一種帶有法蘭的大型軸及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電以及盾構(gòu)機(jī)等大型工程設(shè)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(jī)械性能的主軸用結(jié)構(gòu)鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電以及盾構(gòu)機(jī)設(shè)備市場(chǎng)巨大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)中最關(guān)鍵的零件一一風(fēng)力發(fā)電主軸，以及盾構(gòu)機(jī)中傳動(dòng)主軸均采用了帶法蘭的大型軸結(jié)構(gòu)，上述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:法蘭大，軸身直徑小，成型比較困難，同時(shí)技術(shù)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(shù)中的帶法蘭的大型軸結(jié)構(gòu)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(zhǎng)，其所需的鍛造次數(shù)多，且內(nèi)在質(zhì)量也得不到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(dòng)力輸入部件與輸出部件之間的動(dòng)力，其按照功能劃分整個(gè)大型軸的軸段，包括階梯狀的軸體，從左向右依次為:與動(dòng)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(shí)體段，軸體實(shí)體段與最右端法蘭部之間的過渡段，最右端為與動(dòng)力輸入部連接的法蘭段。
[0005]所述的動(dòng)力輸出部為行星齒輪變速機(jī)構(gòu)或蝸輪蝸桿變速機(jī)構(gòu)。
[〇〇〇6] 所述的連接部件段為設(shè)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(shí)心段軸體，且法蘭段與法蘭之間采用高能量激光束進(jìn)行的深度熔焊。
[0010] 上述軸段外側(cè)均設(shè)置有防銹鍍層。
[0011] 其包括如下幾個(gè)步驟:
[0012]整體分段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)出各段軸體的尺寸，采用整體式鍛壓的加工方法，保證每個(gè)分段結(jié)構(gòu)部件的重量滿足鍛壓設(shè)備的承載要求，且根據(jù)計(jì)算各分段都滿足設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)度以及剛度要求。
[0013]粗加工，根據(jù)步驟1)中的尺寸設(shè)計(jì)，選擇合適的型坯。
[0014]3)分段鍛壓，對(duì)型坯各段進(jìn)行鍛壓，并實(shí)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(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。
[0015]4)精加工，對(duì)連接部件段，支撐段，過渡段，法蘭段中進(jìn)行車、銑等精加工，以滿足配合面的精度要求。
[0016]5)熔焊，對(duì)于法蘭段與法蘭配合采用高能量激光束的雙面熔焊技術(shù)，保證焊接配合面的設(shè)計(jì)需求。
[0017]6)表面防銹處理，對(duì)軸整體進(jìn)行表面防銹處理，并進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。
[0018]7)熱處理，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)合格的整體進(jìn)行高溫回火處理以消除焊后應(yīng)力，其熱處理的溫度為590° -640°，保溫時(shí)間約為3-4小時(shí)，并對(duì)焊縫組織進(jìn)行均勻后熱處理。
[0019]8)最終成品質(zhì)量檢測(cè)，整體進(jìn)行無損檢測(cè)并進(jìn)行平行試樣的組織性能檢測(cè)，保證整體的成品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的帶有法蘭的大型軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的加工方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合【附圖說明】和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]圖1中是現(xiàn)有技術(shù)中的帶有法蘭的大型軸的結(jié)構(gòu)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(dòng)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(shí)體段S3，軸體實(shí)體段與最右端法蘭部之間的過渡段S4,最右端為與動(dòng)力輸入部連接的法蘭段S5。
[0026]如圖2所示，行星輪機(jī)構(gòu)3由太陽輪S，行星輪P，和齒圈R構(gòu)成，行星輪機(jī)構(gòu)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(shí)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?qū)⑤S7傳遞過來的動(dòng)力分配以合適的轉(zhuǎn)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(dòng)，從而起到較好的軸向固定效果，軸體實(shí)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(jìn)行的深度熔焊，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)合格的整體進(jìn)行高溫回火處理以消除焊后應(yīng)力，保證了焊縫的強(qiáng)度以及區(qū)域韌性，提高了主軸的綜合力學(xué)性能，法蘭6與動(dòng)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(gè)步驟:
[0028]1)整體分段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)出各段軸體的尺寸，采用整體式鍛壓的加工方法，保證每個(gè)分段結(jié)構(gòu)部件的重量滿足鍛壓設(shè)備的承載要求，且根據(jù)計(jì)算各分段都滿足設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)度以及剛度要求。
[0029]2)粗加工，根據(jù)步驟1)中的尺寸設(shè)計(jì)，選擇合適的型坯。
[〇〇3〇] 3)分段鍛壓，對(duì)型坯各段進(jìn)行鍛壓，并實(shí)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(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。
[0031]4)精加工，對(duì)連接部件段，支撐段，過渡段，法蘭段中進(jìn)行車、銑等精加工，以滿足配合面的精度要求。
[0032]5)熔焊，對(duì)于法蘭段與法蘭配合采用高能量激光束的雙面熔焊技術(shù)，保證焊接配合面的設(shè)計(jì)需求。
[0033]6)表面防銹處理，對(duì)軸整體進(jìn)行表面防銹處理，并進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。
[0034]7)熱處理，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)合格的整體進(jìn)行高溫回火處理以消除焊后應(yīng)力，其熱處理的溫度為590° -640°，保溫時(shí)間約為3-4小時(shí)，并對(duì)焊縫組織進(jìn)行均勻后熱處理。
[0035]8)最終成品質(zhì)量檢測(cè)，整體進(jìn)行無損檢測(cè)并進(jìn)行平行試樣的組織性能檢測(cè)，保證整體的成品質(zhì)量。
[0036]總之，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(dòng)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(shí)體段，軸體實(shí)體段與最右端法蘭部之間的過渡段，最右端為與動(dòng)力輸入部連接的法蘭段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有法蘭的大型軸，其特征在于:所述的動(dòng)力輸出部為行星齒輪變速機(jī)構(gòu)或蝸輪蝸桿變速機(jī)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)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(shè)置有大型聯(lián)軸器或者連接法蘭的軸體段。4.根據(jù)權(quán)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(quán)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(quán)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(shí)心段軸體，且法蘭段與法蘭之間采用高能量激光束進(jìn)行的深度熔焊。7.根據(jù)權(quán)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(cè)均設(shè)置有防銹鍍層。8.—種加工權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的大型軸的加工方法，其包括如下幾個(gè)步驟:整體分段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)出各段軸體的尺寸，采用整體式鍛壓的加工方法，保證每個(gè)分段結(jié)構(gòu)部件的重量滿足鍛壓設(shè)備的承載要求，且根據(jù)計(jì)算各分段都滿足設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)度以及剛度要求。粗加工，根據(jù)步驟1)中的尺寸設(shè)計(jì)，選擇合適的型坯。3)分段鍛壓，對(duì)型坯各段進(jìn)行鍛壓，并實(shí)施鍛壓過程溫度控制，鍛壓過后進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。4)精加工，對(duì)連接部件段，支撐段，過渡段，法蘭段中進(jìn)行車、銑等精加工，以滿足配合面的精度要求。5)熔焊，對(duì)于法蘭段與法蘭配合采用高能量激光束的雙面熔焊技術(shù)，保證焊接配合面的設(shè)計(jì)需求。6)表面防銹處理，對(duì)軸整體進(jìn)行表面防銹處理，并進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。7)熱處理，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)合格的整體進(jìn)行高溫回火處理以消除焊后應(yīng)力，并對(duì)焊縫組織進(jìn)行均勻后熱處理。8)最終成品質(zhì)量檢測(cè)，整體進(jìn)行無損檢測(cè)并進(jìn)行平行試樣的組織性能檢測(cè)，保證整體的成品質(zhì)量。9.根據(jù)權(quán)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(quán)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(shí)間約為3-4小時(shí)。
【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(dòng)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(shí)體段，軸體實(shí)體段與最右端法蘭部之間的過渡段，最右端為與動(dòng)力輸入部連接的法蘭段，并針對(duì)該大型軸提供了一種可節(jié)約成本，流程簡(jiǎn)化，提升成品質(zhì)量的加工方法。
【IPC分類】F16C3/02
【公開號(hào)】CN105387060
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510632914
【發(fā)明人】葛艷明, 袁志偉, 彭振
【申請(qǐng)人】江蘇金源鍛造股份有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月29日