一種系列風力發電機及軸承用墊圈及其複合加工工藝的製作方法

2023-07-27 07:17:06

專利名稱：一種系列風力發電機及軸承用墊圈及其複合加工工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於墊圈及墊片類零件磨加工技術領域。具體涉及一種系列風力發電機及軸承用墊圈及其複合加工工藝，尤其涉及一種系列風力發電機用墊圈及其複合加工工藝。
背景技術：
大連重工起重集團華銳風電事業部現在主要負責生產3兆瓦級風力發電機組，產量近年來穩步大幅增長，2011年計劃生產風電機組2500臺。除了 1. 5兆瓦風機外，華銳風電現重點在研發生產3兆瓦機組，3兆瓦風機是目前風電市場的主流機型。一臺3兆瓦風機用4 臺偏航驅動器和3臺變漿驅動器。目前華銳首批3兆瓦機組各部件主要依靠進口。偏航驅動器中存在5種規格墊圈數量36個，變漿驅動器中存在7種規格墊圈，數量為34個。上述不同規格墊圈是指外徑Φ 40 Φ130ΜΜ,內經Φ 25 Φ 90ΜΜ，高度2. 9 5ΜΜ不同規格的產品墊圈。目前，該類墊圈產品主要採用軸承鋼(GGrl5)材料，經過鍛造進行毛坯成型的，存在如下不足之處
1、採用軸承鋼(GGrl5)材料加工工藝流程為棒料加熱切成料段一料段加熱鍛造成型 (兩片合鍛)一球化退火一車端面及外、內經倒角一車另端面及外、內經倒角一切斷一平端面(或磨端面)一淬火、回火一磨平面，不足之處是
A、由於加工工序長，比採用20#鋼板多5道工序，生產周期長，生產成本高，生產效率低；加工產品消耗每噸材料至少增加2000元費用，生產周期至少增加15天，生產效率至少降低30%οB、由於採用鍛件，加工2件產品，至少1. 5個產品被車掉，材料利用率只有45%。C、墊圈的壁厚(外徑減內經之半)大於16MM以上，車加工無法切斷，只能採用鋸切， 這樣材料利用率很低(如墊圈尺寸外徑87MM，內經48MM，高度4MM，鋸切消耗材料3MM，平端面1匪，磨加工0.5匪，這樣，至少一個產品被消耗掉)；另外，墊圈尺寸外徑72匪，內經 42MM，高度3MM的產品，車加工裝夾很困難，只能採用單頭平面磨，加工成本大幅上升。

發明內容
本發明的目的就是針對上述不足之處而提供一種工序少、加工成本低、材料利用率高、生產效率高、適合批量生產的墊圈及其製造方法。本發明墊圈的技術解決方案是一種系列風力發電機及軸承用墊圈，包括墊圈， 其特徵是所述的墊圈為採用20#鋼板製成的墊圈；該墊圈0. 6^0. 9匪深度的表層為經滲碳淬火、回火爐熱處理、硬度為55飛2HRC的表層；該墊圈除上述表層外的心部為硬度 28 33HRC的心部。本發明的技術解決方案中所述的墊圈外徑為Φ40 Φ130ΜΜ、內經為Φ 25 Φ90ΜΜ、高度為 2. 9 5ΜΜ。本發明墊圈複合加工工藝的技術解決方案是一種系列風力發電機及軸承用墊圈複合加工工藝，其特徵在於包括以下工藝步驟⑴、按照工藝設計要求將20#鋼板剪切成條型直料段； ⑵、將條型直料段按照工藝設計要求衝壓成型； ⑶、將衝壓成型毛坯噴丸處理；
W)、採用無心外圓通過磨磨床將噴丸處理的毛坯進行外徑軟磨磨，和平端面磨削加
工；
(5)、採用車加工將平端面處理後的毛坯車內經及倒角；產品尺寸，控制在工藝設計技術要求範圍內；
(6)、採用多用爐將車加工毛坯進行滲碳淬火及回火技術參數控制在工藝設計技術要求範圍內；
⑵、採用無心外圓通過磨磨床和平端面磨床將熱處理的毛坯進行磨削加工，尺寸及平行差控制在工藝設計技術要求範圍內；
(8)、採用噴淋式清洗機將精磨臺階後的小外徑成品尺寸料段進行退磁清洗和清洗防鏽。本發明墊圈複合加工工藝的技術解決方案中所述的條型直料段是根據外徑 Φ 40 Φ130ΜΜ，內經Φ 25 Φ 90ΜΜ，高度2. 9 5ΜΜ不同規格的產品要求剪切成，並衝壓成型的；噴丸處理後毛坯進行外徑軟磨和平端面磨削加工時，外徑尺寸公差控制在0. 08ΜΜ 以內，高度尺寸公差控制在0. 08ΜΜ以內，平行差控制在0. 08ΜΜ以內；毛坯車內經及倒角時， 內徑尺寸公差控制在0. IMM以內；毛坯進行滲碳淬火、回火爐進行熱處理有效硬度深度為 0. 7 1. 2ΜΜ，硬度為55飛2HRC，心部硬度^ 33HRC ；無心外圓通過磨磨床和平端面磨床進行磨削加工時，外、內徑尺寸公差控制在0. 15MM以內，高度尺寸公差控制在0. 06MM以內，內平行差控制在0.015以內。本發明首次採用20#鋼板將衝壓成型的毛坯經軟磨、車內經及倒角、滲碳淬火和磨加工成墊圈成品尺寸，外徑尺寸公差控制在0. 08MM以內，內徑尺寸公差控制在0. IMM以內，高度尺寸公差控制在0. 08MM內，平行差控制在0. 08MM以內的系列墊圈。本發明首次採用20#鋼板將衝壓成型的毛坯，既避免採用軸承鋼(GGrl5)材料加工工序多、加工成本高、 材料利用率低、生產效率低的不足，又避免採用普軸承鋼(GGrl5)材料加工工序的墊圈的壁厚(外徑減內經之半)大於16MM以上，車加工無法切斷的不足，並可批量生產，加工效率大大提高。本發明克服了現有採用普軸承鋼(GGrl5)材料加工墊圈工序的工藝的不足，具有加工工序少、加工成本低及材料利用率高、生產效率高、適合批量生產的特點。本發明主要用於系列風力發電機及軸承用墊圈及其複合工藝的加工。


圖1為本發明的產品結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示。3兆瓦風機用4臺偏航驅動器和3臺變漿驅動器中的墊圈1的尺寸如下外徑為87MM、內徑直徑為48MM、高度為4MM，墊圈1採用20#鋼板製成，0. 6 0. 9匪深度的表層為經滲碳淬火、回火爐熱處理、硬度為55飛2HRC的表層2，除上述表層2外的墊圈心部3硬度為2纊33HRC，以形成表面硬度與心部硬度差，從而提高產品抗衝擊性能及節能。本發明加工該墊圈1的複合工藝如下
⑴、將直徑為Φ 88° ο. 15ΜΜ、內徑直徑為47MM+°_ 15+0.Q5、高度為5_°_ 15_0.05MM在!350KN壓力機上成型；
⑵、將衝壓成型毛坯噴丸處理；
⑶、採用M10200無心外圓通過磨磨床將噴丸處理的毛坯進行外徑軟磨磨，和平端面磨削加工；外徑尺寸公差控制在0. 08MM以內，高度尺寸公差控制在0. 08MM以內，平行差控制在0. 08MM以內；
⑷、採用車加工將平端面處理後的毛坯車內經及倒角；加工到產品尺寸，內徑尺寸公差控制在0. IMM以內；
(5)、採用多用爐將車加工毛坯進行滲碳淬火，滲碳溫度720度、回火爐溫度180度進行熱處理有效硬度深度為0. 7 1. 2MM，硬度為55飛2HRC，心部硬度^ 33HRC。(6)、採用M10200無心外圓通過磨磨床和平端面磨床將熱處理的毛坯進行磨削加工成墊圈成品尺寸，外、內徑尺寸公差控制在0. 15MM以內，高度尺寸公差控制在0. 06MM以內，內平行差控制在0.015以內；
(7)、採用噴淋式清洗機將精磨臺階後的小外徑成品尺寸料段進行退磁清洗和清洗防鏽。經加工上述微型高精度臺階軸2200件，合格率達99%，每班生產12000件/ 8小時。
權利要求
1.一種系列風力發電機及軸承用墊圈，包括墊圈(1)，其特徵是所述的墊圈(1)為採用20#鋼板製成的墊圈；該墊圈(1)0. 6^0. 9MM深度的表層為經滲碳淬火、回火爐熱處理、硬度為55飛2HRC的表層(2)；該墊圈(1)除上述表層外的心部(3)為硬度^ 33HRC的心部。
2.如權利要求1所述的一種系列風力發電機及軸承用墊圈，其特徵是所述的墊圈(1) 外徑為Φ 40 Φ130ΜΜ、內經為Φ 25 Φ 90ΜΜ、高度為2. 9 5ΜΜ。
3.—種製造權利要求1所述的一種系列風力發電機及軸承用墊圈的複合加工工藝，其特徵在於包括以下工藝步驟⑴、按照工藝設計要求將20#鋼板剪切成條型直料段； ⑵、將條型直料段按照工藝設計要求衝壓成型； ⑶、將衝壓成型毛坯噴丸處理；W)、採用無心外圓通過磨磨床將噴丸處理的毛坯進行外徑軟磨磨，和平端面磨削加工；(5)、採用車加工將平端面處理後的毛坯車內經及倒角；產品尺寸，控制在工藝設計技術要求範圍內；(6)、採用多用爐將車加工毛坯進行滲碳淬火及回火技術參數控制在工藝設計技術要求範圍內；⑵、採用無心外圓通過磨磨床和平端面磨床將熱處理的毛坯進行磨削加工，尺寸及平行差控制在工藝設計技術要求範圍內；(8)、採用噴淋式清洗機將精磨臺階後的小外徑成品尺寸料段進行退磁清洗和清洗防鏽。
4.如權利要求3所述的系列風力發電機及軸承用墊圈的複合加工工藝，其特徵是所述的條型直料段是根據外徑Φ 40 Φ13(ΜΜ，內經Φ 25 Φ 90ΜΜ，高度2. 9 5ΜΜ不同規格的產品要求剪切成，並衝壓成型的；噴丸處理後毛坯進行外徑軟磨和平端面磨削加工時， 外徑尺寸公差控制在0. 08ΜΜ以內，高度尺寸公差控制在0. 08ΜΜ以內，平行差控制在0. 08ΜΜ 以內；毛坯車內經及倒角時，內徑尺寸公差控制在0. IMM以內；毛坯進行滲碳淬火、回火爐進行熱處理有效硬度深度為0. 7 1. 2ΜΜ，硬度為55飛2HRC，心部硬度^ 33HRC ；無心外圓通過磨磨床和平端面磨床進行磨削加工時，外、內徑尺寸公差控制在0. 15MM以內，高度尺寸公差控制在0. 06MM以，內平行差控制在，0. 015以內。
全文摘要
本發明的名稱為一種系列風力發電機及軸承用墊圈及其複合加工工藝。屬於墊圈及墊片類零件磨加工技術領域。它主要是解決現有的問題。它主要特徵是墊圈採用20#鋼板製成，墊圈0.6~0.9mm深度的表層為經滲碳淬火、回火爐熱處理、硬度為55~62HRC的表層，心部硬度為28~33HRC；工藝為將20#鋼板剪切成條型直料段、衝壓成型、噴丸處理、進行外徑軟磨磨和平端面磨削加工、滲碳淬火及回火熱處理、無心外圓磨削加工、退磁清洗和清洗防鏽。具有加工工序少、加工成本低及材料利用率高、生產效率高、適合批量生產的特點，主要用於系列風力發電機及軸承用墊圈及其複合工藝的加工。
文檔編號F03D11/00GK102278359SQ20111016294
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月17日 優先權日2011年6月17日
發明者張雷, 王恩來, 肖壯勇, 金戰 申請人:襄陽汽車軸承股份有限公司