专利名称：一种超高压液压胀环强化装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环状工件液压胀形技术领域，具体涉及一种适用于发电机护环的超高压系统液压胀环强化装置。
背景技术：
发电机护环是发电设备中受力复杂，工况特殊，制造难度大的关键零件之一，为了保证发电机的安全运行，要求无磁性护环应具有足够的强度、良好的韧性、最小的残余应力、因而制造技术要求很高，其性能强化是生产中的关键。在性能强化方面，现有技术以液压胀形最为理想。液压胀形强化的方法有全压法、减压法、外补液法、内增压法等。“全液压法”是国外最早采用的护环液压胀形装置，其原理是在护环环坯的上下相对位置分别安放实心锥形冲头，在压机作用下，两个锥形冲头相互靠拢，于是封闭在护环中间的液体形成高压，环坯在高压液体内压作用下，产生扩胀变形而强化。由于护环本身内孔尺寸大、内部液 体压强高、护环钢硬化能力强，因而全液压法所需设备吨位很大。为了在小型压机上能生产护环，1981年第九届国际锻造会议(May 1981. Diisseldorf)公布了一种“发电机护环液压胀形冷变形强化的新工艺”(转载“大型铸锻件”82年增刊2)，首次提出采用“减压法”液压扩胀护环的方法与装置。该装置的结构是在护环环坯的上下相对位置安放锥形空心冲头，锥形下冲头与省力导柱紧密配合，锥形上冲头的内孔与省力导柱滑动配合，并设有密封，导柱和环坯间形成了环状空腔，并充满液体。在压机的施压下，上下冲头靠拢，使环状空腔内的液体迅速建立并保持高压状态，护环在均匀内压作用下，产生扩胀强化。由于该方法增设了省力导柱，较全液压法所需压机的吨位小，但这种方法生产大型护环时，模具费用高，同时还存在胀形过程不易控制，容易出现不均匀变形，尤其在破裂时存在失控等问题。因此减小设备的吨位，控制胀形过程是当前研究的一个课题。ZL200620128035. 4公开了 “采用超高压系统液压胀形大型护环的省力装置”这种“超高压系统液压胀形大型护环的装置”只用锻造压机压在上冲头上构成封闭形腔，然后向其中注入超高压液体，所用设备吨位较大。CN1015328B公开了“外补液式护环液压胀形强化装置”，这种“外补液法”是制造了一个专用护环压机框架，并设置两个加压系统和专用密封，而且生产大规格护环需要更大专用压机，投资大，通用性差，因此应用受到了限制。CN1022386C公开了“环状工件的液压胀形装置”。该装置采用“内增压法”，其特点是不用专用压机和超高压泵，只用锻造水压机和普通高压泵(25 35MPa)，水压机加压密封使锥形上冲头、下冲头与环坯构成密闭型腔，然后由护环内的增压器增压为超高压水并使护环胀形强化。由于该装置超高压增压器设在模具内部需要的空间大，工装庞大，胀形次数多，没有用于生产。而ZL200810079594.4将环坯活套在下冲头上，再将上冲头活套在下冲头，在上冲头中心孔与下冲头圆柱体之间安装有柱塞环，柱塞环与上下冲头之间安装有密封，在上冲头的上端面上制有多个圆柱形孔，孔内安装有柱塞，柱塞与圆柱形孔之间安装有密封，圆柱形孔的底部与超高压系统相连通，在上冲头的外圆周上安装有超高压开关，在下冲头的底部制有与超高压系统相连通的液压通道，将上下冲头的组装体安放于一矩形的承力框架的矩形孔内，再将下垫块放在压机工作走台上与下冲头接触，然后将将上垫块放置于上冲头上面，使垫块的顶端与压机活动横梁的下端相抵触。该技术采用承力框架和施压垫块等结构复杂。在此基础上去掉承力框架，将力量直接作用于省力导柱进一步简化结构，实现技术推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高压液压胀环强化装置，可有效地克服现有技术存在的缺点，实现用小设备干大活的目的。本发明是这样实现的其结构特征如图I所示，将环坯2活套在底部为上锥体状、上部为圆柱体的省力承力导柱I上，再将下部为锥体状、中心孔是上部孔径大于下部孔径的台阶状孔形的上冲头3活套在省力承力导柱I上部的圆柱体上，在上冲头3中心孔与省力承力导柱I之间安装有柱塞环4，柱塞环4与上冲头3及省力承力导柱I之间分别安装有密封圈5、6，由两个半圆环构成的卡环7安装在省力承力导柱I上端的脖颈内，其底面与柱塞环4相抵触，在省力承力导柱I的底部制有与超高压系统12相连通的液压通道11，将下球面垫10和上球面垫9依次放置于上冲头3上面，并套装在卡环7外面。·本发明优点和积极效果是1)由于采用了超高压液压系统与省力承力导柱共同承压，使压机吨位大大地减小了，减少了设备投资，实现了“小设备干大活”的目的。2)由于采用了省力承力导柱，使其结构紧凑、工程应用容易实现。
图I为本发明结构示意图(左半部为施压前的示意图，右半部为施压后的示意图)
图中
1_省力承力导柱2-环还3-上冲头4-柱塞环5-密封圈6-密封圈7-卡环8-活动横梁9-上球面垫10-下球面垫11-超高压通道12-超高压系统13-工作走台14-超高压型腔15-球面接触K-表示施压
具体实施例方式 如图I所示，将组装好的液压胀环强化装置放置在压机的工作走台13上，当压机开始工作时，活动横梁8对上下球面垫9、10施压，使环坯2与上冲头3、省力承力导柱I形成一个封闭的型腔，再打开超高压系统12，超高压液体通过液压通道12进入封闭的超高压型腔14内，再经过上冲头3与省力承力导柱I之间的间隙进入柱塞环4的底部，由于上下超高压液体面积不等，使上冲头3产生了向下的密封力，开始使环坯2胀形强化，这时可以关闭压机，等到上下环面积接近相等时，超高压液体会从上冲头3和省力承力导柱I的锥面与环坯2的接触面之间喷雾，这时开动压机通过上下球面垫下压上冲头3，迫使型腔继续封闭，使胀形强化连续进行，直到上冲头3下液体环面积作用力接近设备和省力承力导柱承受力时，超高压液体再次会从上冲头3和省力承力导柱I的锥面与环坯的接触面之间喷雾，整个胀形过程结束。这样环坯内部的超高压液体的作用力由压机和省力承力导柱共同承受，使压机吨位大大减小，达到用小机器干大活的目的。
权利要求
1.一种超高液压胀形强化装置，其结构特征是将环坯(2)活套在底部为上锥体状上部为圆柱体的省力承力导柱(I)上，再将下部为下锥体状、中心孔是上部孔径大于下部孔径形成台阶状孔形的上冲头(3)活套在省力承力导柱(I)上部的圆柱体上，在上冲头(3)中心孔与省力承力导柱(I)之间安装有柱塞环(4)，柱塞环(4)与上冲头(3)及省力承力导柱(I)之间分别安装有密封圈(5、6)，由两个半圆环构成的卡环(7)安装在省力承力导柱(I)上端的脖颈内，其底面与柱塞环(4)相抵触，在省力承力导柱(I)的底部制有与超高压系统(12)相连通的液压通道(11)，将下球面垫(10)和上球面垫(9)依次放置于上冲头(3)上面，并套装在卡环(7)外面。
全文摘要
一种超高压系统液压胀环强化装置，属于环状工件液压胀形技术领域，其特征是将环坯和上冲头依次活套在省力承力导柱上，在上冲头中心孔与省力承力导柱之间安装有柱塞环，柱塞环与上冲头、省力承力导柱之间安装有密封圈，在省力承力导柱的底部制有与超高压系统相连通的液压通道，将上下冲头的组装体安放在压机工作走台上与省力承力导柱底部接触，然后将将上下球面垫依次置于上冲头上面，使上球面垫的顶端与压机活动横梁的下端相抵触，开动设备施压进行生产。其优点采用了省力承力导柱，使工装简化、结构紧凑、所需设备吨位减小，节省投资等。
文档编号B21D26/02GK102941273SQ20121046270
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者何文武, 孙述利, 赵晓东, 郑晓华, 陈慧琴, 刘建生, 郭会光 申请人:太原科技大学