大型电站用护环的冷变形强化制造方法技术

本发明专利技术公开了一种大型电站用护环的冷变形强化制造方法，采用护环毛坯外补液胀形模具，利用液压胀形法，制造外径不小于1190mm的大型1Mn18Cr18N护环；包括以下步骤：第一步，对护环毛坯进行机加工，在护环毛坯的两端形成阻力环；并且在护环毛坯的内孔两端形成锥面，锥面的角度为30°；第二步，装配护环毛坯与胀形模具；第三步，进行外补液液压胀形，使护环毛坯冷变形至规定的尺寸。本发明专利技术通过对大型电站用1Mn18Cr18N护环采用外补液液压胀形工艺，配以胀形模具以及护环毛坯两端的阻力环，能够达到控制护环的冷变形尺寸、提高成品率和生产效率的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种护环的制造方法，具体涉及一种大型电站用护环的冷变形强化制造方法。
技术介绍
如图1所示的护环是热套在发电机转子的两端，卡紧线圈的端部，克服离心力的影响，防止线圈在转子旋转时被甩出和变形的构件。护环在高速旋转中不但要承受巨大的离心力，同时还要承受热装时的装配应力、交变应力及弯曲应力，是发电设备中的关键构件之一。1Mn18Cr18N护环钢除导磁率满足护环的性能要求外，其塑性指标也能很好地符合要求，更重要的是该钢种极大地提高了其抗腐蚀性能。因此，护环生产厂家大都采用该材料生产大容量机组的护环锻件。目前，护环锻件的加工采用冷变形强化工艺，以使护环达到高机械性能指标。冷变形强化工艺包括楔扩法、液压胀形法等。但是，现有的冷变形强化工艺只能用于加工中小型机组的护环，无法加工满足性能要求的用于大型发电机组的大型护环。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大型电站用护环的冷变形强化制造方法，它可以制造出符合技术要求的大型1Mn18Cr18N护环。为解决上述技术问题，本专利技术大型电站用护环的冷变形强化制造方法的技术解决方案为：采用护环毛坯外补液胀形模具，利用液压胀形法，制造外径不小于1190mm的大型1Mn18Cr18N护环；包括以下步骤：第一步，对护环毛坯进行机加工，在护环毛坯的两端形成阻力环；并且在护环毛坯的内孔两端形成锥面，锥面的角度为30°；第二步，装配护环毛坯与胀形模具；r>将护环毛坯套设于减力柱的柱体上，使护环毛坯与减力柱的柱体同轴，则此时护环毛坯与柱体之间形成环形空腔；第三步，进行外补液液压胀形，使护环毛坯冷变形至规定的尺寸；通过外补液进液口向环形空腔内注满液体，并使液体产生高压；高压液体产生的变形力使护环毛坯在冷态下产生永久性塑性变形。所述护环毛坯外补液胀形模具包括减力柱、上锥模，上锥模套设于减力柱的柱体上，上锥模能够沿柱体上下运动；上锥模的底部工作面为锥面，上锥模工作面的锥面角度为30°；减力柱的底座工作面为锥面，减力柱工作面的锥面角度为30°；减力柱的柱体外径小于护环毛坯的内径；减力柱的底座开设有外补液进液口，减力柱的柱体内开设有通道，柱体的通道与底座的外补液进液口相连通。所述上锥模与柱体之间设置有至少一道密封圈。所述第一步中的阻力环的高度为3.5～5.5mm。所述第一步中的阻力环的内径大于护环毛坯的内径。所述第三步在护环毛坯冷变形过程中，使上锥模沿减力柱的柱体向下运动，使上锥模的锥面始终保持与护环毛坯的锥面相接触。本专利技术可以达到的技术效果是：本专利技术通过对大型电站用1Mn18Cr18N护环采用外补液液压胀形工艺，配以胀形模具以及护环毛坯两端的阻力环，能够达到控制护环的冷变形尺寸、提高成品率和生产效率的目的。本专利技术通过外补液液压胀形工艺，使护环在冷扩孔变形中得以强化，能够保证护环获得最终交货尺寸的同时，达到产品的性能要求。本专利技术采用工作面为30°锥面的胀形模具以及高度为3.5～5.5mm的阻力环，能够使所制造的护环的外径尺寸偏差不超过18mm，变形均匀性极佳。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是用于发电机转子的护环的示意图；图2是本专利技术护环毛坯外补液胀形模具的示意图；图3是经过机加工的护环毛坯的示意图；图4是图3中E的局部放大示意图。图中附图标记说明：1为减力柱，2为上锥模，11为底座，12为柱体，13为外补液进液口，14为通道，21为密封圈，10为护环毛坯。具体实施方式本专利技术大型电站用护环的冷变形强化制造方法，采用如图2所示的护环毛坯外补液胀形模具，利用液压胀形法，制造外径不小于1190mm的大型1Mn18Cr18N护环；本专利技术护环毛坯外补液胀形模具包括减力柱1、上锥模2，上锥模2套设于减力柱1的柱体12上，上锥模2能够沿柱体12上下运动；上锥模2与柱体12之间设置有至少一道密封圈21；上锥模2的底部工作面B为锥面，上锥模工作面的锥面角度为30°；减力柱1的底座工作面A为锥面，减力柱工作面的锥面角度为30°；减力柱1的柱体12外径小于护环毛坯的内径；减力柱1的底座11开设有外补液进液口13，减力柱1的柱体12内开设有通向柱体12两侧的通道14，柱体12的通道14与底座11的外补液进液口13相连通。本专利技术制造方法包括以下步骤：第一步，对护环毛坯10进行机加工，在护环毛坯10的两端形成阻力环D；并且在护环毛坯10的内孔两端形成锥面C，锥面C的角度为30°，如图3、图4所示；阻力环D的高度为3.5～5.5mm，阻力环D的内径大于护环毛坯的内径；护环毛坯的外径为900mm以上，内径为600～800mm；第二步，装配护环毛坯10与胀形模具；如图2所示，将护环毛坯10套设于减力柱1的柱体12上，使护环毛坯10与减力柱1的柱体12同轴，则此时护环毛坯10与柱体12之间形成环形空腔；第三步，进行外补液液压胀形，使护环毛坯10冷变形至规定的尺寸；通过外补液进液口13向环形空腔内注满液体，并使液体产生高压；高压液体产生的变形力使护环毛坯10在冷态下产生永久性塑性变形；随着护环毛坯10的变形程度的增大，护环毛坯10的直径变大、高度缩小、厚度减薄，其强度显著提高；在护环毛坯10冷变形过程中，使上锥模2沿减力柱1的柱体12向下运动，使上锥模2的锥面B始终保持与护环毛坯10的锥面C相接触。经研究发现，胀形模具的工作面的锥面角度大小直接决定成品的外径尺寸偏差，如果角度过大，胀形阻力偏大，护环胀形后会产生较大的凸鼓形；如果角度过小，胀形阻力偏小，护环胀形后会产生凹鼓形；凸鼓形和凹鼓形会使护环的外径尺寸偏差过大，导致产品报废。本专利技术所使用的胀形模具的工作面的锥面角度为30°，在护环胀形的过程中，该锥面角度能够对护环的两端产生阻力，使护环毛坯整体较为均匀的变形。阻力环的高度大小决定着护环毛坯的变形是否均匀，如果阻力环的高度过大，胀形过程中护环两端的变形量比中间的变形量小，需停止胀形加工重新加工阻力环，如此反复，致使护环的加工效率较低；如果阻力环的高度过小，护环胀形后尺寸出现偏差时，阻力环加工修整的调整量不足，无法调整护环的尺寸偏差，导致成品报废。本专利技术采用高度为3.5～5.5mm的阻力环，在护环胀形过程中，该高度的阻力环能够使护环毛坯整体较为均匀地变形，并提高护环胀形的效率。采用本专利技术所制造的300MW水氢冷护环的性能指标如下表：...

【技术保护点】
一种大型电站用护环的冷变形强化制造方法，其特征在于，采用护环毛坯外补液胀形模具，利用液压胀形法，制造外径不小于1190mm的大型1Mn18Cr18N护环；包括以下步骤：第一步，对护环毛坯进行机加工，在护环毛坯的两端形成阻力环；并且在护环毛坯的内孔两端形成锥面，锥面的角度为30°；第二步，装配护环毛坯与胀形模具；将护环毛坯套设于减力柱的柱体上，使护环毛坯与减力柱的柱体同轴，则此时护环毛坯与柱体之间形成环形空腔；第三步，进行外补液液压胀形，使护环毛坯冷变形至规定的尺寸；通过外补液进液口向环形空腔内注满液体，并使液体产生高压；高压液体产生的变形力使护环毛坯在冷态下产生永久性塑性变形。

【技术特征摘要】
1.一种大型电站用护环的冷变形强化制造方法，其特征在于，采用护环毛坯外补液胀
形模具，利用液压胀形法，制造外径不小于1190mm的大型1Mn18Cr18N护环；包括以下步骤：
第一步，对护环毛坯进行机加工，在护环毛坯的两端形成阻力环；并且在护环毛坯的内
孔两端形成锥面，锥面的角度为30°；
第二步，装配护环毛坯与胀形模具；
将护环毛坯套设于减力柱的柱体上，使护环毛坯与减力柱的柱体同轴，则此时护环毛坯
与柱体之间形成环形空腔；
第三步，进行外补液液压胀形，使护环毛坯冷变形至规定的尺寸；
通过外补液进液口向环形空腔内注满液体，并使液体产生高压；高压液体产生的变形力
使护环毛坯在冷态下产生永久性塑性变形。
2.根据权利要求1所述的大型电站用护环的冷变形强化制造方法，其特征在于，所述
护环毛坯外补液胀形模具包括减力柱、上锥模，上锥模套设于减力柱的柱体上，上锥模能够
沿柱体上下运动；
上锥模的底部工作面...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文正，任运来，张佳盼，
申请(专利权)人：上海重型机器厂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31