[发明专利]矿用主通风机钢制扇叶压力热铆工艺

说明书

技术领域：

本发明属于矿用机械加工领域，具体涉及一种矿用主通风机钢制扇叶热铆新工艺技术。

背景技术：

矿用主通风机扇叶为其重要构件，其结构为采用钢制铆钉将扇叶壳体与叶柄铆接在一起。其铆接接头连接强度大，要求高，其铆钉直径大，只能采用热铆工艺。而扇叶表面为了保证气流的流动方向，为机翼型三维扭曲结构，导致其长度方向上的每个铆钉方向都有所不同，扇叶上下表面不平行，夹角也不同，导致铆钉上下铆头平面方向不同，铆接难度极大。

业内传统上一般采用手工铆制工艺，劳动强度大、劳动效率低、铆接质量不稳定。而采用旋铆机等机械铆制工艺无法达到使用要求（要求铆钉铆接过程中发生墩粗，将铆钉孔填满），普通的压力机铆制容易铆偏，铆接质量低。

发明内容：

本发明目的是针对现有技术中存在的问题和不足，设计一种专用铆胎用于优化工艺流程，实现风机钢制扇叶的高效、高质量压力机热铆工艺。

技术方案：一种矿用主通风机钢制扇叶压力热铆工艺，包括如下步骤：（1）设计上、下铆胎，上、下铆胎分别存在受力端面和工作端面，使得上、下铆胎受力端面平行且投影中心重合，上、下铆胎的工作端面与扇叶上、下表面夹角匹配；（2）将铆钉加热至发白状态，其温度范围为1050～1200℃，优选为1100～1150℃。然后利用单柱压力机下压铆胎，铆胎将压力传递至铆钉，压力机对上、下铆胎的轴向压力转换为扇叶法线方向的压力，使得铆头成型。铆制过程压力机提供静压压力。

上、下铆胎中有一个铆胎的工作端面为倾斜面，该倾斜面与受力端面存在夹角α范围为0.8°≤α≤4°，另一个铆胎的工作端面与受力端面平行。通过倾斜面将纵向压力转换为与扭曲扇叶表面法线方向的压力，实现高质量热铆连接。

本发明的有益效果：本发明中利用带倾斜面的铆胎使压力机的压力转换压力方向，与扇叶法线方向相同，铆钉头成型后与扇叶表面形状极为接近，降低了扇叶后续使用时的风阻，达到了设计要求；同时采用静压铆接，通过控制压力来控制下压速度，保证铆钉缓慢成型，保证了铆钉的墩粗过程，实现了铆钉孔的充分填充。达到了设计的要求。由于整个过程采用设备及模具控制，其质量稳定性大大优于手工铆制。

附图说明：

图1是扇叶与叶柄通过铆钉安装的示意图；

图2是图1中扇叶的端面结构示意图；

图3是下铆胎结构示意图；

图4是上铆胎结构示意图；

图5是采用图3和图4的上下铆胎加工过程示意图。

图中标号1为叶柄，2为扇叶，3为铆钉孔，4为铆钉，5为下铆胎，6为上铆胎，7为倾斜面，8为操作平台。

具体实施方式：  

实施例1，参见图1和图2，扇叶2的上下表面为扭曲面且不平行，不同段扭曲程度有所不同，将叶柄1插入扇叶2中心利用铆钉4固定，为克服传统锚固工艺产生的弊端，采用一种新的针对矿用主通风机钢制扇叶的压力热铆工艺，该工艺首先需要设计上、下铆胎，参见图3和图4，上、下铆胎分别存在受力端面和工作端面，上、下铆胎受力端面平行且投影中心重合，上铆胎6的工作端面为倾斜面7，该倾斜面7与受力端面存在夹角α范围为0.8°≤α≤4°，下铆胎5的工作端面与受力端面平行。其次，将铆钉4加热至发白状态，其温度范围为1050～1200℃，然后利用单柱压力机下压铆胎，参见图5，铆胎将压力传递至铆钉，压力机对上、下铆胎的轴向压力转换为扇叶法线方向的压力，使得铆头成型。通过倾斜面将纵向压力转换为与扭曲扇叶表面法线方向的压力，实现高质量热铆连接。

实施例2：内容与实施例1基本相同，相同之处不重述，不同的是：上、下铆胎分别存在受力端面和工作端面，使得上、下铆胎受力端面平行且投影中心重合，上、下铆胎的工作端面与扇叶上、下表面夹角匹配。

实施例3：内容与实施例1基本相同，相同之处不重述，不同的是：对铆钉加热温度的范围要求，最好选择温度范围为1100～1150℃。