[发明专利]一种超高压液压胀环强化装置

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，制造难度大的关键零件之一，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（May 1981. 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。而ZL200810079594.4将环坯活套在下冲头上，再将上冲头活套在下冲头，在上冲头中心孔与下冲头圆柱体之间安装有柱塞环，柱塞环与上下冲头之间安装有密封，在上冲头的上端面上制有多个圆柱形孔，孔内安装有柱塞，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安装有超高压开关，在下冲头的底部制有与超高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，再将下垫块放在压机工作走台上与下冲头接触，然后将将上垫块放置于上冲头上面，使垫块的顶端与压机活动横梁的下端相抵触。该技术采用承力框架和施压垫块等结构复杂。在此基础上去掉承力框架，将力量直接作用于省力导柱进一步简化结构，实现技术推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高压液压胀环强化装置，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：其结构特征如图1所示，将环坯2活套在底部为上锥体状、上部为圆柱体的省力承力导柱1上，再将下部为锥体状、中心孔是上部孔径大于下部孔径的台阶状孔形的上冲头3活套在省力承力导柱1上部的圆柱体上，在上冲头3中心孔与省力承力导柱1之间安装有柱塞环4，柱塞环4与上冲头3及省力承力导柱1之间分别安装有密封圈5、6，由两个半圆环构成的卡环7安装在省力承力导柱1上端的脖颈内，其底面与柱塞环4相抵触，在省力承力导柱1的底部制有与超高压系统12相连通的液压通道11，将下球面垫10和上球面垫9依次放置于上冲头3上面，并套装在卡环7外面。

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省力承力导柱共同承压，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）由于采用了省力承力导柱，使其结构紧凑、工程应用容易实现。

附图说明：

图1为本发明结构示意图（左半部为施压前的示意图，右半部为施压后的示意图）