[实用新型]用于发电机护环毛坯的变形强化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种金属塑性延展技术领域的装置，具体是一种用于发电机护环毛坯的变形强化装置。

背景技术

近年来，我国电力需求呈现快速增长趋势，发电机功率也越来越大，对发电机锻件的质量要求也越发苛刻。安装在透平发电机转子上的护环用于平衡离心力的作用，防止转子绕组正面的变形。在每一个透平发电机的转子上安装两个护环和两个定中心的环，用在透平发电机上的各种护环尺寸为：外径内径高150～900mm，厚20～100mm，定心环尺寸更小些。

护环除了高的力学负荷，在工作状态下还承受腐蚀作用。为了提高耐蚀寿命并满足25年的使用要求，护环应由无磁性奥氏体钢制造。国内外多使用高锰、高氮钢Mn18Cr18N制造，护环钢的化学成分见表1。

表1护环钢Mn18Cr18N化学成分

  C  Mn  Cr  Si  P  S  N  0.092  19.4  18.42  0.89  0.25  0.008  0.48

发电机护环制造技术特别复杂。从开式熔炼钢锭制造电极，用电渣重熔这些电极成新的钢锭。随后：用钢锭拔长下料→镦粗冲孔→心轴拔长→芯棒扩孔→粗机械加工→奥氏体化→二次机械加工→变形强化→去除残留应力→最终机械加工→测试零件。其中，变形强化阶段，传统工艺是使用90MN模锻压力机，在心轴上锻辗方法实现。为了降低变形力并提高毛坯塑性，毛坯变形前加热到500～550℃。用这样方法制造的护环流动极限σ_0.2可达到950MPa。但是这样的强化方法在整个毛坯体积中存在变形不均匀性，限制了获得护环更高强度的可能性。

现在，对于功率800MW透平发电机的σ_0.2必须大于1050MPa。为了强化这些毛坯，采用高压液体作用下的护环变形强化法。如图1所示，毛坯3装于上锥体1和下锥体4之间，锥体由心轴2导向。为了心轴和锥体之间工作型腔的密封，采用特殊结构的密封圈6。用高压泵5向毛坯、锥体和心轴所构成的空间注入高压液体，例如水乳化液，这时毛坯开始液体拉伸变形过程。在此时，上锥体在压力机以规定速度向下力的作用下移动。同时，高压泵以恒定功率，即7.2L/min，300MPa压力供给毛坯型腔高压液体。正如中国专利文献号CN101367104A，公开日2009-02-18中记载的一种“汽轮发电机补液液压胀形强化工艺”，该技术外设高压泵产生的高压液体通过高压缸内的通道，然后经由模具部分中的减力柱内的通道注入固定的上锥模与移动的下锥模及护环形成的封闭空间，使护环在液体压力的作用下发生塑性变形，从而达到强化护环的目的；通过调节低压缸内的液体压力来调节护环与模具接触部分的受力大小，起到密封及调整护环形状尺寸的目的，用位移传感器监测护环胀形尺寸。