CN109723613A - 一种用于风电设备的大型不对称异形环件及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于风电设备的大型不对称异形环件及制备方法,本发明提供的制备方法重新设计环件碾环方式、碾环机的主辊、芯辊、盖板等工装、重新调整碾环设备参数,将两件大型不对称异形环件合并生产,从而使大型不对称异形环件在碾环时环件截面上下对称,利于环件碾环成型。同时本发明加工方法一次加工能够同时得到两个相互对称的异形环件,不仅节省了原料,也提升了整体的生产效率,而且本发明生产出的环件金属流线较好,车削加工周期短;取得良好的经济效益。

Description

一种用于风电设备的大型不对称异形环件及制备方法
技术领域
本发明属于大型环件生产制造领域,具体涉及一种用于风电设备的大型不对称异形环件及制备方法。
背景技术
现阶段,随着环保意识的逐渐增强以及环保法规的逐渐严格,清洁能源的发展也随之兴起。其中风力发电因不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染,是一种清洁且可再生的能源。风力发电减少了设备总占地、降低了并网成本和单位功率造价、提高了风能利用效率。风力发电机朝着大型化发展,所以大型风力发电机上使用的偏航变桨环件也需朝着大型化发展。大型不对称异形环件由于碾环时环件截面径向力受力不均极易造成环件爬辊造成碾环失败,现阶段大型不对称异形环件只能按截面为矩形环生产。
现有大型不对称异形环件在生产中,主要有以下缺点:
1.材料浪费严重,现阶段生产的大型偏航变桨环件按矩形生产,生产后再车削成异形,对材料浪费较大。
2.环件金属流线差,矩形环件车削成异形环件,金属流线被破坏。
3.车削加工周期长,矩形环件车削成异形环件,因车削量极大,造成车削加工周期长。
因此,需要提供一种针对上述现有技术不足的一种用于风电设备的大型不对称异形环件及制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于风电设备的大型不对称异形环件及制备方法以至少解决目前现有大型不对称异形环件在生产中材料浪费严重、环件金属流线差、车削加工周期长的技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种用于风电设备的大型不对称异形环件,所述异形环件包括:
环件本体,所述环件本体包括一体结构平滑过渡的宽面和窄面;
宽面,所述宽面的内环处设有平台倒角,所述宽面的外环处设有波浪倒角;
窄面,所述窄面的内环处设有内陷的凹槽,所述窄面的外环处设有弧形倒角;
所述宽面的截面厚度大于窄面的截面厚度。
如上所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件,优选地,所述步骤4中平台倒角的宽度为1-2mm,所述平台倒角的角度为45-70°。
如上所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件,优选地,所述凹槽的深度为(D-d)/2,其中D为环坯的外径,d为环坯的内径。
如上所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件,优选地,所述凹槽的上斜面竖直逆时针方向的倾角与下斜面竖直顺时针方向的倾角相同。
如上所述的用于风电设备的大型不对称异形环件,其特征在于,所述波浪倒角的宽度为2-4mm,所述波浪倒角的角度50-75°。
如上所述的用于风电设备的大型不对称异形环件,其特征在于,所述弧形倒角的宽度为3-5mm,所述波浪倒角的角度110-155°。
如上所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件的制备方法,优选地,制备方法包括如下步骤:
步骤1,将金属棒材在锻造加热炉内加热,然后镦粗、冲孔、预轧成环坯;
步骤2,根据步骤1中环坯的规格重新设计制作碾环机异形芯辊,用碾环机异形芯辊对环坯进行冲压成形,得不对称异形环件锻件;
步骤3,将步骤2中的不对称异形环件锻件切割为两部分的异形环件锻件;
步骤4,将步骤3中两部分的异形环件锻件的宽面的内环均车出一个平台倒角,然后在两部分的异形环件锻件的宽面的外环均车出一个波浪倒角;
步骤5,调整步骤4中两部分异形环件锻件的位置,在两部分的异形环件锻件的窄面的内环均车出一个内陷的凹槽,然后调整刀具位置,在两部分的异形环件锻件的窄面的外环均车出一个弧形倒角,最终得到两个大型不对称异形环件。
如上所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件的制备方法,优选地,所述步骤1中的环坯为矩形截面的环坯。
如上所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件的制备方法,优选地,所述步骤3中的不对称异形环件锻件切割为两部分的异形环件锻件时垂直于环形锻件的轴线进行切割。
如上所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件的制备方法,优选地,所述步骤2具体还包括如下步骤:
步骤21,将环坯套入碾环机的异形芯辊中,操作碾环机使碾压辊完全咬住环坯,同时使异形芯辊与环坯的宽度中心重合;
步骤22,对矩形截面的环坯进行冲压成形,将矩形截面环坯压制成一面凹陷成凹槽的矩形。
与最接近的现有技术相比,本发明提供的技术方案具有如下优异效果:
本发明提供的制备方法重新设计环件碾环方式、碾环机的主辊、芯辊、盖板等工装、重新调整碾环设备参数,将两件大型不对称异形环件合并生产,从而使大型不对称异形环件在碾环时环件截面上下对称,利于环件碾环成型。同时本发明提供的制备方法节省了材料,生产出的环件金属流线较好,车削加工周期短;取得良好的经济效益。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中:
图1为本发明实施例的大型不对称异形环件零件图;
图2为本发明实施例的大型不对称异形环件锻件示意图。
图中:1、环件本体;2、宽面;3、波浪倒角;4、窄面;5、弧形倒角;6、凹槽;7、平台倒角。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1和图2所示,本发明提供一种用于风电设备的大型不对称异形环件,异形环件包括:
环件本体1,所述环件本体1包括一体结构平滑过渡的宽面2和窄面4。
宽面2,所述宽面2的内环处设有平台倒角7,所述宽面2的外环处设有波浪倒角3。
窄面4,所述窄面4的内环处设有内陷的凹槽6,所述窄面4的外环处设有弧形倒角5。
所述宽面2的截面厚度大于窄面4的截面厚度。
平台倒角7的宽度为1-2mm(如1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm、2mm)。
凹槽6的深度为(D-d)/2,其中D为环坯的外径,d为环坯的内径。
凹槽6的上斜面竖直逆时针方向的倾角与下斜面竖直顺时针方向的倾角相同。
在本发明的具体实施例中,波浪倒角3的宽度为2-4mm(如2mm、2.25mm、3.5mm、3.75mm、4mm)。弧形倒角5上午宽度为3-5mm(如3mm、3.25mm、4.5mm、4.75mm、5mm)。在本发明中关于倒角的宽度指的的是图1中所示的各个倒角的倾斜长度的值。
在本发明的具体实施例中,平台倒角7的角度为45-70°(如48°、50°、52°、55°、57°、60°、62°、65°、67°、68°);波浪倒角3的角度50-75°(如52°、55°、57°、60°、62°、65°、67°、68°、70°、72°、74°);弧形倒角5的角度为110-155°(如112°、115°、117°、120°、122°、125°、127°、128°、130°、132°、134°、135°、137°、138°、140°、142°、144°、145°、147°、148°、150°、152°、154°)。
本发明还提供了一种一种用于风电设备的大型不对称异形环件的制备方法,制备方法包括如下步骤:
步骤1,将金属棒材在锻造加热炉内加热,然后镦粗、冲孔、预轧成环坯。本发明在具体实施时环坯为矩形截面的环坯,以方便后续对环坯进行切割。
步骤2,根据步骤1中环坯的规格重新设计制作碾环机异形芯辊,用碾环机异形芯辊对环坯进行冲压成形,得不对称异形环件锻件。步骤2在具体实施时又包括两个步骤:步骤21,将环坯套入碾环机的异形芯辊中,操作碾环机使碾压辊完全咬住环坯,以提高锻件的精度和防止环坯脱落的现象发生,同时使异形芯辊与环坯的宽度中心重合。
步骤22,对矩形截面的环坯进行冲压成形,将矩形截面环坯压制成一面凹陷成凹槽6的矩形。
步骤3,将步骤2中的不对称异形环件锻件切割为两部分的异形环件锻件。本步骤在具体实施时不对称异形环件锻件切割为两部分的异形环件锻件时垂直于环形锻件的轴线进行切割,即垂直于环坯的直径将环坯一分为二,然后再对两部分的环坯分别进行后续的加工,能够极大的节省原材料,降低生产成本,提升产品整体的生产率。
步骤4,将步骤3中两部分的异形环件锻件的宽面2的内环均车出一个平台倒角7,如图1所示,步骤4中平台倒角7的宽度为1-2mm(如1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm、2mm),然后在两部分的异形环件锻件的宽面2的外环均车出一个波浪倒角3。
步骤5,调整步骤4中两部分异形环件锻件的位置,在两部分的异形环件锻件的窄面4的内环均车出一个内陷的凹槽6,如图2所示,其中凹槽6的深度为(D-d)/2,其中D为环坯的外径,d为环坯的内径,即凹槽6的深度为环坯厚度的一半,并且凹槽6的上斜面竖直逆时针方向的倾角与下斜面竖直顺时针方向的倾角相同。然后调整刀具位置,在两部分的异形环件锻件的窄面4的外环均车出一个弧形倒角5,最终得到两个大型不对称异形环件,这两个异形环件两者之间相互对称,但是单个环件本身则为非对称的结构。
本发明提供的制备方法重新设计环件碾环方式、碾环机的主辊、芯辊、盖板等工装、重新调整碾环设备参数,将两件大型不对称异形环件合并生产,从而使大型不对称异形环件在碾环时环件截面上下对称,利于环件碾环成型。同时本发明提供的制备方法节省了材料,同时本发明加工方法一次加工能够同时得到两个相互对称的异形环件,不仅节省了原料,环件的下料重量相比现行的加工方法节省可达15%,也提升了整体的生产效率,而且本发明生产出的环件金属流线较好,车削加工周期短;取得良好的经济效益。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于风电设备的大型不对称异形环件,其特征在于,所述异形环件包括:
环件本体,所述环件本体包括一体结构平滑过渡的宽面和窄面;
宽面,所述宽面的内环处设有平台倒角,所述宽面的外环处设有波浪倒角;
窄面,所述窄面的内环处设有内陷的凹槽,所述窄面的外环处设有弧形倒角;
所述宽面的截面厚度大于窄面的截面厚度。
2.如权利要求1所述的用于风电设备的大型不对称异形环件,其特征在于,所述平台倒角的宽度为1-2mm,所述平台倒角的角度为45-70°。
3.如权利要求1所述的用于风电设备的大型不对称异形环件,其特征在于,所述凹槽的深度为(D-d)/2,其中D为环坯的外径,d为环坯的内径。
4.如权利要求1所述的用于风电设备的大型不对称异形环件,其特征在于,所述凹槽的上斜面竖直逆时针方向的倾角与下斜面竖直顺时针方向的倾角相同。
5.如权利要求1所述的用于风电设备的大型不对称异形环件,其特征在于,所述波浪倒角的宽度为2-4mm,所述波浪倒角的角度50-75°。
6.如权利要求1所述的用于风电设备的大型不对称异形环件,其特征在于,所述弧形倒角的宽度为3-5mm,所述波浪倒角的角度110-155°。
7.一种如权利要求1~6任一项所述的用于风电设备的大型不对称异形环件的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
步骤1,将金属棒材在锻造加热炉内加热,然后镦粗、冲孔、预轧成环坯;
步骤2,根据步骤1中环坯的规格重新设计制作碾环机异形芯辊,用碾环机异形芯辊对环坯进行冲压成形,得不对称异形环件锻件;
步骤3,将步骤2中的不对称异形环件锻件切割为两部分的异形环件锻件;
步骤4,将步骤3中两部分的异形环件锻件的宽面的内环均车出一个平台倒角,然后在两部分的异形环件锻件的宽面的外环均车出一个波浪倒角;
步骤5,调整步骤4中两部分异形环件锻件的位置,在两部分的异形环件锻件的窄面的内环均车出一个内陷的凹槽,然后调整刀具位置,在两部分的异形环件锻件的窄面的外环均车出一个弧形倒角,最终得到两个大型不对称异形环件。
8.如权利要求7所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件的制备方法,其特征在于,所述步骤1中的环坯为矩形截面的环坯。
9.如权利要求7所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件的制备方法,其特征在于,所述步骤3中的不对称异形环件锻件切割为两部分的异形环件锻件时垂直于环形锻件的轴线进行切割。
10.如权利要求7所述的一种用于风电设备的大型不对称异形环件的制备方法,其特征在于,所述步骤2具体还包括如下步骤:
步骤21,将环坯套入碾环机的异形芯辊中,操作碾环机使碾压辊完全咬住环坯,同时使异形芯辊与环坯的宽度中心重合;
步骤22,对矩形截面的环坯进行冲压成形,将矩形截面环坯压制成一面凹陷成凹槽的矩形。
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