CN113369429B - 一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种长轴状风机主轴轴身整体模段的成型方法，包括如下依次进行的工序：将长轴状风机主轴预制坯置入长轴状风机轴模锻工装模具内锻压，锻压温度1200℃±10℃，锻压时间为15～20min，长轴状风机轴模锻工装模具在锻压过程中保持旋转，转速为10～15r/min。本发明由于长轴状风机轴模锻工装模具其模具中心环内壁的角度的设置，配合模具光洁度以及模具预制坯的热胀系数的不同，现在的成型方法不需要顶出机构，能够实现自动脱模。针对这种大件的模锻，本成型方法充分减重，实现节省加工时间、精简毛坯的作用。

Description

一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法
技术领域
本发明涉及一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法。
背景技术
海上风力发电厂，是利用海上风力资源发电的新型发电厂。在石油资源形势日益严峻的情况下，各国均将眼光投向了风力资源巨大的海域，欧洲多个国家已建立了多个海上风力发电厂而且规模巨大。中国也逐渐涉及海上风力发电领域，上海的海上风力发电厂2010年启用，中国香港欲建全球最大海上风力发电厂。而随着海上风电功率的越来越大，风机轴的尺寸越来越大，很多呈长轴状，而大件作模锻，如何在自由锻压机锻压后实现自动脱模，满足减重、交期紧的生产需要是目前面临的一个问题。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法，由于长轴状风机主轴模锻工装模具其模具中心环内壁的角度的设置，配合模具光洁度以及模具预制坯的热胀系数的不同，现在的成型方法不需要顶出机构，能够实现自动脱模。针对这种大件的模锻，本成型方法充分减重，实现节省加工时间、精简毛坯的作用。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法，包括如下依次进行的工序：将长轴状风机主轴预制坯置入长轴状风机主轴模锻工装模具内锻压，锻压温度1200℃±10℃，锻压时间为15～20min，长轴状风机主轴模锻工装模具在锻压过程中保持旋转，转速为10～15r/min。考虑到压机的吨位，最终法兰的成型需要一边压一边转动预制坯。
进一步的技术方案是，长轴状风机主轴模锻工装模具包括分体设置的上成型模具、下成型模具，上成型模具与下成型模具通过紧固件紧固连接，上成型模具与下成型模具均呈环状结构且环内壁由上至下设有用于自动脱模的内壁结构；下成型模具与驱动其旋转的驱动机构相连。实现自动脱模则不需要顶出机构，针对这种尺寸越来越大的长轴状风机轴，能够将整个模锻工装模具减重不少，自动脱模还能节省加工时间，满足交期紧的要求。
进一步的技术方案是，上成型模具与下成型模具通过螺栓紧固连接，紧固连接的上成型模具与下成型模具形成的整体的环内壁为由上至下尺寸逐渐减小的阶梯圆孔结构。
进一步的技术方案是，阶梯圆孔结构包括由上至下的第一圆孔、第二圆孔、第三圆孔、第四圆孔与第五圆孔，第二圆孔与第五圆孔呈锥孔状，锥角为α，α在3～5°之间，第三圆孔、第四圆孔也呈锥孔状，锥角为β，β＞α，第一圆孔呈上大下小的锥孔状。由于风机轴本身存在一些部分是倾斜的部分(或者说锥状)，其他有两段近似直线段(准确地说是近似圆柱段，其实是锥台状)则需要有一定的倾角，以实现自动脱模，因此锥台状的部分锥角在3～5°之间，对应地阶梯圆孔结构中锥孔状第二圆孔与第五圆孔的锥角也是3～5°。第一圆孔的纵剖面其两侧边为平滑的曲线；第二圆孔、第三圆孔、第四圆孔与第五圆孔的纵剖面其两侧边为直线。
进一步的技术方案为，下成型模具上设有台阶，下成型模具通过台阶置放在模具垫环上，模具垫环置放在空心旋转台上，空心旋转台外固定设置齿环，与齿环啮合设有液压驱动齿轮，空心旋转台的中部空心部分与下成型模具下部相适配。这样液压驱动齿轮驱动后，齿环转动，空心旋转台转动，由此带动下成型模具转动，实现锻压时的边压边转。
进一步的技术方案为，长轴状风机主轴包括阶梯状轴身以及与轴身一体而成的法兰，法兰直径为1.8～2.3m；所述锻压工序中使用1万吨油压机。
本发明的优点和有益效果在于：由于长轴状风机主轴模锻工装模具其模具中心环内壁的角度的设置，配合模具光洁度以及模具预制坯的热胀系数的不同，现在的成型方法不需要顶出机构，能够实现自动脱模。针对这种大件的模锻，本成型方法充分减重，实现节省加工时间、精简毛坯的作用。针对这种大件的模锻，本成型方法充分减重，实现节省加工时间、精简毛坯的作用。实现自动脱模则不需要顶出机构，针对这种尺寸越来越大的长轴状风机轴，能够将整个模锻工装模具减重不少，自动脱模还能节省加工时间，满足交期紧的要求。由于风机轴本身存在一些部分是倾斜的部分(或者说锥状)，其他有两段近似直线段(准确地说是近似圆柱段，其实是锥台状)则需要有一定的倾角，以实现自动脱模，因此锥台状的部分锥角在3～5°之间，对应地阶梯圆孔结构中锥孔状第二圆孔与第五圆孔的锥角也是3～5°。第一圆孔的纵剖面其两侧边为平滑的曲线；第二圆孔、第三圆孔、第四圆孔与第五圆孔的纵剖面其两侧边为直线。
附图说明
图1是本发明一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法涉及的长轴状风机主轴模锻工装模具的工作状态示意图；
图2是图1的主视图的纵剖图；
图3是本发明的主视图的纵剖图；
图4是图3中上成型模具的示意图；
图5是图3中下成型模具的示意图。
图中：1、上成型模具；2、下成型模具；3、第一圆孔；4、第二圆孔；5、第三圆孔；6、第四圆孔；7、第五圆孔；8、台阶；9、模具垫环；10、空心旋转台；11、齿环；12、液压驱动齿轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至图5所示(图2中上端部件为压制用平砧)，本发明是一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法，包括如下依次进行的工序：将长轴状风机主轴预制坯置入长轴状风机主轴模锻工装模具内锻压，锻压温度1200℃±10℃，锻压时间为15～20min，长轴状风机主轴模锻工装模具在锻压过程中保持旋转，转速为10～15r/min。长轴状风机主轴模锻工装模具包括分体设置的上成型模具1、下成型模具2，上成型模具1与下成型模具2通过紧固件紧固连接，上成型模具1与下成型模具2均呈环状结构且环内壁由上至下设有用于自动脱模的内壁结构；下成型模具2与驱动其旋转的驱动机构相连。上成型模具1与下成型模具2通过螺栓紧固连接，紧固连接的上成型模具1与下成型模具2形成的整体的环内壁为由上至下尺寸逐渐减小的阶梯圆孔结构。阶梯圆孔结构包括由上至下的第一圆孔3、第二圆孔4、第三圆孔5、第四圆孔6与第五圆孔7，第二圆孔4与第五圆孔7呈锥孔状，锥角为α，α在3～5°之间，第三圆孔5、第四圆孔6也呈锥孔状，锥角为β，β＞α，第一圆孔3呈上大下小的锥孔状。下成型模具2上设有台阶8，下成型模具2通过台阶8置放在模具垫环9上，模具垫环9置放在空心旋转台10上，空心旋转台10外固定设置齿环11，与齿环11啮合设有液压驱动齿轮12，空心旋转台10的中部空心部分与下成型模具2下部相适配。长轴状风机主轴包括阶梯状轴身以及与轴身一体而成的法兰，法兰直径为1.8～2.3m；所述锻压工序中使用1万吨油压机。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法，其特征在于，包括如下工序：将长轴状风机主轴预制坯置入长轴状风机主轴模锻工装模具内锻压，锻压温度1200℃±10℃，锻压时间为15～20min，长轴状风机主轴模锻工装模具在锻压过程中保持旋转，转速为10～15r/min，所述长轴状风机主轴模锻工装模具包括分体设置的上成型模具、下成型模具，上成型模具与下成型模具均呈环状结构且环内壁由上至下设有用于自动脱模的内壁结构；下成型模具与驱动其旋转的驱动机构相连，所述上成型模具与下成型模具通过螺栓紧固连接，紧固连接的上成型模具与下成型模具形成的整体的环内壁为由上至下尺寸逐渐减小的阶梯圆孔结构，所述阶梯圆孔结构包括由上至下的第一圆孔、第二圆孔、第三圆孔、第四圆孔与第五圆孔，第二圆孔与第五圆孔呈锥孔状，锥角为α，α在3～5°之间，第三圆孔、第四圆孔也呈锥孔状，锥角为β，β>α，第一圆孔呈上大下小的锥孔状。
2.根据权利要求1所述的一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法，其特征在于，所述下成型模具上设有台阶，下成型模具通过台阶置放在模具垫环上，模具垫环置放在空心旋转台上，空心旋转台外固定设置齿环，与齿环啮合设有液压驱动齿轮，空心旋转台的中部空心部分与下成型模具下部相适配。
3.根据权利要求2所述的一种长轴状风机主轴轴身整体模锻的成型方法，其特征在于，所述长轴状风机主轴包括阶梯状轴身以及与轴身一体而成的法兰，法兰直径为1.8～2.3m。
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