[發明專利]一種轉子支架外環組件消應力和穩定尺寸的振動時效方法

無效

• 申請號: 201310514061.5
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103526009A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 侯世璞;趙鵬;程廣福;李景;文道維;王輝亭;賈朋剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及一種轉子支架外環組件消應力和穩定尺寸的振動時效工藝。

背景技術：水輪發電機轉子支架是轉子的重要組成部分，結構復雜，加工精度高，是連接轉軸和磁軛成一體的中間部件，正常運行時轉子支架要承受磁軛和磁極的重量、電磁力矩、自身的離心力等作用力。因此，轉子支架是受力復雜的重要部件，對尺寸精度及焊接殘余應力要求較高。

轉子支架外環組件由立筋板和扇形板焊接而成，焊接量較大，轉子支架外環組件存在較高焊接殘余應力會使工件產生變形，對后續的裝配加工帶來不利影響，增加了后續生產的難度，影響產品的質量。傳統采用熱處理退火的方法消除殘余應力，穩定轉子支架外環組件尺寸精度。但由于轉子支架外環組件尺寸大、易產生熱變形，導致需要二次修形處理，不但加大了工作難度，同時會再次產生較大殘余應力。因此，對熱處理設備及熱處理技術均有較高要求，同時，熱處理退火過程存在高能耗及溫室氣體排放、生產周期較長、長期占用作業場地等問題。

發明內容：本發明提出了一種轉子支架外環組件消應力和穩定尺寸的振動時效工藝方法。通過頻譜振動時效技術在5個頻率下對轉子支架外環組件施加動應力，動應力與多維分布的殘余應力疊加，達到材料的屈服極限時，產生局部的塑性變形，從而降低峰值殘余應力，并使殘余應力分布均化，提高部件抗變形能力。本方法節能環保、成本低、生產效率高，滿足轉子支架外環組件消應力處理需要。

本發明的技術方案為：轉子支架外環組件消應力和穩定尺寸的振動時效工藝，采用頻譜振動時效的方法對轉子支架外環組件進行消除應力時效處理，從而穩定變形尺寸，控制裝配尺寸精度。施行振動時效工藝過程中，轉子支架外環組件所處狀態為：轉子支架外環組件一般分為4～6瓣，每瓣根據不同規格由若干立筋板和扇形板焊接而成，在各瓣轉子支架外環組件裝配組圓后與中心體進行裝配之前，采用頻譜振動時效的方法對轉子支架外環組件進行消除應力處理，滿足裝配尺寸精度要求；轉子支架外環組件每瓣根據不同規格由若干立筋板與扇形板拼焊而成，單瓣焊接完成后各瓣轉子支架外環組件裝配組圓，并與中心體進行裝配，與中心體裝配前需保證尺寸精度；各瓣組圓后與中心體裝配前的狀態進行頻譜振動時效，轉子支架外環組件的支撐部分由橡膠墊進行彈性支撐，采用四點支撐的方式，每個支撐部位呈近似90°分布在外圓立柱下方，保證工件的穩定，激振器裝卡在兩支撐部分的中間位置，與立筋板連接的兩立柱之間的扇形板外圓上，采用C形夾將激振器緊密固定在扇形板上，磁吸式拾振器安放于與激振器呈90°的兩立柱之間的扇形板位置上，完成激振器控制器的連接，采用頻譜振時效的方式對轉子支架外環組件進行振動時效，即：用激振器對工件施加周期性外力，選取5個時效頻率對工件施加振動，5個時效頻率需有2個以上時效頻率產生的加速度在30～70m/s²之間，產生動應力，與多維分布的殘余應力疊加，達到材料的屈服極限時，產生局部的塑性變形，從而降低峰值殘余應力，并使殘余應力分布均化，提高抗變形能力，振動時效時間為40分鐘。

本發明的有益效果是：獲得了一種頻譜振動時效消除轉子支架外環組件殘余應力，穩定尺寸，控制變形的新方法，在保證轉子支架外環組件裝配尺寸精度方面取得良好效果，有效地解決了轉子支架外環組件這種復雜焊接結構件的消應力和裝配尺寸精度的問題，提高了轉子支架外環組件的加工質量及生產效率，同時，能耗低且無溫室氣體排放，具有良好的經濟效益和社會效益。

振動消除應力技術廣泛應用于機械制造業金屬工件鑄、鍛、焊以及機加工后的殘余應力消除和均化，在穩定尺寸精度方面效果良好，在航空、航天、兵器、發電設備、機床、模具、核工業、工程機械等各個領域有著廣泛的應用，與此同時，該技術能夠有效地減少資源能源消耗，降低溫室氣體排放，創造了良好的經濟效益和社會效益。

本發明頻譜振動時效消除轉子支架外環組件殘余應力，穩定尺寸，保證裝配尺寸精度的新方法，有效降低、均化焊接殘余應力，在控制工件尺寸精度方面效果良好，擺脫了熱處理工藝帶來的諸多限制與問題，具有易操作、成本低、效率高、零排放的特點，有效地解決了轉子支架外環組件這種復雜焊接結構件的消應力及裝配尺寸精度的問題，提高了轉子支架外環組件的加工質量及生產效率。

附圖說明

圖1是轉子支架外環組件結構示意圖

圖2是圖1的A-A剖面圖

具體實施方式