[發明專利]大直徑金屬筒體精確校圓方法

有效

• 申請號: 201210036795.2
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102581076A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 翁宇;李安榮
• 申請（專利權）人: 云南大為化工裝備制造有限公司
• 主分類號: B21D1/08
• 分類號: B21D1/08
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

1.大直徑金屬筒體精確校圓方法，其特征在于，設置一由校圓胎具(10)組成的校圓胎具組，在校圓胎具(10)之間采用兩端帶螺紋的定距桿(11)連接，兩個校圓胎具(10)間的距離A由下列公式〖1〗求出：

式中：

A-兩個校圓胎具(10)間的距離，mm；

R-筒體內半徑，mm；

t-筒體的壁厚，mm；

利用下螺母(13)調整兩校圓胎具(10)的平行度和同軸度，使兩個校圓胎具(10)的圍板(1)的端面相互平行，并與兩個校圓胎具(10)的圓心連線垂直，保證校圓胎的同軸度在吊裝狀態下不大于0.5mm后，擰緊上螺母(14)，組成一校圓胎具組；

在筒體校圓前，測量并記錄筒體(12)的最小直徑，將筒體(12)立式放在加熱爐或熱處理爐的支承平臺上，與筒體(12)端面接觸的支承平臺表面應光滑，以減少筒體與支承平臺之間的摩擦阻力，確保筒體溫度變化時能自由伸縮，降低校圓后筒體支承段的殘余應力；將裝有筒體(12)的支承平臺放入加熱爐或熱處理爐進行加熱，加熱溫度應緩慢升高，其最終溫度T由模擬試驗或者由下列公式〖2〗計算得出：

T＝(D-Dn)/(αDn)+Tc+η+λ…………〖2〗

式中：

T-筒體加熱的最終溫度，℃；

D-校圓胎外徑，mm；

Dn-筒體加熱前的最小內徑，mm；

α-材料的膨脹系數，10^-6/℃；

Tc-環境溫度，℃；

η-修正值，估計加熱筒體出爐至完全套入校圓體期間，筒體溫度的下降值，取40℃；

λ-附加溫度，取0～50℃，筒體成形誤差較大或者筒體壁厚較厚、筒體材料強度較大時，溫度取上限值；因為提高加熱溫度增大了加熱筒體的膨脹量，延長筒體冷卻收縮時間，減小筒體收縮過程中內壁與校圓胎(10)外壁的摩擦阻力；

待筒體(12)加熱到最終加熱溫度后，測量筒體(12)的最小直徑，當筒體(12)的最小直徑大于校圓胎具(10)的外直徑時，停止加熱，將筒體(12)取出，裝入校圓胎具組，并按一定的速度緩慢冷卻，因校圓胎具(10)的剛度大于筒體(12)的剛度，利用校圓胎具(10)約束筒體(12)在冷卻時的徑向收縮，使筒體(12)的徑向收縮力變為法向力，在法向力作用下，筒體(12)沿周向收縮變形，在筒體(12)冷卻到室溫時，筒體(12)的內表面與校圓胎具(10)外表面自然貼合，筒體(12)即達到要求的圓度；對于壁厚較小的筒體(12)，裝入校圓胎具組后，在空氣在自然冷卻，對于壁厚較厚的筒體(12)，裝入校圓胎具組后，放入加熱爐或熱處理爐中，利用加熱爐或熱處理爐的余熱緩慢降溫，使冷卻速度更小，延緩筒體(12)法向作用力的有效時間，提高筒體(12)的校圓精度。

2.根據權利要求1所述的大直徑金屬筒體精確校圓方法，其特征在于，所述的校圓胎具(10)是由圍板(1)、筋板(2)、腹板(3)、輻條(4)、中心板(5)和橫輻條(8)組成；其中，圍板(1)用金屬板材卷制焊接而成，圍板(1)的外直徑D按筒體(12)的內直徑確定，在圍板(1)內壁居中位置焊接腹板(3)，在腹板(3)的兩側等距地焊接筋板(2)；在筋板與筋板之間的腹板(3)上開有定距桿孔(9)；輻條(4)和橫輻條(8)組焊在腹板(3)與中心板(5)上，使校圓胎具(10)成為一個整體；輻條(4)和橫輻條(8)采用槽鋼或角鋼或工字鋼按所需尺寸做成，中心板中央開1個定距桿孔(9)，便于穿入定距桿(11)，輻條(4)、中心板(5)和橫輻條(8)在校圓時，起到穩定和提高校圓胎具(10)剛度的作用；為保證校圓胎具(10)的精度，校圓胎具(10)組焊成為一個整體后，圍板(1)的端面和外壁應進行機械加工，圍板(1)的端面的跳動允差應不大于0.2mm，外壁的直徑允差應不大于0.2mm，外壁的表面粗糙度應不大于Ra?3.2μm，以減小摩擦阻力，使校圓的筒體(12)在校圓時，能自由收縮而不損傷筒體內壁；對于筒體剛性較高和厚壁較厚筒體(12)的校圓胎具(10)，做成兩個半圓體，再用定位銷(6)和接板(7)連接成一個整體校圓胎具(10)。

3.根據權利要求1或2所述的大直徑金屬筒體精確校圓方法，其特征在于，所述的校圓胎具(10)的圍板(1)的材料，應根據筒體(12)的材料性能要求選擇，對于碳素鋼和碳素合金鋼，采用碳素鋼板制作；對于不銹鋼或鎳、鎳基合金或鈦或鈦合金或鋯這些不允許鐵離子污染的材料，圍板(1)采用不銹鋼或不含鐵離子的金屬材料制作。

4.根據權利要求1所述的大直徑金屬筒體精確校圓方法，其特征在于，所述的筒體(12)在制作中，由于受金屬板材板幅寬度、卷板機卷輥長度及加熱爐或熱處理爐高度條件的限制，筒體(12)的長度均不大于4000mm，每一個筒體(12)在校圓時，采用上、下兩個校圓胎具(10)用兩端帶螺紋的定距桿(11)連接，組成一校圓胎具組；為便于筒體(12)校圓后的組對、焊接；當校圓胎具組吊入筒體(12)后，上校圓胎具(10)的圍板(1)的上端面與筒體(12)的上端面和下校圓胎具(10)的圍板(1)的下端面與筒體(12)的下端面的距離a控制在50mm-100mm之間。