一種異形截面法蘭的熱變形裝置的製作方法

2023-09-23 10:46:55 2

專利名稱：一種異形截面法蘭的熱變形裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於風電塔筒連接法蘭件的加工裝置，具體涉及一種異形截面法蘭的熱變形裝置。
背景技術：
風電塔筒在風力發電機組中主要起支撐作用，同時用於吸收機組的震動，一般的風電塔筒由四節組成，風電法蘭是焊接在塔筒兩端起上下件連接作用。目前風電塔筒法蘭的生產過程為，選用速鑄坯或鋼錠作為原料，然後經加熱、鐓粗、衝孔後上碾環機，將坯料碾成矩形截面的法蘭毛皮環。然而風電法蘭在使用過程中的截面形狀一般為L形或為T形， 這樣就需要通過機加工，將矩形截面的法蘭毛皮環加工成L形或T形截面的法蘭環，採用現有的加工設備加工既費時費力，消耗掉大量的能源，又要浪費掉大量的材料，同時也會破壞金屬內部的纖維組織結構，還會降低環件的強度。因此，有必要對現有的法蘭毛皮環加工設備進行改進。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術中存在的缺陷，提供一種異形截面法蘭的熱變形裝置，該裝置可以通過簡單的工藝步驟，一次性地將環形件加工成異形截面，既可以減少機加工的工作量，又可以節省大量的原材料。為實現上述目的，本實用新型的技術方案是設計一種異形截面法蘭的熱變形裝置，其特徵在於，所述熱變形裝置包括主軋輥和芯輥，在所述芯輥上設有芯模段，所述熱變形裝置通過主軋輥、芯輥和芯輥上的芯模段將鋼坯軋製成具有異形截面的法蘭環。為了便於加工不同異形截面的法蘭環，優選的技術方案是，所述芯輥上設有的芯模段與芯輥之間為整體結構，或為可拆卸式的分體結構。為了防止在軋制過程中法蘭環向上竄動，進一步優選的技術方案是，在所述芯輥的上端設有棘齒棘齒式定位鎖緊機構。為了便於控制被軋製法蘭環的厚度尺寸，進一步優選的技術方案還包括，所述熱變形裝置在位於被軋製法蘭環上下端面的部位分別設有可移動的上託輥和下託輥。為了便於軋制不同尺寸的環形件，進一步優選的技術方案還包括，所述上軋輥與下軋輥分別與驅動機構連接，所述驅動機構用於驅動上軋輥與下軋輥的旋轉，所述驅動機構被安裝在移動支架上，所述的移動支架與液壓驅動機構連接。本實用新型的優點和有益效果在於由於在本實用新型中，採用在芯輥上設置了芯模，通過改變芯模的截面形狀實現軋制出不同異形截面的環形件。因此該法蘭熱變形裝置可以一次性地將芯輥與芯模安裝好，然後通過主軋輥、芯輥和安裝在芯輥上的芯模以及上託輥與下託輥，將衝有階梯孔的鋼坯軋製成異形截面的毛坯環。通過上述工藝加工的毛坯環既可以節省原材料，又可減少機加工的工作量，同時還可以減少能源的浪費。
圖1是本實用新型法蘭熱變形裝置工作初始狀態的結構示意圖；圖2是本實用新型法蘭熱變形裝置工作中間工藝或終止狀態的結構示意圖。圖中1、主軋輥；2、芯輥；3、芯模段；4、鋼坯；5、法蘭環；6、上託輥；7、下託輥。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護範圍。如附圖1、2所示，本實用新型是一種異形截面法蘭的熱變形裝置，該熱變形裝置包括主軋輥1和芯輥2，在所述芯輥上設有芯模段3，所述熱變形裝置通過主軋輥1、芯輥2 和芯輥上的芯模段3將鋼坯4軋製成具有異形截面的法蘭環5。在本實用新型中為了便於加工不同異形截面的法蘭環，優選的實施方案是，所述芯輥上設有的芯模段3與芯輥2之間為整體結構，或為可拆卸式的分體結構。在本實用新型中為了防止在軋制過程中法蘭環向上竄動，進一步優選的實施方案是，在所述芯輥的上端設有棘齒棘齒式定位鎖緊機構。在本實用新型中為了便於控制被軋製法蘭環5的厚度尺寸，進一步優選的實施方案還包括，所述熱變形裝置在位於被軋製法蘭環5上下端面的部位分別設有可移動的上託輥6和下託輥7。在本實用新型中為了便於軋制不同尺寸的環形件，進一步優選的技術方案還包括，所述上軋輥6與下軋輥7分別與驅動機構連接，所述驅動機構用於驅動上軋輥6與下軋輥7的旋轉，所述驅動機構被安裝在移動支架上，所述的移動支架與液壓驅動機構連接。本實用新型中熱變形裝置的工作過程包括如下工藝步驟第一步、將鋼還加熱後鐓粗；第二步、用直徑小於等於300_的實心衝子，在鐓粗後鋼坯的中心，從單面衝出通孔；第三步、然後將定位模放置在所述通孔上，再壓機壓定位模；定位模包括依次連接的大圓柱段、圓臺段和設在圓臺下端與所述通孔配合的階梯軸段，定位模的高度大於等於衝通孔後鋼坯的厚度；第四步、然後將定位模取出，再用與大圓柱段直徑相等直徑為400mm的實心衝子， 將所述通孔衝壓成階梯孔；第五步、將衝出階梯孔的坯料經二次加熱後放入到碾環機上進行碾環加工；所述的碾環機設有主軋輥和芯輥，在所述芯輥上設有芯模段，所述碾環機通過主軋輥、芯輥和芯輥上的芯模段將鋼坯軋製成具有L形截面的法蘭。為了防止定位模取出時的困難，在本實用新型中優選的實施方案是，所述第三步驟中在定位模放置之前，在定位模的承壓面上塗抹鱗片石墨和柴油的混合液，同時在鋼坯的承壓面上撒上幹石墨粉。為了減小軋制啟動狀態時的驅動力，在本實用新型中進一步優選的實施方案是， 所述第五步的軋制工藝開始前在所述鋼坯的階梯孔的臺階與所述芯模下端面之間可設有3 5_的間隙。為了防止被軋制環件的向上竄動，在本實用新型中進一步優選的技術方案還有， 在所述芯輥的上端設有定位鎖緊機構。為了有效地控制被軋制環件的高度尺寸，進一步優選的技術方案是，所述碾環機在所述上下端面分別設有可移動的上託輥和下託輥。為了防止各軋輥受熱後變軟，優選的技術方案還有，在所述第五步的軋制步驟中用冷卻水冷卻芯輥、芯模和主軋輥。實施例1 例如軋制截面呈L形的塔頂型風塔法蘭重量約2 10噸外經達4 7m，其截面尺寸稍有變化，坯料重量就相差很大。截面呈L形塔頂型風塔法蘭的設計原則操作簡單、實用、安裝；制坯形狀規整、定位準確、環坯成性良好，更換模具簡潔、方便。熱變形工藝包括將鋼錠加熱後用4000鐓油壓機鐓粗鋼坯，然後先用直徑為 300_的實心衝子在鋼坯的中心衝出小的通孔，然後再用定位模將小孔壓成大的階梯孔，再用直徑為400mm的實心衝子在鋼坯的中心衝出大的通孔，在大通孔的上端還留有一段用定位模壓出的比大通孔直徑更大的階梯孔；在完成上述衝孔工藝後再將鋼坯進行二次加熱， 再將加熱後的鋼坯放入碾環機上，將其軋製成截面呈L形的毛坯環。衝小孔的目的是防止鋼坯上端面的過度塌陷變形。在定位模向下壓鋼坯時，應控制下壓的高度h;h等於鋼坯的厚度減去定位模壓入鋼坯的深度。由於定位模在向下壓鋼坯時，被擠壓的金屬將流向小的通孔內，因此鋼坯上端面的塌陷變形會很小。由於在定位模的下端設置了大通孔直徑為 400mm的臺階，將定位模由鋼坯中取出後，用直徑為400mm的實心衝子先在平模臺上壓實， 然後再將鋼坯轉到衝孔臺上衝大通孔。其中大通孔的直徑應依據碾環機的心輥直徑而設定，為防止定位模取出時困難，可在定位模的承壓面上塗抹鱗片石墨和廢機油的混合液，並在鋼坯的承壓面上撒上幹石墨粉。在本實用新型中軋制環形件的過程是在碾環機上進行的，如圖3、4所示，依據碾環機的特點，芯輥上的芯模段應落在成型衝孔後鋼坯的階梯孔內，並且在階梯孔與芯輥和芯輥的芯模段之間要留有40mm 50mm的間隙。鋼坯在安裝的初始狀態，芯輥的芯模段底端應與階梯孔的臺階之間留有3mm 5mm的間隙。在碾環機啟動時先使鋼坯件慢速轉動幾圈，用以消除鋼坯件的橢圓度，隨後的軋制方法與操作矩形截面的環形件相似，在軋制中用冷卻水冷卻主軋輥、芯輥和芯輥上的芯模段。截面呈L形塔頂型風塔法蘭在軋制過程中是平穩的，由於芯輥在向下進給直至到位都有一個鎖緊力控制，固芯模段的下端面對鋼坯件有一個防止鋼坯件上竄的壓力，在主軋輥壓力的作用下，不停轉動的主軋輥帶動鋼坯件和芯輥旋轉，隨著芯輥與主軋輥之間間隙的不斷減小，環件的直徑越來越大，碾環機上的下錐輥起著稱重的作用，下錐輥除了自傳還要配合不斷向下移動並自轉的上錐輥完成環形件厚度方向的控制。在本實用新型中風塔法蘭可選用Q345E鋼材作為原料，該鋼材的熱塑性非常好， 更有利於L形截面環的成型。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種異形截面法蘭的熱變形裝置，其特徵在於，所述熱變形裝置包括主軋輥和芯輥， 在所述芯輥上設有芯模段，所述熱變形裝置通過主軋輥、芯輥和芯輥上的芯模段將鋼坯軋製成具有異形截面的法蘭環。
2.如權利要求1所述的異形截面法蘭的熱變形裝置，其特徵在於，所述芯輥上設有的芯模段與芯輥之間為整體結構，或為可拆卸式的分體結構。
3.如權利要求2所述的異形截面法蘭的熱變形裝置，其特徵在於，在所述芯輥的上端設有棘齒棘齒式定位鎖緊機構。
4.如權利要求3所述的異形截面法蘭的熱變形裝置，其特徵在於，所述熱變形裝置在位於被軋製法蘭環上下端面的部位分別設有可移動的上託輥和下託輥。
5.如權利要求4所述的異形截面法蘭的熱變形裝置，其特徵在於，所述上軋輥與下軋輥分別與驅動機構連接，所述驅動機構用於驅動上軋輥與下軋輥的旋轉，所述驅動機構被安裝在移動支架上，所述的移動支架與液壓驅動機構連接。
專利摘要本實用新型公開了一種異形截面法蘭的熱變形裝置，其特徵在於，所述熱變形裝置包括主軋輥和芯輥，在所述芯輥上設有芯模段，所述熱變形裝置通過主軋輥、芯輥和芯輥上的芯模段將鋼坯軋製成具有異形截面的法蘭環。該裝置採用在芯輥上設置了芯模，通過改變芯模的截面形狀實現軋制出不同異形截面的環形件。因此該法蘭熱變形裝置可以一次性地將芯輥與芯模安裝好，然後通過主軋輥、芯輥和安裝在芯輥上的芯模以及上託輥與下託輥，將衝有階梯孔的鋼坯軋製成異形截面的毛坯環。通過上述工藝加工的毛坯環既可以節省原材料，又可減少機加工的工作量，同時還可以減少能源的浪費。
文檔編號B21H1/06GK202343824SQ201120416538
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者周洪亮, 承立新, 是潤春, 楊家灼, 繆惠民 申請人:江陰市恆潤環鍛有限公司