内的定位套A、固装在下横梁内的导套、设置在导套内的定位销和用于驱动定位销上下运动的驱动机构，所述下横梁内的定位销与定位套A同轴心。 

所述驱动机构包括安装在下横梁内的缸体，所述缸体内装有用于顶起定位销的活塞杆和与活塞杆连接的连接杆，所述活塞杆与缸体之间通过压紧螺母固定有缸口导套。 

所述连接杆一端装有定位销位置检测发讯机构。 

本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，当压机需要更换拆卸上冲头时，先将上模座置于下模座上，打开上模座两端的换模夹紧器，然后使上模座与压机分离，再拆卸上模座与上冲头的紧固螺钉，无需操作人员钻入压机中进行换模，即可实现安全快速的更换上冲头。本模具结构简单、换模操作快速简便、安全可靠，大幅度提高生产效率，降低了汽轮机叶片加工成本，进而满足了汽轮机叶片现代化生产需求。 

通过本压机的上打料装置，可实现将粘合在上冲头的叶片飞边与其快速分离并打落到下模，可大幅度提高生产效率；避免了操作人员处在高温环境下操作，减轻其劳动强度。此外，由于本装置固定于滑块上端面，避免了传统模锻压机打料装置位于滑块下面，由于工件温度过高，造成打料系统经常漏油和热损等隐患。本装置结构简单易维护、安全性能高、运行稳定。 

在本压机移动工作台上及下模座内腔设置成型叶片出料装置，可实现成 型叶片自动传送出压机机身外部，这样不仅可实现准确快速的将叶片成型件与飞边分别取出，大幅度提高生产效率；而且还可避免了操作人员处在高温环境下操作，减轻其劳动强度。 

本压机通过移动工作台定位装置可实现压机移动工作台在换模移入或移出时重复精确定位，该装置具有结构简单易维护，定位精度准，安全性能高，运行稳定等特点。 

由于本大型汽轮机叶片全自动压制生产线采用热模锻造和整形切边相结合的结构及工艺形式，即可实现大型汽轮机叶片的全自动化压制生产，进一步简化其压制工艺，大幅度节省加工费用、时间与人力，保证了机加工性能要求，避免了加工后的成品出现砂眼，使其综合强度大幅度提高并可满足现代汽轮机叶片质轻、高强度的设计要求。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2是图1中汽轮机叶片整形切边液压机的结构示意图； 

图3是图2的A-A剖视图； 

图4是本发明的切边上模和切边下模结构示意图； 

图5是本发明上打料装置的结构示意图； 

图6是图5的俯视图； 

图7是图5中的I部放大图； 

图8是本发明出料装置的结构示意图； 

图9是本发明出料装置的使用状态图； 

图10是本发明移动工作台定位装置的结构示意图。 

图中：1、燃气加热炉；2、第一操作机械手；3、叶片初成型液压机；4、第二操作机械手； 

5、叶片整形切边液压机；501、回程缸；502、主缸；503、上横梁；504、滑块；505、支柱；506、缓冲缸；507、移动工作台；508、下横梁；509、安全栓； 

510、上打料装置；5101、打料缸；5102、活塞杆；5103、缸口导套； 5104、压紧螺母；5105、上打料杆；5106、顶杆；5107、打料环； 

511、切边上模；5111、上模座；5112、换模夹紧器；5113导套；5114、上冲头； 

512、切边下模；5121、下冲头；5122、导向柱；5123、下模座；5124、空腔；5125、调整块； 

513、出料装置；5131、接料盘；5132、出料小车；5133、驱动缸；5134、出料导轨； 

514、移动工作台定位装置；5141、缸体；5142、活塞杆；5143、缸口导套；5144、压紧螺母；5145、锁母；5146、定位销；5147、导套；5148、定位套A；5149、定位套B；51410、盖板；51411、连接杆；51412、检测发讯机构； 

6、飞边废料收集斗；7、第三操作机械手；8、成品存放架；9、叶片整形切边液压机动力系统；10、叶片。 

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下： 

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”等不代表顺序安装，也不代表所形容的元件的重要性。 

请参阅图1，大型汽轮机叶片全自动压制生产线，包括燃气加热炉1、多个操作机械手、叶片初成型液压机3、叶片整形切边液压机5、工件飞边废料收集装置、成品存放装置和叶片整形切边液压机动力系统9。所述燃气加热炉位于汽轮机叶片初成型液压机的一侧，在燃气加热炉的另一侧设有用于取送加热工件的第一操作机械手2，所述叶片初成型液压机的另一侧上设置有用于取送初成型工件的第二操作机械手4。所述叶片整形切边液压机设置在第二操作机械手的另一侧上并靠近叶片初成型液压机，靠近所述叶片整形切边液压机的一侧上分别设有飞边废料收集装置6和用于取送经切边整形成品的第三机械手7，所述成品存放装置设置8在叶片整形切边液压机另一侧的地基上。本实施例中，所述工件飞边废料收集装置优选采用废料收集斗6；所述成品存放装置优选采用成品存放架8。 

请参阅图2-图10，所述叶片整形切边液压机包括四支柱505、上横梁503 及下横梁508通过锁母紧固构成的机身，在上横梁上装有主缸502和回程缸501，所述主缸下部固接滑块504，所述下横梁上装有移动工作台507；还包括与滑块连接的切边上模11和安装在移动工作台上的切边下模12，所述滑块上端面四角处安装有用于成型叶片与飞边快速脱离的上打料装置10，在所述移动工作台上端面设有成型叶片出料装置13；所述下横梁内固装有移动工作台定位装置14；在机身两侧前后支柱中间位置安装有可减轻液压机偏载震动的缓冲缸506。所述移动工作台装有多块滑动导板7-1，在其中一滑动导板的一端部固接有定位挡块7-2。在上横梁下平面装有可防止滑块不工作时保证其不下溜的安全栓9。 

本实施例中，请参阅图5和图6，所述切边上模511包括与滑块连接的上模座5111、上冲头5114、导套5113和换模夹紧器5112，所述上冲头上端部与上模座中间部位固定，在所述上模座两端分别装有导套，位于上模座两导套外侧设有换模夹紧器；所述切边下模512包括安装在移动工作台上的下模座5123和下冲头5121，所述下模座内制有用于置放出料小车和工件托盘的空腔5124，在所述下模座两端装有与上模座两导向套相配合的导向柱5122。所述下冲头固装在下模座上，并通过调整块5125与下模座固定。 

本实施例中，请参阅图7和图8，所述上打料装置510包括分别安装在压机滑块上端面四角处的打料驱动机构，所述打料驱动机构穿过滑块并连接上打料杆5105，所述上打料杆一端与位于滑块下方上冲头周边的顶杆5106连接，所述顶杆端部固接有打料环5107。所述打料驱动机构包括固装在滑块504上的打料缸5101、活塞杆5102和缸口导套5103，所述缸口导套通过压紧螺母5104固定在滑块上。 

本实施例中，请参阅图9和图10，所述出料装置513包括位于下模座空腔5124内并与压机移动工作台506上端面固定的出料导轨5134，在出料导轨上设置有出料小车5132以及用于驱动出料小车的驱动缸5133，所述驱动缸13-3安装在移动工作台上，所述出料小车顶部设有接料盘13-1。所述接料盘设计为适用于汽轮机叶片形状的方形料盘。 

本实施例中，请参阅图10，所述移动工作台定位装置514固装在下横梁508内，所述移动工作台定位装置包括安装在移动工作台两侧斜对角位置上 的定位套B5149和设置在定位套B内的定位套A5148、固装在下横梁内的导套5147、设置在导套内且与其滑动配合的定位销5146和用于驱动定位销上下运动的驱动机构，所述下横梁内的定位销与定位套A同轴心。所述定位套A下口制有便于定位销5146进入的锥口，在定位套B上端通过螺钉装有盖板51410。所述驱动机构包括安装在下横梁内的缸体5141，所述缸体通过锁母5145与下横梁紧固。所述缸体内装有用于顶起定位销的活塞杆5142和与活塞杆连接的连接杆51411，所述活塞杆与缸体之间通过压紧螺母5144固定有缸口导套5143。 

所述连接杆51411一端装有用于检测定位销位置的检测发讯机构51412。 

本发明的工作原理为： 

首先将待加工坯料放入燃气加热炉1加热，当加热至设定1150℃时，燃气加热炉1发讯，通过第一操作机械手2将加热后的坯料夹取送入叶片初成型液压机3中进行压制，叶片压制初成型后，通过第二操作机械手4夹取并送入整形切边压机5中，再进行叶片的切边整形加工。 

启动整形切边压机的主缸502，带动滑块504和上冲头5114下行，进行叶片切边加工。当滑块下行将叶片飞边切除完成后，滑块回程，启动上打料装置的打料缸5101，使活塞杆5102下行并推动上打料杆5105和顶杆5108下行并顶出，然后通过顶杆下端部的打料环5109将飞边打下，此时，叶片与飞边完全脱离，打料缸泄压，上打料杆退回。 

当叶片经整形切边压机的上冲头将飞边切除后，成型叶片被顶落到位于下模座空腔内的出料小车5132的接料盘5131上，在滑块下行结束开始回程后，通过驱动缸5133将出料小车推出整形切边压机机身外，再通过第三操作机械手7将成型叶片10夹取放入成品存放架8上，并由第二操作机械手将切除后的飞边取出放入飞边废料斗6中，此时，完成叶片10的整个锻造。 

本生产线中的整形切边压机可通过移动工作台推动缸实现移动工作台的移出与移入的动作，当移动工作台移入到位时，检测发讯机构14发讯，定位销6被油缸顶起，实现移动工作台定位功能，当移动工作台移出时，检测发讯机构14发讯，定位销6被油缸拉回，移动工作台可以自由移出。 

本压机的定位装置可通过油缸内的油液泄压将移动工作台松开，当移动工作台移入时，该装置的打油顶出，将移动工作台定位。 

本生产线整形切边压机的模具更换操作：当需要更换拆卸切边上模511的上冲头5114时，先将上模座5111置于下模座5123上，打开上模座两端的换模夹紧器5112，使上模座与压机分离，再拆卸上模座与上冲头的紧固螺钉，即可实现安全快速的更换上冲头。 

Claims (9)

1.一种大型汽轮机叶片全自动压制生产线，其特征在于：包括燃气加热炉、多个操作机械手、叶片初成型液压机、叶片整形切边液压机、工件飞边废料收集装置和成品存放装置；所述燃气加热炉位于汽轮机叶片初成型液压机的一侧，在燃气加热炉的另一侧设有用于取送加热工件的第一操作机械手，所述叶片初成型液压机的另一侧上设置有用于取送初成型工件的第二操作机械手，所述叶片整形切边液压机设置在第二操作机械手的另一侧上，靠近所述叶片整形切边液压机的一侧上分别设有飞边废料收集装置和用于取送经切边整形成品的第三机械手，所述成品存放装置设置在叶片整形切边液压机另一侧。

2.根据权利要求1所述的大型汽轮机叶片全自动压制生产线，其特征在于：所述叶片整形切边液压机包括四支柱、上横梁及下横梁通过锁母紧固构成的机身，在上横梁上装有主缸和回程缸，所述主缸下部固接滑块，所述下横梁上装有移动工作台；还包括与滑块连接的切边上模和安装在移动工作台上的切边下模，所述滑块上端处安装有用于成型叶片与飞边快速脱离的上打料装置，在所述移动工作台上端面设有成型叶片出料装置；所述下横梁内固装有移动工作台定位装置；在机身两侧前后支柱中间位置安装有可减轻液压机偏载震动的缓冲缸。

3.根据权利要求2所述的大型汽轮机叶片全自动压制生产线，其特征在于：所述切边上模包括与滑块连接的上模座、上冲头、导套和换模夹紧器，所述上冲头上端部与上模座中间部位固定，在所述上模座两端分别装有导套，位于上模座两导套外侧设有换模夹紧器；所述切边下模包括安装在移动工作台上的下模座和下冲头，所述下模座内制有用于置放出料小车和工件托盘的空腔，在所述下模座两端装有与上模座两导向套相配合的导向柱。

4.根据权利要求2所述的大型汽轮机叶片全自动压制生产线，其特征在于：所述上打料装置包括分别安装在压机滑块上的打料驱动机构，所述打料驱动机构穿过滑块并连接上打料杆，所述上打料杆一端与位于滑块下方上冲头周边的顶杆连接，所述顶杆端部固接有打料环。

5.根据权利要求4所述的大型汽轮机叶片全自动压制生产线，其特征在于：所述打料驱动机构包括固装在滑块上的打料缸、活塞杆和缸口导套。

6.根据权利要求2所述的大型汽轮机叶片全自动压制生产线，其特征在于：所述成型叶片出料装置包括位于下模座膜腔内并与液压机移动工作台上端面固定的出料导轨、设置在出料导轨上的出料小车以及用于驱动出料小车的驱动缸，所述出料小车顶部设有接料盘。

7.根据权利要求2所述的大型汽轮机叶片全自动压制生产线，其特征在于：所述移动工作台定位装置包括安装在移动工作台两侧斜对角位置上的定位套B和设置在定位套B内的定位套A、固装在下横梁内的导套、设置在导套内的定位销和用于驱动定位销上下运动的驱动机构，所述下横梁内的定位销与定位套A同轴心。

8.根据权利要求7所述的大型汽轮机叶片全自动压制生产线，其特征在于：所述驱动机构包括安装在下横梁内的缸体，所述缸体内装有用于顶起定位销的活塞杆和与活塞杆连接的连接杆，所述活塞杆与缸体之间通过压紧螺母固定有缸口导套。

9.根据权利要求8所述的大型汽轮机叶片全自动压制生产线，其特征在于：所述连接杆一端装有定位销位置检测发讯机构。