一種帶有法蘭的大型軸及其加工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電以及盾構機等大型工程設備中常用的帶法蘭的大型軸的加工方法，尤其是涉及具有良好的沖擊性能和機械性能的主軸用結構鋼。
【背景技術】
[0002]目前，國內外風力發(fā)電以及盾構機設備市場巨大，風力發(fā)電機中最關鍵的零件一一風力發(fā)電主軸，以及盾構機中傳動主軸均采用了帶法蘭的大型軸結構，上述產(chǎn)品的結構特點是:法蘭大，軸身直徑小，成型比較困難，同時技術條件比較高，法蘭與軸身的過渡部位件堆積大量的工藝輔料，利用率較低，又影響加工的效率。
[0003]現(xiàn)有技術中的帶法蘭的大型軸結構通常是法蘭部+主軸部，其加工方法通常采用兩次墩粗兩次拔長，其所需的鍛造次數(shù)多，且內在質量也得不到保證。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種帶法蘭的大型軸及其加工方法，其主要用于傳遞動力輸入部件與輸出部件之間的動力，其按照功能劃分整個大型軸的軸段，包括階梯狀的軸體，從左向右依次為:與動力輸出部連接的連接部件段，與支撐部件連接的支撐段，與其他部件有任何連接的軸體實體段，軸體實體段與最右端法蘭部之間的過渡段，最右端為與動力輸入部連接的法蘭段。
[0005]所述的動力輸出部為行星齒輪變速機構或蝸輪蝸桿變速機構。
[〇〇〇6] 所述的連接部件段為設置有大型聯(lián)軸器或者連接法蘭的軸體段。
[0007]所述的支撐部件為軸承。
[0008]所述的過渡段為圓弧形。
[0009]所述的法蘭段為非實心段軸體，且法蘭段與法蘭之間采用高能量激光束進行的深度熔焊。
[0010] 上述軸段外側均設置有防銹鍍層。
[0011] 其包括如下幾個步驟:
[0012]整體分段結構設計，整體設計出各段軸體的尺寸，采用整體式鍛壓的加工方法，保證每個分段結構部件的重量滿足鍛壓設備的承載要求，且根據(jù)計算各分段都滿足設計所需的強度以及剛度要求。
[0013]粗加工，根據(jù)步驟1)中的尺寸設計，選擇合適的型坯。
[0014]3)分段鍛壓，對型坯各段進行鍛壓，并實施鍛壓過程溫度控制，其鍛壓溫度控制在900° -1100°之間，鍛壓過后進行內部質量檢測。
[0015]4)精加工，對連接部件段，支撐段，過渡段，法蘭段中進行車、銑等精加工，以滿足配合面的精度要求。
[0016]5)熔焊，對于法蘭段與法蘭配合采用高能量激光束的雙面熔焊技術，保證焊接配合面的設計需求。
[0017]6)表面防銹處理，對軸整體進行表面防銹處理，并進行質量檢測。
[0018]7)熱處理，對質量檢測合格的整體進行高溫回火處理以消除焊后應力，其熱處理的溫度為590° -640°，保溫時間約為3-4小時，并對焊縫組織進行均勻后熱處理。
[0019]8)最終成品質量檢測，整體進行無損檢測并進行平行試樣的組織性能檢測，保證整體的成品質量。
【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術中的帶有法蘭的大型軸的結構示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的結構示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的加工方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合【附圖說明】和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0024]圖1中是現(xiàn)有技術中的帶有法蘭的大型軸的結構示意圖，其左端為軸體段，右端為法蘭段。
[0025]圖2中是本發(fā)明的一種包括階梯狀的軸7,從左向右依次為:與動力輸出部連接的連接部件段S1，與支撐部件連接的支撐段S2,與其他部件沒有任何連接的軸體實體段S3，軸體實體段與最右端法蘭部之間的過渡段S4,最右端為與動力輸入部連接的法蘭段S5。
[0026]如圖2所示，行星輪機構3由太陽輪S，行星輪P，和齒圈R構成，行星輪機構3的太陽輪S通過與軸7最左端連接部件段S1的連接，本實施例中通過一種軸端連接裝置4將太陽輪S和S1連接，從而能夠將軸7傳遞過來的動力分配以合適的轉速和扭矩，S2段中包括安裝支撐部件的凹槽5,凹槽5兩端的軸壁能夠防止支撐部件的軸向竄動，從而起到較好的軸向固定效果，軸體實體段S3與其他部件沒有任何連接，過渡段S4為半徑為R的過渡圓弧段，S5段為法蘭段，其為部分空心，法蘭段與法蘭6之間采用高能量激光束進行的深度熔焊，對質量檢測合格的整體進行高溫回火處理以消除焊后應力，保證了焊縫的強度以及區(qū)域韌性，提高了主軸的綜合力學性能，法蘭6與動力輸入部件通過常規(guī)的連接方式連接。
[0027]其包括如下幾個步驟:
[0028]1)整體分段結構設計，整體設計出各段軸體的尺寸，采用整體式鍛壓的加工方法，保證每個分段結構部件的重量滿足鍛壓設備的承載要求，且根據(jù)計算各分段都滿足設計所需的強度以及剛度要求。
[0029]2)粗加工，根據(jù)步驟1)中的尺寸設計，選擇合適的型坯。
[〇〇3〇] 3)分段鍛壓，對型坯各段進行鍛壓，并實施鍛壓過程溫度控制，其鍛壓溫度控制在900° -1100°之間，鍛壓過后進行內部質量檢測。
[0031]4)精加工，對連接部件段，支撐段，過渡段，法蘭段中進行車、銑等精加工，以滿足配合面的精度要求。
[0032]5)熔焊，對于法蘭段與法蘭配合采用高能量激光束的雙面熔焊技術，保證焊接配合面的設計需求。
[0033]6)表面防銹處理，對軸整體進行表面防銹處理，并進行質量檢測。
[0034]7)熱處理，對質量檢測合格的整體進行高溫回火處理以消除焊后應力，其熱處理的溫度為590° -640°，保溫時間約為3-4小時，并對焊縫組織進行均勻后熱處理。
[0035]8)最終成品質量檢測，整體進行無損檢測并進行平行試樣的組織性能檢測，保證整體的成品質量。
[0036]總之，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種帶有法蘭的大型軸，其特征在于，包括階梯狀的軸體，從左向右依次為:與動力輸出部連接的連接部件段，與支撐部件連接的支撐段，與其他部件沒有任何連接的軸體實體段，軸體實體段與最右端法蘭部之間的過渡段，最右端為與動力輸入部連接的法蘭段。2.根據(jù)權利要求1所述的帶有法蘭的大型軸，其特征在于:所述的動力輸出部為行星齒輪變速機構或蝸輪蝸桿變速機構。3.根據(jù)權利要求2所述的帶有法蘭的大型軸，其特征在于:所述的連接部件段為設置有大型聯(lián)軸器或者連接法蘭的軸體段。4.根據(jù)權利要求1所述的帶有法蘭的大型軸，其特征在于:所述的支撐部件為軸承。5.根據(jù)權利要求1所述的帶有法蘭的大型軸，其特征在于:所述的過渡段為圓弧形。6.根據(jù)權利要求5所述的帶有法蘭的大型軸，其特征在于:所述的法蘭段為非實心段軸體，且法蘭段與法蘭之間采用高能量激光束進行的深度熔焊。7.根據(jù)權利要求1所述的帶有法蘭的大型軸，其特征在于:上述軸段外側均設置有防銹鍍層。8.—種加工權利要求1-7中任意一項所述的大型軸的加工方法，其包括如下幾個步驟:整體分段結構設計，整體設計出各段軸體的尺寸，采用整體式鍛壓的加工方法，保證每個分段結構部件的重量滿足鍛壓設備的承載要求，且根據(jù)計算各分段都滿足設計所需的強度以及剛度要求。粗加工，根據(jù)步驟1)中的尺寸設計，選擇合適的型坯。3)分段鍛壓，對型坯各段進行鍛壓，并實施鍛壓過程溫度控制，鍛壓過后進行內部質量檢測。4)精加工，對連接部件段，支撐段，過渡段，法蘭段中進行車、銑等精加工，以滿足配合面的精度要求。5)熔焊，對于法蘭段與法蘭配合采用高能量激光束的雙面熔焊技術，保證焊接配合面的設計需求。6)表面防銹處理，對軸整體進行表面防銹處理，并進行質量檢測。7)熱處理，對質量檢測合格的整體進行高溫回火處理以消除焊后應力，并對焊縫組織進行均勻后熱處理。8)最終成品質量檢測，整體進行無損檢測并進行平行試樣的組織性能檢測，保證整體的成品質量。9.根據(jù)權利要求8所述的大型軸的加工方法，其鍛壓溫度控制在900° -1100°之間。10.根據(jù)權利要求8所述的大型軸的加工方法，其熱處理的溫度為590° -640°，保溫時間約為3-4小時。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶法蘭的大型軸及其加工方法，包括階梯狀的軸體，從左向右依次為：與動力輸出部連接的連接部件段，與支撐部件連接的支撐段，與其他部件有任何連接的軸體實體段，軸體實體段與最右端法蘭部之間的過渡段，最右端為與動力輸入部連接的法蘭段，并針對該大型軸提供了一種可節(jié)約成本，流程簡化，提升成品質量的加工方法。
【IPC分類】F16C3/02
【公開號】CN105387060
【申請?zhí)枴緾N201510632914
【發(fā)明人】葛艷明, 袁志偉, 彭振
【申請人】江蘇金源鍛造股份有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年9月29日