大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置及防止葉輪熱處理中變形的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置及防止葉輪熱處理中變形的方法，裝置包括用于放置葉輪的耐熱托板，耐熱托板工作面上方設(shè)有用于支撐葉輪中心軸孔端部的支撐件，耐熱托板工作面設(shè)有多個(gè)用于保護(hù)葉板防止葉板變形的葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)；本發(fā)明通過升降裝置、支撐件配合耐熱托板，實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪中心軸孔部分的支撐，有效避免在熱處理過程中對(duì)葉輪中心軸孔部分因重力造成的變形；通過采用葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)葉輪上葉板和下葉板進(jìn)行保護(hù)，有效避免熱處理過程中冷卻介質(zhì)對(duì)葉板的沖刷碰撞，并且葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)中部留有冷卻介質(zhì)流道口，仍然能保證冷卻效果；并且對(duì)下葉板進(jìn)行緊固，有效避免葉輪在熱處理中端部的變形。
【專利說明】
大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置及防止葉輪熱處理中變形的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及葉輪熱處理領(lǐng)域，具體地涉及大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置及防止葉輪熱處理中變形的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]離心式壓縮機(jī)或離心栗用來為各種流體流動(dòng)提供加壓。這種壓縮機(jī)或離心栗包含葉輪，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體軸向方向進(jìn)入，然后加速進(jìn)入周向和徑向方向，高流速流體進(jìn)入擴(kuò)壓器，經(jīng)轉(zhuǎn)換速度后輸出高壓流體，對(duì)此類壓縮機(jī)或離心栗，所使用的葉輪一般為合金精密鑄造大型薄壁葉輪。而不管對(duì)何種葉輪，在鑄造后需要對(duì)葉輪進(jìn)行車加工、熱處理、高速試驗(yàn)后才能投入使用，對(duì)大型薄壁葉輪亦是如此，但現(xiàn)有技術(shù)中并沒有針對(duì)大型薄壁葉輪而設(shè)置的熱處理用夾具，
【申請(qǐng)人】在對(duì)大型薄壁葉輪熱處理過程中，發(fā)現(xiàn)以下問題:
[0003]I)由于葉輪的壁比較薄，最薄處小于1.2mm，如圖1和2所示，葉輪的上葉板、下葉板很薄，在達(dá)到固溶溫度時(shí)，幾乎沒有機(jī)械性能，很容易被流動(dòng)冷卻介質(zhì)破壞，造成變形或破裂。在熱處理過程中，冷卻介質(zhì)，從相鄰葉片的間隙即葉輪的軸向進(jìn)入，會(huì)對(duì)上葉板和下葉板造成碰撞從而使得葉板產(chǎn)生變形，甚至產(chǎn)生裂紋，如圖3所示，上葉板和下葉板分別向上和向下變形，脫離理論正確位置，不利于葉輪的精度制造。
[0004]2)對(duì)于部分葉輪，葉輪中軸部位短于葉輪的高度，而在葉輪熱處理過程中，葉輪放置于底板上時(shí)，中心軸孔沒有任何支撐，導(dǎo)致中心軸孔處同樣容易因重力作用而產(chǎn)生形變，或者中心軸孔的支撐不能適用于多種不同尺寸的葉輪，導(dǎo)致在熱處理過程中葉輪中軸部位因沒有支撐而容易產(chǎn)生變形；
[0005]3)在熱處理過程中，若中心軸孔沒有支撐，冷卻介質(zhì)從四周進(jìn)入上下葉板的空間時(shí)，容易對(duì)葉輪造成沖擊，容易造成葉輪的變形。
[0006]因此，需要對(duì)葉輪熱處理中防止葉輪葉板及中軸變形的方法進(jìn)行進(jìn)一步地研究分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，該裝置能在熱處理過程中，有效防止冷卻介質(zhì)對(duì)葉輪葉板造成沖刷而導(dǎo)致葉板變形的發(fā)生，避免了在熱處理過程中葉輪中心軸孔發(fā)生變形。
[0008]還提供一種大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，該裝置通過設(shè)置一個(gè)葉板保護(hù)裝置，整體實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪上葉板與葉輪下葉板的覆蓋，同時(shí)又不會(huì)影響冷卻介質(zhì)的流動(dòng)，有效避免葉板以及葉輪中心軸孔變形的發(fā)生。
[0009]還提供一種防止葉輪熱處理中變形的方法，該方法采用支撐件對(duì)葉輪中心軸孔進(jìn)行支撐，并通過葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)葉輪葉板進(jìn)行有效保護(hù)，有效避免了熱處理中葉板以及葉輪發(fā)生變形。
[0010]還提供防止葉輪變形的大型薄壁葉輪熱處理方法，該方法通過可調(diào)節(jié)高度的支撐件支撐葉輪中心軸孔，實(shí)現(xiàn)不同尺寸葉輪的支撐，并通過葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)葉輪進(jìn)行保護(hù)，有效避免熱處理中葉輪中心軸孔發(fā)生變形，并有效避免冷卻介質(zhì)對(duì)葉輪葉板觸碰產(chǎn)生的變形。
[0011 ]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0012]本發(fā)明提供的一個(gè)方案是:大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，包括用于放置葉輪的耐熱托板，耐熱托板工作面上方設(shè)有用于支撐葉輪中心軸孔端部的支撐件，耐熱托板工作面沿葉輪周邊可拆卸設(shè)有用于覆蓋葉輪上葉板和下葉板的防止上下葉板變形的葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)，葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)可對(duì)上葉板和下葉板同時(shí)進(jìn)行保護(hù)，且能對(duì)上葉板起到一個(gè)支撐作用，以防止上葉板受重力影響而產(chǎn)生的變形，并利用耐熱托板在高溫下強(qiáng)度高性能，在達(dá)到葉輪固溶溫度時(shí)，耐熱托板保持很好的平面度和機(jī)械強(qiáng)度，保證葉輪下葉板的平面度。所述支撐結(jié)構(gòu)為托盤，托盤與升降裝置連接，放置好葉輪后，通過升降裝置旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)托盤向上移動(dòng)，從而對(duì)葉輪中心軸孔部位進(jìn)行有效支撐，因升降裝置與托盤配合，可以實(shí)現(xiàn)不同尺寸葉輪的支撐。
[0013]其中，當(dāng)葉輪端部大圓面在下，葉輪端部小圓面在上時(shí)，上方的葉板為上葉板，下方的葉板為下葉板。
[0014]葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)冷卻介質(zhì)的進(jìn)入方式，葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)包括多組保護(hù)件，每組保護(hù)件設(shè)于每相鄰的兩個(gè)葉片之間，形成對(duì)葉輪圓周的整體包覆，保護(hù)件包括上葉板覆蓋板和下葉板覆蓋板。
[0015]為了便于操作以及節(jié)約成本，所述升降裝置為旋轉(zhuǎn)絲杠，旋轉(zhuǎn)絲杠穿過所述的托盤且底部設(shè)于耐熱托板內(nèi)，升降裝置還可以是升降電機(jī)或者液壓缸或其他手動(dòng)升降裝置。
[0016]耐熱托板上表面設(shè)有多個(gè)用于保護(hù)上葉板和下葉板的葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)，葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)兩個(gè)葉板起到定型和緩沖冷卻介質(zhì)的作用，在葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)的中心開有冷卻介質(zhì)流道口；通過葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)上葉板和下葉板進(jìn)行保護(hù)，有效防止葉板的變形;所述葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)包括上葉板覆蓋板和下葉板覆蓋板，上葉板覆蓋板可以是一塊傾斜設(shè)置或者水平設(shè)置的板，只要能使得冷卻介質(zhì)避免與上葉板直接接觸即可，上葉板覆蓋板可以與下葉板覆蓋板通過一個(gè)中空的框體連接為一個(gè)整體，該框體的中空部分為冷卻介質(zhì)流道口，這樣所述上葉板覆蓋板與下葉板覆蓋板通過流道口為一體結(jié)構(gòu)，或者上葉板覆蓋板與下葉板覆蓋板分開設(shè)置。
[0017]為了提高保護(hù)效果，所述上葉板覆蓋板中部開有上葉板卡槽用于將上葉板的端部卡于卡槽內(nèi)，防護(hù)保護(hù)葉板效果較為理想。
[0018]所述下葉板覆蓋板水平設(shè)置，且下表面設(shè)有用于與下葉板拼接的缺口，因?yàn)樵跓崽幚磉^程中，下葉板是高出耐熱托板的，通過該缺口可以直接覆蓋下葉板的端部，避免冷卻氣體對(duì)下葉板造成直接沖刷碰撞。
[0019]為了葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)能有效貼合葉輪，且避免熱處理中葉輪端部產(chǎn)生變形，所述葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)通過緊固件與耐熱托板緊固。
[0020]本發(fā)明提供的另一個(gè)方案是:大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，包括用于放置葉輪的耐熱托板，耐熱托板工作面上方設(shè)有用于支撐葉輪中心軸孔端部的支撐件，耐熱托板工作面沿葉輪周邊可拆卸設(shè)有一個(gè)或兩段拼接的用于覆蓋葉輪上葉板和下葉板的防止上下葉板變形的葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)，葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)包括上葉板覆蓋板和下葉板覆蓋板，上葉板覆蓋板和下葉板覆蓋板中間設(shè)有多個(gè)連接件，相鄰的連接件之間形成用于介質(zhì)流通的流道口，連接件提供豎向的支撐。
[0021]該方案中所述支撐件與升降裝置連接，升降裝置與第一個(gè)方案中的相同。
[0022]本發(fā)明提供的另一個(gè)方案是:防止葉輪熱處理中變形的方法，在熱處理中采用所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置。
[0023]本發(fā)明提供的另一個(gè)方案是:
[0024]防止葉輪變形的大型薄壁葉輪熱處理方法，具體步驟如下:
[0025]I)在耐熱托板上方設(shè)置支撐件；
[0026]2)將葉輪放置在耐熱托板上并設(shè)置升降裝置與支撐件連接；
[0027]3)通過升降裝置調(diào)整支撐件的高度用于支撐葉輪的中心軸孔端部；
[0028]4)對(duì)每個(gè)相鄰葉片之間的空間均設(shè)置葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)覆蓋上葉板和下葉板以防止熱處理中葉板變形；
[0029]5)進(jìn)行熱處理；
[0030]6)步驟5)完成后，從葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)的流道口內(nèi)通入冷卻介質(zhì)。
[0031]本發(fā)明的有益效果是:
[0032]I)通過升降裝置、支撐件配合耐熱托板，實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪中心軸孔部分的支撐，有效避免在熱處理過程中對(duì)葉輪中心軸孔部分因重力造成的變形。
[0033]2)通過采用葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)葉輪上葉板和下葉板進(jìn)行保護(hù)，有效避免熱處理過程中冷卻介質(zhì)對(duì)葉板的沖刷碰撞，并且葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)中部留有冷卻介質(zhì)流道口，仍然能保證冷卻效果;并且對(duì)下葉板進(jìn)行緊固，有效保證葉輪在熱處理中端部的變形。
[0034]3)采用本發(fā)明的方法，能有效防止葉輪葉板在熱處理中的變形產(chǎn)生，同時(shí)冷卻介質(zhì)還會(huì)通過葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)的流道口，進(jìn)入葉輪內(nèi)部，進(jìn)一步提高工件的質(zhì)量和精度。
【附圖說明】
[0035]圖1為傳統(tǒng)葉輪熱處理中冷卻介質(zhì)流入時(shí)的側(cè)面剖視圖；
[0036]圖2為傳統(tǒng)葉輪熱處理中冷卻介質(zhì)流入時(shí)的俯視圖；
[0037]圖3為葉輪受冷卻介質(zhì)碰撞產(chǎn)生變形的示意圖；
[0038]圖4為本發(fā)明保護(hù)裝置的側(cè)面剖視圖；
[0039]圖5為本發(fā)明保護(hù)裝置的俯視圖；
[0040]圖6為本發(fā)明葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0041]圖7為本發(fā)明葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0042]圖8為本發(fā)明葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)面剖視圖；
[0043]其中，1.葉輪，2.上葉板，3.下葉板，4.熱處理料架，5.旋轉(zhuǎn)絲杠，6.托盤，7.絲杠槽，8.葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)，9.葉片，10.流道口，11.上葉板卡槽，12.下葉板缺口，13.耐熱托板。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0045]實(shí)施例1
[0046]大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，包括用于放置葉輪的耐熱托板13，耐熱托板13上方設(shè)有用于支撐葉輪I中心軸孔下端部的托盤6，托盤6與耐熱托板13通過旋轉(zhuǎn)絲杠5連接，耐熱托板上設(shè)有絲杠槽7，耐熱托板13上表面設(shè)有多個(gè)用于保護(hù)上葉板2和下葉板3的葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)8，在葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)8的中心開有冷卻介質(zhì)流道口 10;放置好葉輪I后，通過旋轉(zhuǎn)絲杠5旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)托盤6向上移動(dòng)，從而對(duì)葉輪I中心軸孔部位進(jìn)行有效支撐，因旋轉(zhuǎn)絲杠5與托盤6配合，可以實(shí)現(xiàn)不同尺寸葉輪I的支撐，若要實(shí)現(xiàn)所有同樣尺寸的葉輪的熱處理，可將托盤6設(shè)置為固定結(jié)構(gòu);通過葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)8對(duì)上葉板2和下葉板3進(jìn)行保護(hù)，有效防止葉板的變形，如圖4和圖5所示，對(duì)每個(gè)相鄰葉片9之間的空間均設(shè)置葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)8，葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)8均勻布置在葉輪I圓周。
[0047]所述葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)8包括設(shè)于流道口10上方的上葉板覆蓋板，和設(shè)于流道口下方的下葉板覆蓋板，上葉板覆蓋板可以是一塊傾斜設(shè)置或者水平設(shè)置的板，只要能使得冷卻介質(zhì)避免與上葉板直接接觸即可，上葉板覆蓋板可以與下葉板覆蓋板通過一個(gè)中空的框體連接，該框體的中空部分為冷卻介質(zhì)流道口 10，如圖6和圖7所示，為了葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)8能有效貼合葉輪I，下葉板覆蓋板上開有至少一個(gè)螺栓孔或者螺釘孔，用于將整個(gè)葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)8固定于耐熱托板13，為了貼合的緊密效果，上葉板覆蓋板和下葉板覆蓋板的形狀均為圓弧狀。
[0048]為了提高保護(hù)效果，如圖8所示，所述上葉板覆蓋板中部開有上葉板卡槽11用于將上葉板的端部卡于卡槽內(nèi)，防護(hù)保護(hù)葉板效果較為理想。
[0049]所述下葉板覆蓋板水平設(shè)置，且其下表面設(shè)有用于與下葉板3拼接的下葉板缺口12，因?yàn)樵跓崽幚磉^程中，下葉板3是高出耐熱托板13的，通過該下葉板缺口 12可以直接覆蓋下葉板3的端部，避免冷卻氣體對(duì)下葉板3造成直接沖刷碰撞。
[0050]實(shí)施例2
[0051 ]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別是:
[0052]上葉板覆蓋板與下葉板覆蓋板之間是分開設(shè)置的，同樣上葉板覆蓋板開有上葉板卡槽，下葉板覆蓋板水平設(shè)置，且其下表面設(shè)有用于與下葉板拼接的下葉板缺口。
[0053]實(shí)施例3
[0054]大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，包括用于放置葉輪的耐熱托板，耐熱托板工作面上方設(shè)有用于支撐葉輪中心軸孔端部的支撐件，耐熱托板工作面沿葉輪周邊可拆卸設(shè)有一個(gè)或兩段拼接的用于覆蓋葉輪上葉板和下葉板的防止上下葉板變形的葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)，葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)包括上葉板覆蓋板和下葉板覆蓋板，上葉板覆蓋板和下葉板覆蓋板中間設(shè)有多個(gè)連接件，相鄰的連接件之間形成用于介質(zhì)流通的流道口。
[0055]實(shí)施例4
[0056]防止葉輪熱處理中變形的方法，在熱處理中采用所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置。
[0057]實(shí)施例5
[0058]防止葉輪變形的大型薄壁葉輪熱處理方法，具體步驟如下:
[0059]I)在耐熱托板上方設(shè)置支撐件；
[0060]2)將葉輪放置在耐熱托板上并設(shè)置升降裝置與支撐件連接；
[0061]3)通過升降裝置調(diào)整支撐件的高度用于支撐葉輪的中心軸孔下端部；
[0062]4)對(duì)每個(gè)相鄰葉片之間的空間均設(shè)置葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)覆蓋上葉板和下葉板以防止熱處理中上葉板和下葉板的變形；
[0063]5)進(jìn)行熱處理；
[0064]6)步驟5)完成后，從葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)的流道口內(nèi)通入冷卻介質(zhì)。
[0065]葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)可以與實(shí)施例1或者實(shí)施例2中的結(jié)構(gòu)相同或者不同。
[0066]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，其特征在于，包括用于放置葉輪的耐熱托板，耐熱托板工作面上方設(shè)有用于支撐葉輪中心軸孔端部的支撐件，耐熱托板工作面沿葉輪周邊可拆卸設(shè)有用于覆蓋葉輪上葉板和下葉板的防止上下葉板變形的葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，其特征在于，所述支撐件為托盤，托盤與升降裝置連接。3.如權(quán)利要求2所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，其特征在于，所述升降裝置為旋轉(zhuǎn)絲杠，旋轉(zhuǎn)絲杠穿過所述的托盤且底部設(shè)于耐熱托板內(nèi)。4.如權(quán)利要求1所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，其特征在于，所述葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)包括多組保護(hù)件，每組保護(hù)件設(shè)于每相鄰的兩個(gè)葉片之間，保護(hù)件包括上葉板覆蓋板和下葉板覆蓋板。5.如權(quán)利要求4所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，其特征在于，所述上葉板覆蓋板開有上葉板卡槽。6.如權(quán)利要求4或5所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，其特征在于，所述下葉板覆蓋板水平設(shè)置，且下表面設(shè)有用于與下葉板拼接的缺口，所述下葉板覆蓋板通過緊固件與耐熱托板緊固。7.如權(quán)利要求4或5所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，其特征在于，所述上葉板覆蓋板與下葉板覆蓋板通過框體連接為一體。8.如權(quán)利要求7所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置，其特征在于，所述框體開有用于介質(zhì)流通的流道口。9.防止葉輪熱處理中變形的方法，其特征在于，在熱處理中采用如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的大型薄壁葉輪熱處理用保護(hù)裝置。10.防止葉輪變形的大型薄壁葉輪熱處理方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)在耐熱托板上方設(shè)置支撐件； 2)將葉輪放置在耐熱托板上并設(shè)置升降裝置與支撐件連接； 3)通過升降裝置調(diào)整支撐件的高度用于支撐葉輪的中心軸孔端部； 4)對(duì)每個(gè)相鄰葉片之間的空間均設(shè)置葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)覆蓋上葉板和下葉板以防止熱處理中葉板變形； 5)進(jìn)行熱處理； 6)步驟5)完成后，從葉板固定保護(hù)結(jié)構(gòu)的流道口內(nèi)通入冷卻介質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C21D9/00GK106086363SQ201610657265
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月11日 公開號(hào)201610657265.8, CN 106086363 A, CN 106086363A, CN 201610657265, CN-A-106086363, CN106086363 A, CN106086363A, CN201610657265, CN201610657265.8
【發(fā)明人】張偉, 劉杰, 韓桂強(qiáng), 杜平, 孫日文
【申請(qǐng)人】山東豪邁機(jī)械科技股份有限公司