環鍛件包括風電法蘭、軸承圈、回轉支承鍛件，在風力發電領域屬于關鍵部件。隨著海上風電、國家基建項目以及一帶一路的進一步發展，以自由鍛壓機為主要鐓粗設備的環鍛件的需求量增加，其主要工藝流程包括：下料→加熱→自由鍛制坯→鐓粗壓實沖孔→擴孔→加熱→軋制→熱處理。現有固定式上砧結構限制了自由鍛制坯鐓粗壓實過程，而自由鍛制坯鐓粗壓實、沖孔以及擴孔工序對環件的內在質量具有重要的意義。目前，國內現有大中型自由鍛壓機鐓粗壓實均采用下旋轉鐓粗臺，受結構影響該類旋轉臺需承受工件的重量、壓機對其施加的壓力，因此需增加頂起彈簧，否則下鐓粗臺無法旋轉，這將使得裝置笨重、不便于操作，且鍛件產生的熱量更易使需跟隨移動工作臺來回移動的下旋轉傳動裝置控制電纜及油管等摩擦破損，使得故障率升高。這給環鍛件的制坯壓實帶來諸多不利因素：⑴效率低，火次多，影響內在的壓實質量；⑵鍛造過程的表面質量差，在輾環軋制時易導致夾層、凹坑等缺陷；⑶工件不能過重并且不能超過彈簧的工作載荷，嚴重限制了鍛壓范圍，影響產能，降低了設備的利用率。
主要技術創新
裝置組成
設計一種環件的上旋轉鐓粗壓實裝置，此裝置主要由連接板、大齒輪、上砧墊、上砧、液壓馬達、小齒輪等主要部件組成，如圖1 所示。其中連接板上設置有注油孔，實現對滾動軸承的潤滑；連接板與大齒輪利用中心凹凸結構進行定位，并留有轉動間隙；上砧墊中設有鎖緊裝置，在更換上砧后并將其進行鎖緊，鎖緊裝置主要由鎖緊彈簧、彈簧壓蓋、中心軸、鎖緊吊鉤組成，并能夠實現快速更換；上砧可為異形鍛造的模具，對復雜形狀的鍛件進行鍛壓；液壓馬達由液壓油驅動，軸伸安裝小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合實現傳動；部件之間的定位采用定位銷實現，防止部件工作時竄動。
裝置原理
⑴壓機動梁與連接板通過原有螺栓連接進行緊固，并通過定位銷進行定位。⑵連接板設有注油孔，能夠對滾動軸承進行潤滑，并安裝芯軸、滾動軸承、軸套，使芯軸實現旋轉。⑶大齒輪與芯軸通過安裝擋環、壓蓋，并隨芯軸一起旋轉，大齒輪與連接板利用中心凹凸結構進行定位，并留有轉動間隙。⑷上砧墊通過T 形槽螺栓與大齒輪進行緊固，并設有鎖緊裝置，在更換上砧后將其鎖緊，鎖緊裝置主要由鎖緊彈簧、彈簧壓蓋、中心軸、鎖緊吊鉤組成，能夠實現快速更換，并采用定位銷定位。⑸上砧通過鎖緊吊鉤與上砧墊進行連接并鎖緊，上砧可為異形鍛造的模具，可對復雜鍛件進行鍛壓。⑹液壓馬達通過支架固定于連接板上，由液壓油進行驅動，輸出軸伸上連接小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合實現傳動。
裝置優點
⑴通過輕量化設計使得此裝置旋轉部分的質量較輕，實現快速旋轉，提升鐓粗效率。⑵提升了坯料表面和內在壓實質量，細化晶粒結構，消除了內部鍛造時產生的氣孔、疏松、偏析等缺陷，增強了機械性能。⑶提高了鍛件的終鍛溫度，縮短了二次加熱保溫時間，降低了生產成本，產生了較大的經濟效益。⑷能夠充分利用壓機潛在產能，擴展了壓機的鍛壓范圍，能夠實現馬架擴孔以及錐形沖頭擴孔，提高了壓機的利用率，增加了產能。
海上風電項目
項目概況
射陽海上風電項目，法蘭直徑5.5m。坯料規格為φ900mm×2.5m，下料重量為12.5t，沖擊功要求：-50℃縱向≥50J、橫向≥30J。其制坯尺寸為φ1928mm×φ500mm×583mm，鐓粗截面尺寸較大，原有固定式上砧結構直接進行鐓粗壓實時的抗力很大，無法完成鐓粗壓實操作。采用小截面上砧，在利用旋轉式結構，將圓柱料段沿圓周方向進行鐓粗壓實至工藝要求高度。鍛造工藝流程如圖2 所示。
應用的效果
⑴通過實現上砧旋轉功能，實現連鑄圓鐓粗壓實至工藝要求，在使用過程中旋轉速度較快，使得鐓粗效率提高。⑵采用馬架擴孔時可以任意切換上砧方向，大大減少了擴孔時間，提高了鍛件的終鍛溫度，縮短了二次加熱保溫時間。⑶利用上砧的旋轉功能實現馬架擴孔后對坯料進行平整，不用再對坯料進行翻轉，提高了平整質量以及效率。
礦冶齒圈項目
項目概況
礦冶齒圈項目，材質為34CrNi1Mo，原材料采用17t 鋼錠，鍛造工藝要求在1200℃時保溫時間為6 ～7h，在鍛造輾環前3 ～4h，可將溫度調整至1220 ～1230℃，以便更順利地進行鍛造。其制坯尺寸為φ2141mm×φ800mm×539mm，其鐓粗高度較小，因此鋼錠鐓粗壓實時采用旋轉式上砧裝置，將鋼錠高度鐓粗至工藝要求，再用φ500mm 沖頭沖孔、最后用φ800mm 沖頭擴孔后滾圓。否則鐓粗高度不夠，將導致在輾環軋制時出現夾層、凹坑等缺陷，影響產品質量。調質處理回火溫度為680℃，實測硬度值為190 ～235HB，符合圖紙要求。工藝流程如圖3 所示。
由于超導磁場儲能型微網所選取的材料為非導磁性材料,而導線的輻向寬度較小,因而在工頻狀態下磁場透入深度往往高于繞組[8]的尺度,因而從繞組渦流對漏磁場的反影響而言,能夠將繞組分割為非渦流區間。通過漏磁場測算后,可選取電網導體損耗測算方式獲得繞組線圈的渦流損耗,如式(11),式(12)所示:應用的效果
⑵利用上砧旋轉功能實現錐形擴孔工藝，可在任意角度方向進行擴孔，減少了擴孔工序的時間，提升了鍛造制坯效率。⑶在圓坯料段圓周方向進行連續鐓粗壓實，提高了鋼錠的滾圓效率以及滾圓質量，為輾環軋制提供了良好的鍛坯質量。
結束語
通過承接的射陽海上風電法蘭項目以及礦冶齒圈項目，經過實際生產的應用，對上旋轉鐓粗壓實裝置進行了工藝驗證，收到了良好預期效果，均達到了工藝要求。此裝置能夠充分利用壓機潛在產能，擴展了壓機的鍛壓范圍，提高了壓機的利用率，增加了產能。
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