大型风电主轴轴端大法兰镦粗方法转让专利
申请号 : CN200810024981.8
文献号 : CN101293267B
文献日 : 2010-06-02
发明人 : 闫盛龙 , 杨以振 , 李立新 , 顾晓峰
申请人 : 江阴风电法兰制造有限公司
摘要 :
本发明涉及一种大型风电主轴轴端大法兰镦粗方法，包括以下过程：把经初锻成型的风电主轴锻件，由加热炉中吊出，垂直竖起，再用吊具吊起，垂直放入风电主轴轴端大法兰镦粗专用工装之中，对风电主轴轴端大法兰进行镦粗，待风电主轴轴端大法兰旋转镦粗达到工艺要求尺寸后，再由吊具把风电主轴锻件从镦粗专用工装中垂直吊出，放平后吊入加热炉中加热，进入下步锻造工序，所述镦粗专用工装由镦粗工装和连接工装两部分组成，所述镦粗工装自上至下依次包括镦粗模(9)、垫圈组件(10)、旋转工作台(11)、工作台底座(13)和移动工作台(14)，所述连接工装自上至下依次包括连接板(3)、上砧座(4)和上砧子(7)。本发明方法可以缩短锻造时间、提高工作效率、降低锻造成本和工人劳动强度。
权利要求 :
1.一种大型风电主轴轴端大法兰镦粗方法，其特征在于所述方法包括以下工艺过程：把经初锻成型的风电主轴锻件，由加热炉中吊出，垂直竖起，再用吊具吊起风电主轴锻件，垂直放入风电主轴轴端大法兰镦粗专用工装之中，对风电主轴轴端大法兰进行镦粗，镦粗过程中不断镦粗、不断旋转，这个镦粗过程全部在一整套镦粗专用工装中完成，待风电主轴轴端大法兰旋转镦粗达到工艺要求尺寸后，再由吊具把风电主轴锻件从镦粗专用工装中垂直吊出，放平后吊入加热炉中加热，进入下步锻造工序，所述镦粗专用工装由镦粗工装和连接工装两部分组成，
所述镦粗工装自上至下依次包括镦粗模(9)、垫圈组件(10)、旋转工作台(11)、工作台底座(13)和移动工作台(14)，所述镦粗模(9)叠放在垫圈组件(10)上，垫圈组件(10)置于旋转工作台(11)上，旋转工作台(11)置于工作台底座(13)上，旋转工作台(11)与工作台底座(13)接触面设置有滚动滑道(12)，所述工作台底座(13)置于移动工作台(14)上，所述连接工装自上至下依次包括连接板(3)、上砧座(4)和上砧子(7)，连接板(3)安装在动梁(1)上，连接板(3)厚度在300mm±20mm，上砧座(4)用安装销(5)与连接板(3)安装一起，所述安装销(5)中心上加工出固定楔孔，固定楔孔用固定楔(6)打紧，所述上砧子(7)采用燕尾槽结构与上砧座(4)连接；
所述垫圈组件(10)由若干片垫圈上下叠加组成，每片垫圈内、外径均相同，高度不完全相同。
说明书 :
技术领域
本发明涉及大型风电主轴轴端大法兰镦粗工艺。属锻造生产技术领域。
背景技术
风电主轴锻件目前其重量为5～15吨，由于其设计均有一个轴端大法兰，其直径在1050～1600mm之间，轴身长度在2400～4000mm之间，它们在3150吨的油压机上锻造都有一个技术难点，那就是如何锻造镦粗轴端大法兰。在本发明作出以前，以往的大型风电主轴轴端大法兰镦粗是采用较为传统的锻打方法进行。其锻造时间长、工作效率低、锻造成本高、工人劳动强度高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可以缩短锻造时间、提高工作效率、降低锻造成本和工人劳动强度的大型风电主轴轴端大法兰镦粗方法。
本发明的目的是这样实现的：一种大型风电主轴轴端大法兰镦粗方法，其特征在于所述方法包括以下工艺过程：把经初锻成型的风电主轴锻件，由加热炉中吊出，垂直竖起，再用吊具吊起风电主轴锻件，垂直放入风电主轴轴端大法兰镦粗专用工装之中，对风电主轴轴端大法兰进行镦粗，为使风电主轴轴端大法兰镦粗呈圆型、等高度，镦粗过程中应使其不断镦粗、不断旋转。这个镦粗过程全部在一整套镦粗专用工装中完成，待风电主轴轴端大法兰旋转镦粗达到工艺要求尺寸后，再由吊具把风电主轴锻件从镦粗专用工装中垂直吊出，放平后吊入加热炉中加热，进入下步锻造工序，
所述镦粗专用工装由镦粗工装和为充分利用压机的动梁有效行程的连接工装两部分组成，
所述镦粗工装自上至下依次包括风电主轴轴端大法兰镦粗模、调整适合风电主轴长度要求的一整套垫圈组件、保证镦粗过程中的风电主轴轴端大法兰镦粗工装旋转的旋转工作台、工作台底座和移动工作台，所述镦粗模叠放在垫圈组件上，垫圈组件置于旋转工作台上，旋转工作台置于工作台底座上，旋转工作台与工作台底座接触面设置有滚动滑道，所述工作台底座置于移动工作台上，
所述连接工装自上至下依次包括连接板、上砧座和上砧子，连接板安装在动梁上，连接板厚度在300mm±20mm，上砧座用安装销与连接板安装一起，所述安装销中心上加工出固定楔孔，固定楔孔用固定楔打紧，所述上砧子采用燕尾槽结构与上砧座安装连接。该套连接工装卸极为方便。
本发明利用这套工装保证了风电主轴锻件垂直置放及其镦粗轴端大法兰时进行旋转镦粗，保证局部镦粗时使大法兰部位均匀变形，既可保大法兰的锻压比，又能保证大法兰的圆度尺寸。
本发明方法和工装缩短了大型风电主轴轴端大法兰锻造时间，提高了锻造效率，降低了工人劳动强度，满足了风电主轴轴端大法兰镦粗的特殊要求，保证了风电主轴对轴端大法兰设计要求，满足并超过了风电主轴轴端大法兰的锻压比，可达到6.77，而设计要求一般达到4即可。本发明使通常认为风电主轴轴端大法兰锻造镦粗十分困难成为十分容易的锻造镦粗方法。
本发明的目的是这样实现的：一种大型风电主轴轴端大法兰镦粗方法，其特征在于所述方法包括以下工艺过程：把经初锻成型的风电主轴锻件，由加热炉中吊出，垂直竖起，再用吊具吊起风电主轴锻件，垂直放入风电主轴轴端大法兰镦粗专用工装之中，对风电主轴轴端大法兰进行镦粗，为使风电主轴轴端大法兰镦粗呈圆型、等高度，镦粗过程中应使其不断镦粗、不断旋转。这个镦粗过程全部在一整套镦粗专用工装中完成，待风电主轴轴端大法兰旋转镦粗达到工艺要求尺寸后，再由吊具把风电主轴锻件从镦粗专用工装中垂直吊出，放平后吊入加热炉中加热，进入下步锻造工序，
所述镦粗专用工装由镦粗工装和为充分利用压机的动梁有效行程的连接工装两部分组成，
所述镦粗工装自上至下依次包括风电主轴轴端大法兰镦粗模、调整适合风电主轴长度要求的一整套垫圈组件、保证镦粗过程中的风电主轴轴端大法兰镦粗工装旋转的旋转工作台、工作台底座和移动工作台，所述镦粗模叠放在垫圈组件上，垫圈组件置于旋转工作台上，旋转工作台置于工作台底座上，旋转工作台与工作台底座接触面设置有滚动滑道，所述工作台底座置于移动工作台上，
所述连接工装自上至下依次包括连接板、上砧座和上砧子，连接板安装在动梁上，连接板厚度在300mm±20mm，上砧座用安装销与连接板安装一起，所述安装销中心上加工出固定楔孔，固定楔孔用固定楔打紧，所述上砧子采用燕尾槽结构与上砧座安装连接。该套连接工装卸极为方便。
本发明利用这套工装保证了风电主轴锻件垂直置放及其镦粗轴端大法兰时进行旋转镦粗，保证局部镦粗时使大法兰部位均匀变形，既可保大法兰的锻压比，又能保证大法兰的圆度尺寸。
本发明方法和工装缩短了大型风电主轴轴端大法兰锻造时间，提高了锻造效率，降低了工人劳动强度，满足了风电主轴轴端大法兰镦粗的特殊要求，保证了风电主轴对轴端大法兰设计要求，满足并超过了风电主轴轴端大法兰的锻压比，可达到6.77，而设计要求一般达到4即可。本发明使通常认为风电主轴轴端大法兰锻造镦粗十分困难成为十分容易的锻造镦粗方法。
附图说明
图1为本发明涉及的大型风电主轴轴端大法兰镦粗专用工装结构示意图。
图2为图1的A-A剖示图。
图3为图1的B-B剖示图。
图中：动梁1、连接螺栓2、连接板3、上砧座4、安装销5、固定楔6、上砧子7、风电主轴锻件8、镦粗模9、垫圈组件10、旋转工作台11、滚动滑道12、工作台底座13、移动工作台14。
图2为图1的A-A剖示图。
图3为图1的B-B剖示图。
图中：动梁1、连接螺栓2、连接板3、上砧座4、安装销5、固定楔6、上砧子7、风电主轴锻件8、镦粗模9、垫圈组件10、旋转工作台11、滚动滑道12、工作台底座13、移动工作台14。
具体实施方式
本发明涉及的大型风电主轴轴端大法兰镦粗方法，主要包括以下工艺过程：把经初锻成型的风电主轴锻件8，由加热炉中吊出，用专用工具把它垂直竖起，再用吊具吊起风电主轴锻件，垂直放入风电主轴轴端大法兰镦粗专用工装之中，对风电主轴轴端大法兰进行镦粗，镦粗过程中不断镦粗、不断旋转。这个镦粗过程全部在一整套镦粗专用工装中完成。待风电主轴轴端大法兰旋转镦粗达到工艺要求尺寸后，再由吊具把风电主轴从镦粗专用工装中垂直吊出，放平后吊入加热炉中加热，进入下步锻造工序。
参见图1～3，所述镦粗专用工装由镦粗工装和连接工装两部分组成。所述镦粗工装自上至下依次由镦粗模9、垫圈组件10、旋转工作台11、工作台底座13和移动工作台14组成。
所述镦粗模9，由于风电主轴有许多规格，其主轴直径大小不同，因而其镦粗模不尽相同，按其大小设计成不同规格，以满足不同规格的风电主轴要求。
所述垫圈组件10为一套通用的垫圈组件，由若干片垫圈上下叠加组成，每片垫圈内、外径均相同，但高度不完全相同，可在镦粗不同长短风电主轴轴端大法兰时进行组合使用。
所述旋转工作台11，镦粗风电主轴轴端大法兰时，由于其直径大，多在1050～1600mm之间，所以应采用局部镦粗工序，为使风电主轴轴端大法兰镦粗成圆形，在镦粗过程中就得使其不断旋转，为此设计了风电主轴轴端大法兰旋转工作台，为减轻工人劳动强度，还设计了油马达传动转动装置。
所述镦粗模9叠放在垫圈组件10上，垫圈组件10置于旋转工作台11上，旋转工作台11置于工作台底座13上，旋转工作台11与工作台底座13接触面设置有滚动滑道12，所述工作台底座13置于移动工作台14上。
所述连接工装自上至下依次由连接板3、上砧座4和上砧子7组成。
所述连接板3，因一般的压机的行程仅有4000mm，而风电主轴的长度已在3600～4000mm，为了满足风电主轴轴端大法兰的镦粗需要就得充分利用压机的有效行程，而通常压机动梁下设计为一个上砧板，它起到与动梁安装连接作用，其下部设计为一个上砧座，它与上砧板的连接多为挂吊式的，以利于安装拆卸，上砧座下边多加工成燕尾槽，上砧座下面才是上砧子，上砧子上部多设计成燕尾式，上砧子安装在上砧座燕尾槽内并用楔铁打紧，这套装置通常高度达到1200mm，为了减少它们的高度，本发明设计了新型连接板3，连接板3安装在动梁1上，靠12个连接螺栓2螺栓固定一起，这个连接板与上面所说的上砧板最大的不同是它可以作镦粗板用，它的厚度在300mm±20mm，这样压机的行程就可以充分利用了，使通常的占有高度1200mm降到300mm±20mm上下。
所述上砧座4，为了充分利用压机的有效行程，本发明设计了上砧座4，上砧座4用两个安装销5与连接板3安装一起，为拆装方便，安装销5中心上加工出固定楔孔，用固定楔6打紧即可，拆装极为方便，上砧座4上仍采用燕尾槽结构与上砧子7燕尾安装一起。这种上砧座4可以大大减低设计高度，充分利用压机行程，而且拆装甚为方便，大大降低了拆装时间，从而提高了生产效率。
综上所述：本发明采用了上述多顶新型工装设计，保证了风电主轴轴端大法兰镦粗的工艺要求。使通常锻造业界认为风电主轴轴端大法兰难于锻造成为容易的生产方法了。
实施例1：
风电主轴锻件8，在完成倒棱、压八方、滚圆、镦粗、刻台阶等锻造工序后，进入风电主轴轴端大法兰镦粗工序，在此工序前风电主轴锻件在加热炉中加热保温，利用这段时间，把风电主轴轴端大法兰镦粗工装全部进行吊装好。
风电主轴轴端大法兰镦粗工装吊装与风电主轴轴端大法兰镦粗过程：
1、把压机移动工作台，从压机动梁下开出来。
2、把旋转工作台整体(包括旋转工作台、滚动滑道，工作台底座)吊装在移动工作台上，靠移动工作台止扣装好。
3、把垫圈组件按风电主轴长度要求一件件吊装在旋转工作台上，最下一个放在三个固定销中间，垫圈靠止扣组成一体。
4、把风电主轴轴端大法兰镦粗模吊装在垫圈组合上，也靠止扣固定。
5、依据风电主轴的长度确定上砧子的吊装，如压机行程能满足风电主轴长度要求，则把上砧子与上砧座用安装销吊装好，并用固定楔打紧。若压机行程满足不了风电主轴长度要求，则把上砧座与上砧子卸下来，以加大压机有效行程，满足风电主轴轴端大法兰镦粗要求。
6、风电主轴轴端大法兰工装全部安装好后，即可把风电主轴锻件从加热炉中吊出。
7、用专用工具把风电主轴锻件垂直竖起。
8、用吊具把垂直竖起的风电主轴锻件吊入风电主轴轴端大法兰镦粗工装之中。
9、开动压机移动工作台至压机动梁之下。
10、开动压机动梁对风电主轴轴端大法兰进行镦粗。
11、根据需要旋转旋转工作台，使风电主轴锻件连同整套风电主轴轴端大法兰镦粗工装一起转动，最终完成风电主轴轴端大法兰的镦粗工序。镦粗完成后用吊具把其从工装中吊出。
参见图1～3，所述镦粗专用工装由镦粗工装和连接工装两部分组成。所述镦粗工装自上至下依次由镦粗模9、垫圈组件10、旋转工作台11、工作台底座13和移动工作台14组成。
所述镦粗模9，由于风电主轴有许多规格，其主轴直径大小不同，因而其镦粗模不尽相同，按其大小设计成不同规格，以满足不同规格的风电主轴要求。
所述垫圈组件10为一套通用的垫圈组件，由若干片垫圈上下叠加组成，每片垫圈内、外径均相同，但高度不完全相同，可在镦粗不同长短风电主轴轴端大法兰时进行组合使用。
所述旋转工作台11，镦粗风电主轴轴端大法兰时，由于其直径大，多在1050～1600mm之间，所以应采用局部镦粗工序，为使风电主轴轴端大法兰镦粗成圆形，在镦粗过程中就得使其不断旋转，为此设计了风电主轴轴端大法兰旋转工作台，为减轻工人劳动强度，还设计了油马达传动转动装置。
所述镦粗模9叠放在垫圈组件10上，垫圈组件10置于旋转工作台11上，旋转工作台11置于工作台底座13上，旋转工作台11与工作台底座13接触面设置有滚动滑道12，所述工作台底座13置于移动工作台14上。
所述连接工装自上至下依次由连接板3、上砧座4和上砧子7组成。
所述连接板3，因一般的压机的行程仅有4000mm，而风电主轴的长度已在3600～4000mm，为了满足风电主轴轴端大法兰的镦粗需要就得充分利用压机的有效行程，而通常压机动梁下设计为一个上砧板，它起到与动梁安装连接作用，其下部设计为一个上砧座，它与上砧板的连接多为挂吊式的，以利于安装拆卸，上砧座下边多加工成燕尾槽，上砧座下面才是上砧子，上砧子上部多设计成燕尾式，上砧子安装在上砧座燕尾槽内并用楔铁打紧，这套装置通常高度达到1200mm，为了减少它们的高度，本发明设计了新型连接板3，连接板3安装在动梁1上，靠12个连接螺栓2螺栓固定一起，这个连接板与上面所说的上砧板最大的不同是它可以作镦粗板用，它的厚度在300mm±20mm，这样压机的行程就可以充分利用了，使通常的占有高度1200mm降到300mm±20mm上下。
所述上砧座4，为了充分利用压机的有效行程，本发明设计了上砧座4，上砧座4用两个安装销5与连接板3安装一起，为拆装方便，安装销5中心上加工出固定楔孔，用固定楔6打紧即可，拆装极为方便，上砧座4上仍采用燕尾槽结构与上砧子7燕尾安装一起。这种上砧座4可以大大减低设计高度，充分利用压机行程，而且拆装甚为方便，大大降低了拆装时间，从而提高了生产效率。
综上所述：本发明采用了上述多顶新型工装设计，保证了风电主轴轴端大法兰镦粗的工艺要求。使通常锻造业界认为风电主轴轴端大法兰难于锻造成为容易的生产方法了。
实施例1：
风电主轴锻件8，在完成倒棱、压八方、滚圆、镦粗、刻台阶等锻造工序后，进入风电主轴轴端大法兰镦粗工序，在此工序前风电主轴锻件在加热炉中加热保温，利用这段时间，把风电主轴轴端大法兰镦粗工装全部进行吊装好。
风电主轴轴端大法兰镦粗工装吊装与风电主轴轴端大法兰镦粗过程：
1、把压机移动工作台，从压机动梁下开出来。
2、把旋转工作台整体(包括旋转工作台、滚动滑道，工作台底座)吊装在移动工作台上，靠移动工作台止扣装好。
3、把垫圈组件按风电主轴长度要求一件件吊装在旋转工作台上，最下一个放在三个固定销中间，垫圈靠止扣组成一体。
4、把风电主轴轴端大法兰镦粗模吊装在垫圈组合上，也靠止扣固定。
5、依据风电主轴的长度确定上砧子的吊装，如压机行程能满足风电主轴长度要求，则把上砧子与上砧座用安装销吊装好，并用固定楔打紧。若压机行程满足不了风电主轴长度要求，则把上砧座与上砧子卸下来，以加大压机有效行程，满足风电主轴轴端大法兰镦粗要求。
6、风电主轴轴端大法兰工装全部安装好后，即可把风电主轴锻件从加热炉中吊出。
7、用专用工具把风电主轴锻件垂直竖起。
8、用吊具把垂直竖起的风电主轴锻件吊入风电主轴轴端大法兰镦粗工装之中。
9、开动压机移动工作台至压机动梁之下。
10、开动压机动梁对风电主轴轴端大法兰进行镦粗。
11、根据需要旋转旋转工作台，使风电主轴锻件连同整套风电主轴轴端大法兰镦粗工装一起转动，最终完成风电主轴轴端大法兰的镦粗工序。镦粗完成后用吊具把其从工装中吊出。