[发明专利]一种大型环轧零件的液压胀形残余应力均化装置

说明书

设计了一种大型环轧零件的液压胀形残余应力均化装置，它是由装置下模、待应力均化环轧零件、装置上模、上下模与环件间动密封件、上下模间静密封件、上下模固接件、液压站、激光位移传感器、数据采集软件及电脑系统组成。该残余应力均化装置由液压传动系统产生动态与静态的载荷压强，由上下模限制胀形方向，由激光位移传感器检测环轧零件的胀形位移，通过数据采集软件反馈胀形位移及胀形速度到液压站控制胀形力的大小，由胀形液压迫环件内壁产生一定的塑性变形实现对大型环轧零件的残余应力均化。本设计针对大型环轧零件的残余应力均化，在大型环扎零件的残余应力均化领域具有较好的实用价值和广阔的应用前景。

(一)技术领域

本设计是一种大型环轧零件的液压胀形残余应力均化装置，它用于均化大型环轧零件在轧制过程中产生的残余应力。该残余应力均化装置可以通过液压系统的加载和检测装置的反馈控制胀形力，以液压胀形的方式实现大型环轧零件的残余应力均化。本设计属于大型环轧零件的残余应力均化技术领域。

(二)背景技术

在现代工业中，大型环件的应用非常广泛，如航空发动机、火箭发动机、航天飞机等用的环件与轴承内外圈，石油、化工设备上的法兰，坦克、舰炮上用的座圈和转圈，核电站用的大型环件，风力发电机组塔用的大型法兰等。随着我国航空航天、造船、核电、风电等方面技术水平的不断提高，对环形件的尺寸、性能等的要求也越来越高，高强度、直径超过5m的大型和超大型优质环件的需求与日俱增。

大型环件在机械加工过程中出现的过大变形和使用过程中出现的裂纹破坏等问题，都极大的影响了生产效益，由于大型环件应用场合特殊，其尺寸要求和性能要求都较高，成本昂贵，若因变形而出现报废，则损失巨大。环件出现这些问题都与残余应力有关。在金属轧制过程中，轧件内、外表面直接与轧辊接触，并受轧辊的作用力而产生塑性变形，轧件心部则是受内、外表面的挤压而产生塑性变形，故轧件不可避免的会产生残余应力。鉴于残余应力对工件的强度、疲劳寿命、抗应力腐蚀性能和结构尺寸稳定性都有很大影响，在机械制造中不可忽视对残余应力调控的工艺流程，达到将残余应力控制在合理范围内的目的。

针对对大型环轧零件实现残余应力均化问题，提出了以液压胀形技术对大型环轧零件加以胀形以实现残余应力均化的方案，并依据此方案设计了大型环轧零件的液压胀形残余应力均化装置，用以实现对大型环轧零件的残余应力均化。

(三)发明内容

1、目的：本设计的目的是为了实现对大型环轧零件的残余应力均化，提供了一种液压胀形残余应力均化装置，它提供了一种新的大型环轧零件的残余应力均化方法，克服了现有技术的不足，能实现大型环扎零件的残余应力均化。

2、技术方案：本设计一种大型环轧零件的液压胀形残余应力均化装置，它是由装置下模、待应力均化环轧零件、装置上模、上下模与环件间动密封件、上下模间静密封件、上下模固接件、液压站、激光位移传感器、数据采集软件及电脑系统组成；

它们之间的位置连接关系是：装置下模固定于地面上，待应力均化环轧零件通过吊装放置在装置下模上，通过下模与环件间动密封件与装置下模相接触，与装置下模保持同心；装置上模通过吊装放置在待应力均化环轧零件上，通过上模与环件间动密封件与待应力均化环轧零件相接触，与装置下模保持同心；两个上下模固接件通过吊装以左右合模的形式包覆装置上模与装置下模，上下模固接件与装置上模、装置下模均接触，并与装置下模保持同心；上下模与环件间动密封件分别在装置上模、装置下模相应的与环件间动密封件密封槽内填充固定，与装置上模、装置下模和待应力均化环轧零件相接触；上下模间静密封件在上下模静密封件密封槽内填充固定，与装置上模、装置下模相接触；激光位移传感器的传感探头通过所配支架和螺钉固定在装置下模相应位置，传感器的数据线通过装置下模中的传感器线道与装置中心的传感器放大器单元相连接，传感器放大器单元与数据采集软件和电脑系统相连接；液压站控制系统与电脑系统相连接，液压站出油口通过液压管道、液压管接头与装置下模的相应充液口相连接，液压站回油口通过液压管道、液压管接头与装置下模的相应出液口相连接。具体的连接接触情况可以参考图1、图2所示。