環(huán)鍛件包括風(fēng)電法蘭、軸承圈、回轉(zhuǎn)支承鍛件，在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域?qū)儆陉P(guān)鍵部件。隨著海上風(fēng)電、國(guó)家基建項(xiàng)目以及一帶一路的進(jìn)一步發(fā)展，以自由鍛壓機(jī)為主要鐓粗設(shè)備的環(huán)鍛件的需求量增加，其主要工藝流程包括：下料→加熱→自由鍛制坯→鐓粗壓實(shí)沖孔→擴(kuò)孔→加熱→軋制→熱處理。現(xiàn)有固定式上砧結(jié)構(gòu)限制了自由鍛制坯鐓粗壓實(shí)過(guò)程，而自由鍛制坯鐓粗壓實(shí)、沖孔以及擴(kuò)孔工序?qū)Νh(huán)件的內(nèi)在質(zhì)量具有重要的意義。目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有大中型自由鍛壓機(jī)鐓粗壓實(shí)均采用下旋轉(zhuǎn)鐓粗臺(tái)，受結(jié)構(gòu)影響該類(lèi)旋轉(zhuǎn)臺(tái)需承受工件的重量、壓機(jī)對(duì)其施加的壓力，因此需增加頂起彈簧，否則下鐓粗臺(tái)無(wú)法旋轉(zhuǎn)，這將使得裝置笨重、不便于操作，且鍛件產(chǎn)生的熱量更易使需跟隨移動(dòng)工作臺(tái)來(lái)回移動(dòng)的下旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置控制電纜及油管等摩擦破損，使得故障率升高。這給環(huán)鍛件的制坯壓實(shí)帶來(lái)諸多不利因素：⑴效率低，火次多，影響內(nèi)在的壓實(shí)質(zhì)量；⑵鍛造過(guò)程的表面質(zhì)量差，在輾環(huán)軋制時(shí)易導(dǎo)致夾層、凹坑等缺陷；⑶工件不能過(guò)重并且不能超過(guò)彈簧的工作載荷，嚴(yán)重限制了鍛壓范圍，影響產(chǎn)能，降低了設(shè)備的利用率。
主要技術(shù)創(chuàng)新
裝置組成
設(shè)計(jì)一種環(huán)件的上旋轉(zhuǎn)鐓粗壓實(shí)裝置，此裝置主要由連接板、大齒輪、上砧墊、上砧、液壓馬達(dá)、小齒輪等主要部件組成，如圖1 所示。其中連接板上設(shè)置有注油孔，實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑；連接板與大齒輪利用中心凹凸結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，并留有轉(zhuǎn)動(dòng)間隙；上砧墊中設(shè)有鎖緊裝置，在更換上砧后并將其進(jìn)行鎖緊，鎖緊裝置主要由鎖緊彈簧、彈簧壓蓋、中心軸、鎖緊吊鉤組成，并能夠?qū)崿F(xiàn)快速更換；上砧可為異形鍛造的模具，對(duì)復(fù)雜形狀的鍛件進(jìn)行鍛壓；液壓馬達(dá)由液壓油驅(qū)動(dòng)，軸伸安裝小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)；部件之間的定位采用定位銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)，防止部件工作時(shí)竄動(dòng)。
裝置原理
⑴壓機(jī)動(dòng)梁與連接板通過(guò)原有螺栓連接進(jìn)行緊固，并通過(guò)定位銷(xiāo)進(jìn)行定位。⑵連接板設(shè)有注油孔，能夠?qū)L動(dòng)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑，并安裝芯軸、滾動(dòng)軸承、軸套，使芯軸實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。⑶大齒輪與芯軸通過(guò)安裝擋環(huán)、壓蓋，并隨芯軸一起旋轉(zhuǎn)，大齒輪與連接板利用中心凹凸結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，并留有轉(zhuǎn)動(dòng)間隙。⑷上砧墊通過(guò)T 形槽螺栓與大齒輪進(jìn)行緊固，并設(shè)有鎖緊裝置，在更換上砧后將其鎖緊，鎖緊裝置主要由鎖緊彈簧、彈簧壓蓋、中心軸、鎖緊吊鉤組成，能夠?qū)崿F(xiàn)快速更換，并采用定位銷(xiāo)定位。⑸上砧通過(guò)鎖緊吊鉤與上砧墊進(jìn)行連接并鎖緊，上砧可為異形鍛造的模具，可對(duì)復(fù)雜鍛件進(jìn)行鍛壓。⑹液壓馬達(dá)通過(guò)支架固定于連接板上，由液壓油進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，輸出軸伸上連接小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。
裝置優(yōu)點(diǎn)
⑴通過(guò)輕量化設(shè)計(jì)使得此裝置旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量較輕，實(shí)現(xiàn)快速旋轉(zhuǎn)，提升鐓粗效率。⑵提升了坯料表面和內(nèi)在壓實(shí)質(zhì)量，細(xì)化晶粒結(jié)構(gòu)，消除了內(nèi)部鍛造時(shí)產(chǎn)生的氣孔、疏松、偏析等缺陷，增強(qiáng)了機(jī)械性能。⑶提高了鍛件的終鍛溫度，縮短了二次加熱保溫時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益。⑷能夠充分利用壓機(jī)潛在產(chǎn)能，擴(kuò)展了壓機(jī)的鍛壓范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)馬架擴(kuò)孔以及錐形沖頭擴(kuò)孔，提高了壓機(jī)的利用率，增加了產(chǎn)能。
海上風(fēng)電項(xiàng)目
項(xiàng)目概況
射陽(yáng)海上風(fēng)電項(xiàng)目，法蘭直徑5.5m。坯料規(guī)格為φ900mm×2.5m，下料重量為12.5t，沖擊功要求：-50℃縱向≥50J、橫向≥30J。其制坯尺寸為φ1928mm×φ500mm×583mm，鐓粗截面尺寸較大，原有固定式上砧結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行鐓粗壓實(shí)時(shí)的抗力很大，無(wú)法完成鐓粗壓實(shí)操作。采用小截面上砧，在利用旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，將圓柱料段沿圓周方向進(jìn)行鐓粗壓實(shí)至工藝要求高度。鍛造工藝流程如圖2 所示。
應(yīng)用的效果
⑴通過(guò)實(shí)現(xiàn)上砧旋轉(zhuǎn)功能，實(shí)現(xiàn)連鑄圓鐓粗壓實(shí)至工藝要求，在使用過(guò)程中旋轉(zhuǎn)速度較快，使得鐓粗效率提高。⑵采用馬架擴(kuò)孔時(shí)可以任意切換上砧方向，大大減少了擴(kuò)孔時(shí)間，提高了鍛件的終鍛溫度，縮短了二次加熱保溫時(shí)間。⑶利用上砧的旋轉(zhuǎn)功能實(shí)現(xiàn)馬架擴(kuò)孔后對(duì)坯料進(jìn)行平整，不用再對(duì)坯料進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，提高了平整質(zhì)量以及效率。
礦冶齒圈項(xiàng)目
項(xiàng)目概況
礦冶齒圈項(xiàng)目，材質(zhì)為34CrNi1Mo，原材料采用17t 鋼錠，鍛造工藝要求在1200℃時(shí)保溫時(shí)間為6 ～7h，在鍛造輾環(huán)前3 ～4h，可將溫度調(diào)整至1220 ～1230℃，以便更順利地進(jìn)行鍛造。其制坯尺寸為φ2141mm×φ800mm×539mm，其鐓粗高度較小，因此鋼錠鐓粗壓實(shí)時(shí)采用旋轉(zhuǎn)式上砧裝置，將鋼錠高度鐓粗至工藝要求，再用φ500mm 沖頭沖孔、最后用φ800mm 沖頭擴(kuò)孔后滾圓。否則鐓粗高度不夠，將導(dǎo)致在輾環(huán)軋制時(shí)出現(xiàn)夾層、凹坑等缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。調(diào)質(zhì)處理回火溫度為680℃，實(shí)測(cè)硬度值為190 ～235HB，符合圖紙要求。工藝流程如圖3 所示。
由于超導(dǎo)磁場(chǎng)儲(chǔ)能型微網(wǎng)所選取的材料為非導(dǎo)磁性材料,而導(dǎo)線(xiàn)的輻向?qū)挾容^小,因而在工頻狀態(tài)下磁場(chǎng)透入深度往往高于繞組[8]的尺度,因而從繞組渦流對(duì)漏磁場(chǎng)的反影響而言,能夠?qū)⒗@組分割為非渦流區(qū)間。通過(guò)漏磁場(chǎng)測(cè)算后,可選取電網(wǎng)導(dǎo)體損耗測(cè)算方式獲得繞組線(xiàn)圈的渦流損耗,如式(11),式(12)所示:應(yīng)用的效果
⑵利用上砧旋轉(zhuǎn)功能實(shí)現(xiàn)錐形擴(kuò)孔工藝，可在任意角度方向進(jìn)行擴(kuò)孔，減少了擴(kuò)孔工序的時(shí)間，提升了鍛造制坯效率。⑶在圓坯料段圓周方向進(jìn)行連續(xù)鐓粗壓實(shí)，提高了鋼錠的滾圓效率以及滾圓質(zhì)量，為輾環(huán)軋制提供了良好的鍛坯質(zhì)量。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)承接的射陽(yáng)海上風(fēng)電法蘭項(xiàng)目以及礦冶齒圈項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用，對(duì)上旋轉(zhuǎn)鐓粗壓實(shí)裝置進(jìn)行了工藝驗(yàn)證，收到了良好預(yù)期效果，均達(dá)到了工藝要求。此裝置能夠充分利用壓機(jī)潛在產(chǎn)能，擴(kuò)展了壓機(jī)的鍛壓范圍，提高了壓機(jī)的利用率，增加了產(chǎn)能。
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