本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電以及盾構(gòu)機(jī)等大型工程設(shè)備中常用的帶法蘭的大型軸的加工方法，尤其是涉及具有良好的沖擊性能和機(jī)械性能的低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組用的帶法蘭的大型軸及其加工方法。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電以及盾構(gòu)機(jī)設(shè)備市場(chǎng)巨大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)中最關(guān)鍵的零件——風(fēng)力發(fā)電主軸，以及盾構(gòu)機(jī)中傳動(dòng)主軸均采用了帶法蘭的大型軸結(jié)構(gòu)，上述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：法蘭大，軸身直徑小，成型比較困難，同時(shí)技術(shù)條件比較高，法蘭與軸身的過(guò)渡部位件堆積大量的工藝輔料，利用率較低，又影響加工的效率。

現(xiàn)有技術(shù)中的帶法蘭的大型軸結(jié)構(gòu)通常是法蘭部+主軸部，其加工方法通常采用兩次墩粗兩次拔長(zhǎng)，其所需的鍛造次數(shù)多，且內(nèi)在質(zhì)量也得不到保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組用的帶法蘭的大型軸及其加工方法，具有良好的沖擊性能和機(jī)械性能，其主要用于傳遞動(dòng)力輸入部件與輸出部件之間的動(dòng)力，其按照功能劃分整個(gè)大型軸的軸段，包括階梯狀的軸體，從左向右依次為：與動(dòng)力輸出部連接的連接部件段，與支撐部件連接的支撐段，與其他部件有任何連接的軸體實(shí)體段，軸體實(shí)體段與最右端法蘭部之間的過(guò)渡段，最右端為與動(dòng)力輸入部連接的法蘭段。

所述的動(dòng)力輸出部為行星齒輪變速機(jī)構(gòu)或蝸輪蝸桿變速機(jī)構(gòu)。

所述的連接部件段為設(shè)置有大型聯(lián)軸器或者連接法蘭的軸體段。

所述的支撐部件為軸承。

所述的過(guò)渡段為圓弧形。

所述的法蘭段為非實(shí)心段軸體，且法蘭段與法蘭之間采用高能量激光束進(jìn)行的深度熔焊。

上述軸段外側(cè)均設(shè)置有防銹鍍層。

其包括如下幾個(gè)步驟：

整體分段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)出各段軸體的尺寸，采用整體式鍛壓的加工方法，保證每個(gè)分段結(jié)構(gòu)部件的重量滿足鍛壓設(shè)備的承載要求，且根據(jù)計(jì)算各分段都滿足設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)度以及剛度要求。

粗加工，根據(jù)步驟1)中的尺寸設(shè)計(jì)，選擇合適的型坯。

3)分段鍛壓，對(duì)型坯各段進(jìn)行鍛壓，并實(shí)施鍛壓過(guò)程溫度控制，其鍛壓溫度控制在900°-1100°之間，鍛壓過(guò)后進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。

4)精加工，對(duì)連接部件段，支撐段，過(guò)渡段，法蘭段中進(jìn)行車、銑等精加工，以滿足配合面的精度要求。

5)熔焊，對(duì)于法蘭段與法蘭配合采用高能量激光束的雙面熔焊技術(shù)，保證焊接配合面的設(shè)計(jì)需求。

6)表面防銹處理，對(duì)軸整體進(jìn)行表面防銹處理，并進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

7)熱處理，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)合格的整體進(jìn)行高溫回火處理以消除焊后應(yīng)力，其熱處理的溫度為590°-640°，保溫時(shí)間約為3-4小時(shí)，并對(duì)焊縫組織進(jìn)行均勻后熱處理。

8)最終成品質(zhì)量檢測(cè)，整體進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)并進(jìn)行平行試樣的組織性能檢測(cè)，保證整體的成品質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的帶有法蘭的大型軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的加工方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1中是現(xiàn)有技術(shù)中的一種低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組用的帶法蘭的大型軸帶有 法蘭的大型軸的結(jié)構(gòu)示意圖，其左端為軸體段，右端為法蘭段。

圖2中是本發(fā)明的一種包括階梯狀的軸7，從左向右依次為：與動(dòng)力輸出部連接的連接部件段S1，與支撐部件連接的支撐段S2，與其他部件沒(méi)有任何連接的軸體實(shí)體段S3，軸體實(shí)體段與最右端法蘭部之間的過(guò)渡段S4，最右端為與動(dòng)力輸入部連接的法蘭段S5。

如圖2所示，行星輪機(jī)構(gòu)3由太陽(yáng)輪S,行星輪P，和齒圈R構(gòu)成，行星輪機(jī)構(gòu)3的太陽(yáng)輪S通過(guò)與軸7最左端連接部件段S1的連接，本實(shí)施例中通過(guò)一種軸端連接裝置4將太陽(yáng)輪S和S1連接，從而能夠?qū)⑤S7傳遞過(guò)來(lái)的動(dòng)力分配以合適的轉(zhuǎn)速和扭矩，S2段中包括安裝支撐部件的凹槽5,凹槽5兩端的軸壁能夠防止支撐部件的軸向竄動(dòng)，從而起到較好的軸向固定效果，軸體實(shí)體段S3與其他部件沒(méi)有任何連接，過(guò)渡段S4為半徑為R的過(guò)渡圓弧段，S5段為法蘭段，其為部分空心，法蘭段與法蘭6之間采用高能量激光束進(jìn)行的深度熔焊，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)合格的整體進(jìn)行高溫回火處理以消除焊后應(yīng)力，保證了焊縫的強(qiáng)度以及區(qū)域韌性，提高了主軸的綜合力學(xué)性能，法蘭6與動(dòng)力輸入部件通過(guò)常規(guī)的連接方式連接。

其包括如下幾個(gè)步驟：

1)整體分段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)出各段軸體的尺寸，采用整體式鍛壓的加工方法，保證每個(gè)分段結(jié)構(gòu)部件的重量滿足鍛壓設(shè)備的承載要求，且根據(jù)計(jì)算各分段都滿足設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)度以及剛度要求。

2)粗加工，根據(jù)步驟1)中的尺寸設(shè)計(jì)，選擇合適的型坯。

3)分段鍛壓，對(duì)型坯各段進(jìn)行鍛壓，并實(shí)施鍛壓過(guò)程溫度控制，其鍛壓溫度控制在900°-1100°之間，鍛壓過(guò)后進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。

4)精加工，對(duì)連接部件段，支撐段，過(guò)渡段，法蘭段中進(jìn)行車、銑等精加工，以滿足配合面的精度要求。

5)熔焊，對(duì)于法蘭段與法蘭配合采用高能量激光束的雙面熔焊技術(shù)，保證焊接配合面的設(shè)計(jì)需求。

6)表面防銹處理，對(duì)軸整體進(jìn)行表面防銹處理，并進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

7)熱處理，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)合格的整體進(jìn)行高溫回火處理以消除焊后應(yīng)力，其熱處理的溫度為590°-640°，保溫時(shí)間約為3-4小時(shí)，并對(duì)焊縫組織進(jìn) 行均勻后熱處理。

8)最終成品質(zhì)量檢測(cè)，整體進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)并進(jìn)行平行試樣的組織性能檢測(cè)，保證整體的成品質(zhì)量。

總之，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。