[发明专利]一种超高压系统液压胀环强化装置

说明书

技术领域

本发明属于环状工件液压胀形技术领域，具体涉及一种适用于发电机护环的超高压系统液压胀环强化装置。 

背景技术

发电机护环是发电设备中受力复杂，工况特殊，制造难度大的关键制件之一，为了保证发电机的安全运行，要求无磁性护环应具有足够的强度，良好的韧性，最小的残余应力，因而制造技术要求很高，其性能强化是生产中的关键。在性能强化方面，现有技术以液压胀形最为理想。液压胀形强化的方法有全压法、减压法、外补液法、内增压法等。“全液压法”是国外最早采用的护环液压胀形装置，其原理是：在护环环坯的上下相对位置分别安放实心锥形冲头，在压机作用下，两个锥形冲头相互靠拢，于是封闭在护环中间的液体形成高压，环坯在高压液体内压作用下，产生扩胀变形而强化。由于护环本身内孔尺寸大、内部液体压强高、护环钢硬化能力强，因而全液压法所需设备吨位很大。为了在小型压机上能生产护环，1981年第九届国际锻造会议(May1981.Düsseldorf)公布了一种“发电机护环液压胀形冷变形强化的新工艺”(转载“大型铸锻件”82年增刊2)，首次提出采用“减压法”液压扩胀护环的方法与装置。该装置的结构是：在护环环坯的上下相对位置安放锥形空心冲头，锥形下冲头与省力导柱紧密配合，锥形上冲头的内孔与省力导柱滑动配合，并设有密封，导柱和环坯间形成了环状空腔，并充满液体。在压机的施压下，上下冲头靠拢，使环状空腔内的液体迅速建立并保持高压状态，护环在均匀内压作用下，产生扩胀强化。由于该方法增设了省力导柱，较全液压法所需压机的吨位小，但这种方法生产大型护环时，模具费用高，同时还存在胀形过程不易控制，容易出现不均匀变形，尤其在破裂时存在失控等问题。因此减小设备的吨位，控制胀形过程是当前研究的一个课题。ZL200620128035.4公开了“采用超高压系统液压胀形大型护环的省力装置”这种“超高压系统液压胀形大型护环的装置”只用锻造压机压在上冲头上构成封闭形腔，然后向其中注入 超高压液体，所用设备吨位 较大。CN1015328B公开了“外补液式护环液压胀形强化装置”，这种“外补液法”是制造了一个专用护环压机框架，并设置两个加压系统和专用密封，而且生产大规格护环需要更大专用压机，投资大，通用性差，因此应用受到了限制。CN1022386C公开了“环状工件的液压胀形装置”。该装置采用“内增压法”，其特点是不用专用压机和超高压泵，只用锻造水压机和普通高压泵(25～35MPa)，水压机加压密封使锥形上冲头、下冲头与环坯构成密闭型腔，然后由护环内的增压器增压为超高压水并使护环胀形强化。由于该装置超高压增压器设在模具内部需要的空间大，工装庞大，胀形次数多，没有用于生产。 

近年来，随着社会经济发展，环保节能的要求，发电机功率越来越大，护环及其他环件要求增加，致使大型压机任务繁重，为减轻大型设备的负荷，更好制造护环类锻件，需要研发环件制造新技术新装置。 

发明内容

本发明的目的是提供一种复合承力超高压液压胀环强化的新技术方案，可有效地克服现有技术存在的缺点，实现用小设备干大活的目的。 

本发明是这样实现的：它包括上冲头、下冲头和超高压液压系统等，其特征是将环坯活套在底部为上锥体状、中上部为圆柱体的下冲头上，再将下部为下锥体状、中心孔是上部孔径大于下部孔径、形成台阶状孔形的上冲头活套在下冲头上部的圆柱体上，在上冲头中心孔与下冲头圆柱体之间安装有柱塞环和垫环，垫环在上、柱塞环在下与台阶相抵触，柱塞环与上下冲头之间安装有密封，垫环与上下冲头之间为滑动配合，在上冲头的上端面(与承力框架相接触的部位)上制有多个圆柱形孔，孔内安装有可作上下滑动的柱塞，柱塞与圆柱形孔之间安装有密封，圆柱形孔的底部与超高压系统相连通，在上冲头的外圆周上与圆柱形孔相对应处安装有超高压开关，在下冲头的底部制有与超高压液压系统相连通的液压通道，将上下冲头的组装体安放于一矩形的承力框架的矩形孔内，并使柱塞和垫环的顶端与承力框架矩形内孔的上边缘相抵触，再将下垫块放在压机工作走台上，与下冲头底端相接触，然后将将上垫块放置于上冲头上面，使上垫块的顶端与压机活动横梁的下端相抵触。当压机活动横梁下压时，通过上垫块向上冲头施压。 

本发明优点和积极效果是：1)由于采用了超高压液压系统与复合承力框架及多个柱塞共同承压，使压机吨位大大地减小了，减少了设备投资，实现了“小设备干大活”的目的。2)由于采用了多个柱塞逐级加压，使环坯在整个胀形过程平稳，避免环坯发生畸变，提高了产品合格率。 

附图说明：

图1为本发明结构示意图，右半部分表示压机活动横梁下压的状态