專利名稱：環(huán)狀工件的液壓脹形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬壓力加工領(lǐng)域，它適用于發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)的液壓脹形強(qiáng)化，同時(shí)也可用于其它環(huán)狀工件的液壓成形。
日本特許公報(bào)昭52-2502(1977年1月21日公告)，給出了在壓力機(jī)上“擴(kuò)脹環(huán)狀工件的方法與加壓裝置”。它是在壓力機(jī)的下橫梁和活動(dòng)橫梁上，分別裝一對(duì)空心沖頭，上下沖頭間套入環(huán)狀工件，沖頭中心裝有一根能使兩個(gè)沖頭相對(duì)滑動(dòng)的導(dǎo)柱，導(dǎo)柱和環(huán)狀工件間形成了環(huán)狀空隙，導(dǎo)柱內(nèi)有通孔，可以將油壓入環(huán)狀空隙中，當(dāng)上沖頭下降，油泵開動(dòng)，即可使環(huán)狀空隙中的油增壓，將工件擴(kuò)脹。這種裝置的主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜。環(huán)件脹形時(shí)不僅需要壓力機(jī)加壓密封，還需要一套油壓系統(tǒng)加載，龐大的盛油器及循環(huán)油路給使用帶來了困難。
第九屆國際鍛造會(huì)議(May 1981，Düsseldorf)公布了1978年由中國太原重型機(jī)器廠、東北重機(jī)學(xué)院、太原重機(jī)學(xué)院楊耀田、劉助柏、郭會(huì)光等發(fā)明的液壓擴(kuò)脹護(hù)環(huán)方法與裝置，見“An Innovation For Coid Strining and Strengthening Retaining Ring of Large Genertor Rotors By Hydraulic Expansion”。它是一種在普通水壓機(jī)上用減壓法液壓脹形發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)的裝置。它與日本“昭52-2502”裝置比較，取消了油壓系統(tǒng)，只要在環(huán)形空隙內(nèi)注入自來水，壓力機(jī)施壓，上下錐形沖頭靠攏，環(huán)形空隙內(nèi)的水自增壓，即可將工件脹形。該裝置雖然結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，操作方便，但是由于實(shí)際生產(chǎn)中往往因壓力機(jī)壓力不足，或者毛坯與沖頭接觸不良，或者密封件破壞等原因，造成脹形時(shí)液體量不足，致使環(huán)內(nèi)液體不能及時(shí)建立并保持高壓狀態(tài)，于是，環(huán)坯端口便會(huì)在錐形沖頭的機(jī)械力作用下，發(fā)生局部變形，使工件成為凹腰狀。因此，這種裝置存在脹形工件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，脹形過程不易檢查、液壓沖擊較大等缺點(diǎn)。
《大型鑄鍛件》雜志1988年第4期42頁圖5，示出了日本神戶制鋼所的“無磁性護(hù)環(huán)新的液壓脹形裝置”。該裝置由工作部分和壓力源部分組成，其工作部分是將上述減壓法液壓脹形的模具置于一個(gè)專門建造的框架內(nèi)，并在錐形沖頭上開一個(gè)進(jìn)出油的通孔，使環(huán)形空隙和壓力源連通。壓力源包括兩個(gè)超高壓油泵或增壓系統(tǒng)，除向環(huán)內(nèi)供油系統(tǒng)外，還有一個(gè)系統(tǒng)通向錐形沖頭的下部，起加壓密封作用。該裝置的主要缺點(diǎn)是需要專門建造相當(dāng)于水壓機(jī)機(jī)架的加壓框架，上下沖頭與工件之間的密封加壓及脹形加壓分兩套液壓系統(tǒng)，投資昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便。該裝置只適用于專業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用范圍受到了限制。
本發(fā)明的目的在于克服以往環(huán)狀工件脹形裝置的缺點(diǎn)，提供一種能夠在普通的壓力機(jī)上使用，且具有內(nèi)增壓功能的液壓脹形裝置，能使工件均勻擴(kuò)脹，達(dá)到十分規(guī)整的圓柱筒狀。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)包括在環(huán)狀工件的上下位置相對(duì)安放一對(duì)施壓件，中心有減壓導(dǎo)柱，兩個(gè)空心施壓件能沿著導(dǎo)柱相對(duì)滑動(dòng)，導(dǎo)柱和工件間形成了環(huán)形空隙，在環(huán)形空隙中可注入傳壓介質(zhì)。其特征在于將一個(gè)施壓件和減壓導(dǎo)柱連成一體，在中心部位設(shè)內(nèi)增壓缸，其超高壓缸缸壁上有通孔，能使傳壓介質(zhì)進(jìn)入環(huán)形空隙，該通孔位于超高壓缸的上部，可以做成傾斜孔。高壓缸上下部位有高壓液體的通道，與外設(shè)液控單向閥、換向閥、溢流閥等組成的普通壓力源回路連接，以實(shí)現(xiàn)活塞上升增壓、活塞下降回程的動(dòng)作。高壓活塞與超高壓柱塞可做成整體，也可分成兩件裝配在一起。高壓活塞端部連接一個(gè)限位墊塊，使活塞到達(dá)最下位置時(shí)仍留有空隙，使高壓液體通入。各運(yùn)動(dòng)副之間均有密封裝置。密封裝置可以是至少一道○形密封圈，也可以是異形密封。超高壓柱塞頂端有倒角，不僅利于裝配，還能使柱塞到達(dá)超高壓缸最上位置時(shí)留有空隙，不被鎖死。高壓缸用蓋板封底，并與施壓件底面緊固、密封。施壓件的施壓部位的形狀可以是圓錐形沖頭，錐角α可以是8～90°。傳壓介質(zhì)可以是＜200℃的溫水。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)由于裝置是內(nèi)增壓結(jié)構(gòu)，不需要外設(shè)超高壓泵以及為加壓密封用的專用框架，利用現(xiàn)有壓力機(jī)即可使用本裝置液壓脹形。因此本發(fā)明投資少，適用范圍廣。
由于裝置結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，易于制造。能適用于不同直徑工件的脹形，通用性強(qiáng)。
由于裝置的外設(shè)壓力源是普通高壓系統(tǒng)，使用方便、可靠，造價(jià)低。
用本裝置生產(chǎn)，易于檢查工件脹形過程，液壓沖擊小，對(duì)壓力機(jī)無不良影響。
用本裝置生產(chǎn)的環(huán)狀工件，脹形均勻、尺寸規(guī)整、殘余應(yīng)力小。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)以及操作方法可以通過以下實(shí)施例，結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下
脹形對(duì)象是汽輪發(fā)電機(jī)無磁護(hù)環(huán)。在水壓機(jī)工作走臺(tái)上放置防偏墊，然后將錐形沖頭〔1〕放在上面，導(dǎo)柱〔3〕與下沖頭〔1〕組成整體，把脹形前的護(hù)環(huán)毛坯〔4〕套在導(dǎo)柱〔3〕上，并與下沖頭〔1〕的錐面接觸，再將安裝在水壓機(jī)活動(dòng)橫梁上的錐形上沖頭〔2〕套入導(dǎo)柱〔3〕，其錐面與護(hù)環(huán)毛坯端面接觸，導(dǎo)柱中心是內(nèi)增壓裝置，它由超高壓缸〔6〕柱塞〔7〕和高壓缸〔8〕、活塞〔9〕組成，柱塞〔7〕和活塞〔9〕組成整體，柱塞〔7〕和超高壓缸〔6〕之間以及活塞〔9〕與高壓缸〔8〕之間動(dòng)配合，并有○形密封圈〔15〕，在活塞〔9〕的端部還設(shè)有限位墊塊〔10〕，高壓缸底面用蓋板〔11〕與下沖頭緊固封底。在下沖頭上，位于高壓缸的上下部位開有兩個(gè)高壓油的通道〔13〕、〔14〕，與外設(shè)壓力源連接，在超高壓缸〔6〕的頂部有通向環(huán)形空隙的斜孔〔12〕，柱塞〔7〕的頂端倒角使柱塞位于最高位置時(shí)，缸內(nèi)留有空隙。當(dāng)活塞位于最低位置時(shí)，向環(huán)形空隙〔5〕內(nèi)注入30℃水，并通過孔〔12〕進(jìn)入超高壓缸〔6〕，水注滿后，開動(dòng)壓力機(jī)加壓密封，立刻開動(dòng)壓力源向通道〔14〕注油，活塞〔9〕上升，柱塞〔7〕使缸內(nèi)水增壓為超高壓水，通向環(huán)形空隙〔5〕，對(duì)護(hù)環(huán)毛坯〔4〕內(nèi)壁加壓，使其不斷擴(kuò)脹成形。達(dá)到脹形尺寸后，開動(dòng)壓力源向通道〔13〕注油，柱塞〔7〕活塞〔9〕下降，環(huán)形空隙〔5〕內(nèi)的水降壓，提起上沖頭〔2〕，取下工件〔4〕，脹形過程結(jié)束。


1-下施壓件(下沖頭) 2-上施壓件(上沖頭)3-減壓導(dǎo)柱 4-工件
5-環(huán)形空隙 6-超高壓缸7-柱塞 8-高壓缸9-活塞 10-限位墊塊11-蓋板 12-通孔13-通道(降壓) 14-通道(增壓)15-密封 α-錐角
權(quán)利要求
1.一種環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，是在環(huán)狀工件上下位置相對(duì)安放施壓件，上下施壓件中心有能使兩個(gè)施壓件相對(duì)滑動(dòng)的導(dǎo)柱，導(dǎo)柱和工件間形成了環(huán)狀空隙，環(huán)狀空隙中可注入傳壓介質(zhì)，其特征在于，所述的施壓件有一個(gè)和導(dǎo)柱連為一體，在中心部位設(shè)內(nèi)增壓缸，其超高壓缸壁上部有進(jìn)入環(huán)狀空隙的通孔，高壓缸上下位置有高壓液體通道，與外設(shè)壓力源接通。
2.按照權(quán)利要求1所述的環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，其特征在于所述的內(nèi)增壓缸，其高壓活塞與超高壓柱塞連為一體，各運(yùn)動(dòng)副之間均有密封裝置。
3.按照權(quán)利要求2所述的環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，其特征在于所述的高壓活塞端部連接一個(gè)限位墊塊;超高壓柱塞頂端有倒角。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，其特征在于所述的高壓缸用蓋板封底，并與施壓件底面緊固、密封。
5.按照權(quán)利要求1所述的環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，其特征在于所述的施壓件，其施壓部位的形狀可以是錐角α為8°～90°的沖頭。
6.按照權(quán)利要求2所述的環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，其特征在于所述的密封裝置可以是一種異形密封件。
7.按照權(quán)利要求2所述的環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，其特征在于所述的高壓活塞和超高壓柱塞可以分成兩件裝配在一起。
8.按照權(quán)利要求1所述的環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，其特征在于所述的超高壓缸壁上部的通孔是一個(gè)斜孔。
9.按照權(quán)利要求1所述的環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，其特征在于所述的傳壓介質(zhì)為水。
10.按照權(quán)利要求9所述的環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，其特征在于所述的傳壓介質(zhì)為200℃以下的溫水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)狀工件的液壓脹形裝置，更適用于發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)的脹形強(qiáng)化，它是對(duì)現(xiàn)有減壓法液壓脹形裝置的改進(jìn)，將其一個(gè)施壓件和導(dǎo)柱連為一體，在中心部位設(shè)內(nèi)增壓缸，其超高壓缸壁上部有進(jìn)入環(huán)狀空隙的通孔，高壓缸上下位置有高壓液體通道與外設(shè)壓力源相接，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠在普通水壓機(jī)上使用，投資少，適用范圍廣，具有內(nèi)增壓功能，能使脹形工件均勻變形，尺寸規(guī)整，殘余應(yīng)力小。
文檔編號(hào)B21D26/02GK1061546SQ9010928
公開日1992年6月3日 申請(qǐng)日期1990年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月17日
發(fā)明者郭會(huì)光 申請(qǐng)人:太原重型機(jī)械學(xué)院, 太原重型機(jī)器廠