環(huán)鍛件包括風(fēng)電法蘭、軸承圈、回轉(zhuǎn)支承鍛件，在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域?qū)儆陉P(guān)鍵部件。隨著海上風(fēng)電、國家基建項目以及一帶一路的進(jìn)一步發(fā)展，以自由鍛壓機為主要鐓粗設(shè)備的環(huán)鍛件的需求量增加，其主要工藝流程包括：下料→加熱→自由鍛制坯→鐓粗壓實沖孔→擴孔→加熱→軋制→熱處理。現(xiàn)有固定式上砧結(jié)構(gòu)限制了自由鍛制坯鐓粗壓實過程，而自由鍛制坯鐓粗壓實、沖孔以及擴孔工序?qū)Νh(huán)件的內(nèi)在質(zhì)量具有重要的意義。目前，國內(nèi)現(xiàn)有大中型自由鍛壓機鐓粗壓實均采用下旋轉(zhuǎn)鐓粗臺，受結(jié)構(gòu)影響該類旋轉(zhuǎn)臺需承受工件的重量、壓機對其施加的壓力，因此需增加頂起彈簧，否則下鐓粗臺無法旋轉(zhuǎn)，這將使得裝置笨重、不便于操作，且鍛件產(chǎn)生的熱量更易使需跟隨移動工作臺來回移動的下旋轉(zhuǎn)傳動裝置控制電纜及油管等摩擦破損，使得故障率升高。這給環(huán)鍛件的制坯壓實帶來諸多不利因素：⑴效率低，火次多，影響內(nèi)在的壓實質(zhì)量；⑵鍛造過程的表面質(zhì)量差，在輾環(huán)軋制時易導(dǎo)致夾層、凹坑等缺陷；⑶工件不能過重并且不能超過彈簧的工作載荷，嚴(yán)重限制了鍛壓范圍，影響產(chǎn)能，降低了設(shè)備的利用率。
主要技術(shù)創(chuàng)新
裝置組成
設(shè)計一種環(huán)件的上旋轉(zhuǎn)鐓粗壓實裝置，此裝置主要由連接板、大齒輪、上砧墊、上砧、液壓馬達(dá)、小齒輪等主要部件組成，如圖1 所示。其中連接板上設(shè)置有注油孔，實現(xiàn)對滾動軸承的潤滑；連接板與大齒輪利用中心凹凸結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，并留有轉(zhuǎn)動間隙；上砧墊中設(shè)有鎖緊裝置，在更換上砧后并將其進(jìn)行鎖緊，鎖緊裝置主要由鎖緊彈簧、彈簧壓蓋、中心軸、鎖緊吊鉤組成，并能夠?qū)崿F(xiàn)快速更換；上砧可為異形鍛造的模具，對復(fù)雜形狀的鍛件進(jìn)行鍛壓；液壓馬達(dá)由液壓油驅(qū)動，軸伸安裝小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合實現(xiàn)傳動；部件之間的定位采用定位銷實現(xiàn)，防止部件工作時竄動。
裝置原理
⑴壓機動梁與連接板通過原有螺栓連接進(jìn)行緊固，并通過定位銷進(jìn)行定位。⑵連接板設(shè)有注油孔，能夠?qū)L動軸承進(jìn)行潤滑，并安裝芯軸、滾動軸承、軸套，使芯軸實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。⑶大齒輪與芯軸通過安裝擋環(huán)、壓蓋，并隨芯軸一起旋轉(zhuǎn)，大齒輪與連接板利用中心凹凸結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，并留有轉(zhuǎn)動間隙。⑷上砧墊通過T 形槽螺栓與大齒輪進(jìn)行緊固，并設(shè)有鎖緊裝置，在更換上砧后將其鎖緊，鎖緊裝置主要由鎖緊彈簧、彈簧壓蓋、中心軸、鎖緊吊鉤組成，能夠?qū)崿F(xiàn)快速更換，并采用定位銷定位。⑸上砧通過鎖緊吊鉤與上砧墊進(jìn)行連接并鎖緊，上砧可為異形鍛造的模具，可對復(fù)雜鍛件進(jìn)行鍛壓。⑹液壓馬達(dá)通過支架固定于連接板上，由液壓油進(jìn)行驅(qū)動，輸出軸伸上連接小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合實現(xiàn)傳動。
裝置優(yōu)點
⑴通過輕量化設(shè)計使得此裝置旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量較輕，實現(xiàn)快速旋轉(zhuǎn)，提升鐓粗效率。⑵提升了坯料表面和內(nèi)在壓實質(zhì)量，細(xì)化晶粒結(jié)構(gòu)，消除了內(nèi)部鍛造時產(chǎn)生的氣孔、疏松、偏析等缺陷，增強了機械性能。⑶提高了鍛件的終鍛溫度，縮短了二次加熱保溫時間，降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟效益。⑷能夠充分利用壓機潛在產(chǎn)能，擴展了壓機的鍛壓范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)馬架擴孔以及錐形沖頭擴孔，提高了壓機的利用率，增加了產(chǎn)能。
海上風(fēng)電項目
項目概況
射陽海上風(fēng)電項目，法蘭直徑5.5m。坯料規(guī)格為φ900mm×2.5m，下料重量為12.5t，沖擊功要求：-50℃縱向≥50J、橫向≥30J。其制坯尺寸為φ1928mm×φ500mm×583mm，鐓粗截面尺寸較大，原有固定式上砧結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行鐓粗壓實時的抗力很大，無法完成鐓粗壓實操作。采用小截面上砧，在利用旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，將圓柱料段沿圓周方向進(jìn)行鐓粗壓實至工藝要求高度。鍛造工藝流程如圖2 所示。
應(yīng)用的效果
⑴通過實現(xiàn)上砧旋轉(zhuǎn)功能，實現(xiàn)連鑄圓鐓粗壓實至工藝要求，在使用過程中旋轉(zhuǎn)速度較快，使得鐓粗效率提高。⑵采用馬架擴孔時可以任意切換上砧方向，大大減少了擴孔時間，提高了鍛件的終鍛溫度，縮短了二次加熱保溫時間。⑶利用上砧的旋轉(zhuǎn)功能實現(xiàn)馬架擴孔后對坯料進(jìn)行平整，不用再對坯料進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，提高了平整質(zhì)量以及效率。
礦冶齒圈項目
項目概況
礦冶齒圈項目，材質(zhì)為34CrNi1Mo，原材料采用17t 鋼錠，鍛造工藝要求在1200℃時保溫時間為6 ～7h，在鍛造輾環(huán)前3 ～4h，可將溫度調(diào)整至1220 ～1230℃，以便更順利地進(jìn)行鍛造。其制坯尺寸為φ2141mm×φ800mm×539mm，其鐓粗高度較小，因此鋼錠鐓粗壓實時采用旋轉(zhuǎn)式上砧裝置，將鋼錠高度鐓粗至工藝要求，再用φ500mm 沖頭沖孔、最后用φ800mm 沖頭擴孔后滾圓。否則鐓粗高度不夠，將導(dǎo)致在輾環(huán)軋制時出現(xiàn)夾層、凹坑等缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。調(diào)質(zhì)處理回火溫度為680℃，實測硬度值為190 ～235HB，符合圖紙要求。工藝流程如圖3 所示。
由于超導(dǎo)磁場儲能型微網(wǎng)所選取的材料為非導(dǎo)磁性材料,而導(dǎo)線的輻向?qū)挾容^小,因而在工頻狀態(tài)下磁場透入深度往往高于繞組[8]的尺度,因而從繞組渦流對漏磁場的反影響而言,能夠?qū)⒗@組分割為非渦流區(qū)間。通過漏磁場測算后,可選取電網(wǎng)導(dǎo)體損耗測算方式獲得繞組線圈的渦流損耗,如式(11),式(12)所示:應(yīng)用的效果
⑵利用上砧旋轉(zhuǎn)功能實現(xiàn)錐形擴孔工藝，可在任意角度方向進(jìn)行擴孔，減少了擴孔工序的時間，提升了鍛造制坯效率。⑶在圓坯料段圓周方向進(jìn)行連續(xù)鐓粗壓實，提高了鋼錠的滾圓效率以及滾圓質(zhì)量，為輾環(huán)軋制提供了良好的鍛坯質(zhì)量。
結(jié)束語
通過承接的射陽海上風(fēng)電法蘭項目以及礦冶齒圈項目，經(jīng)過實際生產(chǎn)的應(yīng)用，對上旋轉(zhuǎn)鐓粗壓實裝置進(jìn)行了工藝驗證，收到了良好預(yù)期效果，均達(dá)到了工藝要求。此裝置能夠充分利用壓機潛在產(chǎn)能，擴展了壓機的鍛壓范圍，提高了壓機的利用率，增加了產(chǎn)能。
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