CN219616914U - 一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置，其可以安装在焊接工装中对压气机鼓筒盘提供弹性约束，以达到降低盘心变形的效果。其包括支承块和挡位块，支承块与惯性摩擦焊焊接工装连接，支承块上安装有弹簧，挡位块的后端与弹簧接触，挡位块的前端与压气机鼓筒盘接触并与压气机鼓筒盘的盘心贴合；当压气机鼓筒盘未受顶锻力时，挡位块和支承块之间设有弹性间隙；压气机鼓筒盘在受到顶锻力时，挡位块能够朝向支承块移动。

Description

一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置

技术领域

本实用新型涉及惯性摩擦焊接工装技术领域，具体为一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置。

背景技术

压气机鼓筒在加工过程中需要将多个鼓筒盘通过惯性摩擦焊焊接在一起，惯性摩擦焊焊接时，需要将夹持在可移动的焊接工装中的鼓筒盘与高速转动的鼓筒盘接触，并在顶锻力的作用下摩擦、产生热量从而最终实现焊接面焊接在一起。

在鼓筒盘惯性摩擦焊顶锻过程中，焊接顶锻力可达上百吨，这样就会产生较大的焊接应力，在惯性摩擦焊接后压气机鼓筒盘会产生盘心变形，即圆筒状的压气机鼓筒盘盘心会朝向压气机鼓筒盘的轴向弯曲变形，截面呈“八”字状，变形越严重越难以修整，甚至会导致工件报废。

实用新型内容

针对在惯性摩擦焊顶锻力作用下，焊后压气机鼓筒盘会发生变形的问题，本实用新型提供了一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置，其可以安装在焊接工装中对压气机鼓筒盘提供弹性约束，以达到降低盘心变形的效果。

其技术方案是这样的：一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置，其特征在于：其包括支承块和挡位块，所述支承块与惯性摩擦焊焊接工装连接，所述支承块上安装有弹簧，所述挡位块的后端与所述弹簧接触，所述挡位块的前端与压气机鼓筒盘接触并与所述压气机鼓筒盘的盘心贴合；当所述压气机鼓筒盘未受顶锻力时，所述挡位块和所述支承块之间设有弹性间隙；所述压气机鼓筒盘在受到顶锻力时，所述挡位块能够在弹性间隙行程内提供弹性支撑、控制盘心变形。

其进一步特征在于：

所述挡位块通过止位套筒和连接螺栓与所述支承块连接，所述挡位块上均匀开设有由前端贯穿至后端的阶梯状连接孔一，所述止位套筒呈圆柱状并且其前端设有向外扩张的凸起，所述凸起位于所述阶梯状连接孔一的阶梯面前端，所述止位套筒的后端与所述支承块接触，当所述阶梯状连接孔一的阶梯面与所述止位套筒的凸起接触时，所述挡位块的后端与所述支承块的前端具有一定间隙；

所述止位套筒中间还开设有由前端贯穿至后端的阶梯状连接孔二，所述连接螺栓的头部压覆在所述阶梯状连接孔二的阶梯面上，杆部分别与所述止位套筒和所述支承块螺纹连接；

所述支承块的前端还连接有定位块，所述定位块位于所述压气机鼓筒盘内侧的定位孔中，并且所述定位块的直径与所述定位孔的直径相对应。

本实用新型的有益效果为：通过在挡位块后端设置一系列弹簧支承，形成弹性约束，在惯性摩擦焊接过程中，挡位块与盘心贴合，始终给盘心一个弹性支承，在避免刚性约束产生过大应力的情况下，达到减小盘心的焊接变形的目的。

附图说明

图1为本实用新型爆炸示意图；

图2为本实用新型剖视示意图；

图3为图2中A处放大示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示的一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置，其包括支承块1和挡位块2，支承块1与惯性摩擦焊焊接工装连接，支承块1上安装有弹簧3，挡位块2的后端与弹簧3接触，挡位块2的前端与压气机鼓筒盘4接触（以图2中左侧方向为前方向，右侧方向为后方向），挡位块2设置在压气机鼓筒盘4的盘心处，挡位块2的外形设计与压气机鼓筒盘盘心进行互补贴合；当压气机鼓筒盘4未受顶锻力时，挡位块2和支承块1之间设有如图3所示的弹性间隙D，即在弹簧3作用下推动挡位块2远离支承块1；压气机鼓筒盘4在受到顶锻力时，挡位块2能够在弹性间隙行程内提供弹性支撑、控制盘心变形。

具体的，挡位块2通过止位套筒5和连接螺栓6与支承块1连接，挡位块2上均匀开设有由前端贯穿至后端的阶梯状连接孔一，止位套筒5呈圆柱状并且其前端设有向外扩张的凸起51，凸起51位于阶梯状连接孔一的阶梯面前端，止位套筒5的后端与支承块1接触，当阶梯状连接孔一的阶梯面与止位套筒5的凸起51接触时，挡位块2的后端与支承块1的前端具有一定间隙即弹性间隙D，挡位块2与止位套筒5之间能够相对滑动，止位套筒的设置能够限制弹性间隙D的宽度，通过凸起51能够阻止挡位块2进一步向前运动。

止位套筒5中间还开设有由前端贯穿至后端的阶梯状连接孔二，连接螺栓6的头部61压覆在阶梯状连接孔二的阶梯面上，杆部62分别与止位套筒5和支承块1螺纹连接，从而实现止位套筒5的固定。

另外，为了便于压气机鼓筒盘4的定位，支承块1的前端还螺栓连接有定位块7，定位块7位于压气机鼓筒盘4内侧的定位孔41中，并且定位块7的直径与定位孔41的直径相对应，从而安装时直接将鼓筒盘套设在定位块7上即可定位。

制作本装置时，可以包括以下步骤：步骤1、20CrMo毛坯尺寸复验：对环形毛坯尺寸进行测量，确保各个加工面上留有余量，检查毛坯表面质量无缺陷。

步骤2、粗车挡位块、支承块坯料，去除毛坯大部分加工余量，同时为去应力热处理及精加工预留余量。

步骤3、去应力热处理。

步骤4、精加工挡位块、支承块，挡位块轮廓与压气机盘心贴合，支承块与设备工装配合良好。

步骤5、选购外径30mm ，材质50CrVA、 II类高疲劳强度弹簧及12.9级高强螺栓，弹簧自由长度70mm，压缩比约0.5，可提供有效弹性支承。

步骤6、挡位块、支承块表面进行渗氮处理，氮化深度0.5mm,氮化后硬度达到HB350以上。

步骤7、对挡位块、支承块进行三坐标检测，关键尺寸需符合图纸要求。

步骤8、在焊接工装上螺栓装配支承块，在支承块预留孔内装入弹簧，上压挡位块，使用螺栓、止位套筒连接弹簧支承块和挡位块，支承块与挡位块弹簧撑开形成弹性间隙1.8mm，即在原先焊接工装和工件之间增设本方案的约束装置。

步骤9、进行装配前检测，确保安装良好，满足鼓筒盘件装配要求。

步骤10、进行惯性摩擦焊接，焊接后进行检查，压气机鼓筒盘焊接变形在误差范围内，约束装置符合重复使用要求。

使用本装置能在惯性摩擦焊接时，提供动态的弹性约束，避免焊接时盘心产生过大角向变形；具体为在惯性摩擦焊接完成后，盘心总是向两侧变形，呈“八”字状，本方案在惯性摩擦焊时在旋转端增设装夹一个外形轮廓与盘心一致的弹性挡位块，其弹性原理为在挡位块背后设计一系列弹簧支承，形成弹性；在惯性摩擦焊接过程中，弹性挡位块与盘心贴合，始终给盘心一个弹性支承，在避免刚性约束产生过大应力的情况下，达到减小盘心的焊接变形的目的。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置，其特征在于：其包括支承块和挡位块，所述支承块与惯性摩擦焊焊接工装连接，所述支承块上安装有弹簧，所述挡位块的后端与所述弹簧接触，所述挡位块的前端与压气机鼓筒盘接触并与所述压气机鼓筒盘的盘心贴合；当所述压气机鼓筒盘未受顶锻力时，所述挡位块和所述支承块之间设有弹性间隙。

2.根据权利要求1所述的一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置，其特征在于：所述挡位块通过止位套筒和连接螺栓与所述支承块连接，所述挡位块上均匀开设有由前端贯穿至后端的阶梯状连接孔一，所述止位套筒呈圆柱状并且其前端设有向外扩张的凸起，所述凸起位于所述阶梯状连接孔一的阶梯面前端，所述止位套筒的后端与所述支承块接触，当所述阶梯状连接孔一的阶梯面与所述止位套筒的凸起接触时，所述挡位块的后端与所述支承块的前端具有一定间隙。

3.根据权利要求2所述的一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置，其特征在于：所述止位套筒中间还开设有由前端贯穿至后端的阶梯状连接孔二，所述连接螺栓的头部压覆在所述阶梯状连接孔二的阶梯面上，杆部分别与所述止位套筒和所述支承块螺纹连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种降低压气机盘惯性摩擦焊后盘心变形的约束装置，其特征在于：所述支承块的前端还连接有定位块，所述定位块位于所述压气机鼓筒盘内侧的定位孔中，并且所述定位块的直径与所述定位孔的直径相对应。