风电偏航齿轮轴热处理专用工装的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种风电偏航齿轮轴热处理专用工装，包括结构相同且上下平行布置的上装载板和下装载板，上装载板和下装载板通过支柱连接，上装载板和/或下装载板包括框架，框架内设置有用于放置齿轮轴的大圆套筒，大圆套筒沿长度方向和宽度方向等距分布，相邻两大圆套筒之间连接有加强筋，框架内还设有小圆套筒，小圆套筒沿长度方向和宽度方向等距分布，小圆套筒与其相邻的每个大圆套筒之间的距离相等，且小圆套筒与其相邻的大圆套筒之间连接有加强筋，位于框架边缘的小圆套筒通过加强筋连接框架。本发明风电偏航齿轮轴热处理专用工装，机械性能好散热性能好，变形小，能大大提高风电偏航齿轮轴的热处理效果。
【专利说明】风电偏航齿轮轴热处理专用工装
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热处理工装，特别涉及一种风电偏航齿轮轴热处理专用工装。
【背景技术】
[0002]风能是非常重要并储量巨大的能源，它安全、清洁、充裕，能提供源源不绝，稳定的能源。目前，利用风力发电已成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视，而且发展速度最快。风电偏航系统是风电机组中的关键系统，最主要的功能是与控制系统相互配合，使机舱轴线能够能够快速平稳地对准风向，以便获得最大的风能。偏航齿轮箱中的齿轮轴是偏航系统的关键部件之一，作用是与风机上偏航齿圈啮合，控制风力发电机沿水平方向旋转，使风轮始终向着来风方向，已获得最大风能，平稳的、准确的传递运动。由于风力发电的本身条件限制，风机一般工作于低温与结冰、台风与雷击等恶劣自然条件下，而且偏航系统一般安装在数十米甚至近百米高的塔架上，维修更换困难，所以要求齿轮轴安全寿命至少保证20年。偏航系统主要是捕捉风向，精确可靠的对风，这就要求偏航齿轮轴传动平稳、传动比精确，工作可靠、结构紧凑、效率高、寿命长。这就要求齿轮轴齿面硬度达到HRC58-62，心部硬度HRC33-45，齿轮及轴渗碳淬火，齿轮有效硬化层深1.4mm-1.9mm,公法线长度变动公差0.025mm，齿圆径向跳动公差0.05mm，齿形公差0.016mm，齿向公差0.016mm。要满足有效硬化层深1.4mm-1.9mm、齿面硬度达到HRC58-62及心部硬度HRC33-45，这就需要对齿轮轴进行整体的渗碳淬火。经现场生产试验检测，热处理后满足了硬化层深、齿面硬度及心部硬度的要求，但是齿轮轴轴向变形、齿顶圆、齿根圆及齿向变形过大，超出要求的技术指标，为不合格产品。经过分析，造成齿轮轴畸变的可控原因主要有两点，第一是热处理工艺的问题，第二是热处理工装的原因。
【发明内容】
[0003]【I】要解决的技 术问题
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种能使风电偏航齿轮轴在热处理工程中畸变最小的风电偏航齿轮轴热处理专用工装。
[0005]【2】解决问题的技术方案
[0006]本发明提供一种风电偏航齿轮轴热处理专用工装，包括结构相同且上下平行布置的上装载板I和下装载板2，所述上装载板I和下装载板2通过支柱3连接，所述上装载板I和/或下装载板2包括框架11，所述框架11内设置有用于放置齿轮轴的大圆套筒12，所述大圆套筒12沿长度方向和宽度方向等距分布，相邻两所述大圆套筒12之间连接有加强筋，所述框架11内还设有小圆套筒13，所述小圆套筒13沿长度方向和宽度方向等距分布，所述小圆套筒13与其相邻的每个大圆套筒12之间的距离相等，且所述小圆套筒13与其相邻的大圆套筒12之间连接有加强筋，位于所述框架11边缘的小圆套筒13通过加强筋连接所述框架11。
[0007]进一步的，所述支柱3设置在所述上装载板I和下装载板2上的位于同一轴线上的两小圆套筒13之间。
[0008]进一步的，所述支柱3的两端面贯穿有中心孔。
[0009]进一步的，所述框架11的侧壁对称地开设有向内凹的弯曲部4。
[0010]进一步的，所述弯曲部4的横截面为U形。
[0011]进一步的，所述上装载板I和/或下装载板2的侧壁设有把手。
[0012]进一步的，所述上装载板1、支柱3和下装载板2为一体成型。
[0013]【3】有益效果
[0014]本发明风电偏航齿轮轴热处理专用工装，机械性能和散热性能好；拥有优异的高温强度，即工装在高温长时间加热的情况下，能够承载被加热工件的重量，而且工装不发生严重变形；设有弯曲部，有效的控制了热应力的发生，从而减少了变形，提高了工装的使用寿命，上装载板和下装载板为相同结构，节约了生产成本；本发明风电偏航齿轮轴热处理专用工装，机械性能好散热性能好，变形小，能大大提高风电偏航齿轮轴的热处理效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明风电偏航齿轮轴热处理专用工装的立体图；
[0016]图2为本发明风电偏航齿轮轴热处理专用工装的主视图；
[0017]图3为本发明风电偏航齿轮轴热处理专用工装的俯视图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，详细介绍本发明实施例。
[0019]参阅图1至图3，本发明提供一种风电偏航齿轮轴热处理专用工装，包括结构相同且上下平行布置的上装载板I和下装载板2，上装载板I和下装载板2通过支柱3连接，上装载板I和/或下装载板2包括框架11，在框架11内设置有用于放置齿轮轴的大圆套筒12，大圆套筒12沿长度方向和宽度方向等距分布(矩阵排列)，优选的，在长度方向的间距与宽度方向的间距相等，比如，在长度方向上的间距为100mm，在宽度方向上的间距也为100mm，又如，在长度方向上的间距为200mm，则在宽度方向上的间距也为200mm ;在相邻两大圆套筒12之间连接有加强筋，在框架11内还设有小圆套筒13，小圆套筒13沿长度方向和宽度方向等距分布，其排列方式同大圆套筒相同，小圆套筒13与其相邻的每个大圆套筒12之间的距离相等，且小圆套筒13与其相邻的大圆套筒12之间连接有加强筋，位于框架11边缘的小圆套筒13通过加强筋连接框架11 ;本实施例中，支柱3设置在上装载板I和下装载板2上的位于同一轴线上的两小圆套筒13之间；为了轻量化设计，支柱3的两端面贯穿有中心孔；为了防止应力集中，减少变形，在框架11的侧壁对称地开设有向内凹的弯曲部4，本实施例中，该弯曲部4的横截面为U形；为了方便搬运，在上装载板I和/或下装载板2的侧壁设有把手；本实施例中，上装载板1、支柱3和下装载板2为一体成型，优选的，采用铸造成型，因本工装结构复杂，与工件接触的部位要求精度高，同时还要保证金属散热性好，机械性能好，所以采用铸造；同时材料采用321奥氏体不锈钢，一方面齿轮轴热处理要求温度较高，所以工装材料必须耐高温；另一方面齿轮轴热处理时，工装必然会受到高温腐蚀，主要有氧化和渗碳引起，要减小高温氧化，要求工装材料中Cr含量要较高，Cr含量越高表面稳定性越强，抗氧化能力就越好，同时要提高工装的抗渗碳能力，相应的要求材料中的Ni含量较高。321 化学成分为碳:0.08、硅:1.00、猛:2.00、磷:0.045、硫:0.030 镍:9.00-12.00、铬:17.00-19.00、钛5C-0.70。满足所需的机械性能。
[0020]本发明风电偏航齿轮轴热处理专用工装，机械性能和散热性能好；拥有优异的高温强度，即工装在高温长时间加热的情况下，能够承载被加热工件的重量，而且工装不发生严重变形；设有弯曲部，有效的控制了热应力的发生，从而减少了变形，提高了工装的使用寿命，上装载板和下装载板为相同结构，节约了生产成本；本发明风电偏航齿轮轴热处理专用工装， 机械性能好散热性能好，变形小，能大大提高风电偏航齿轮轴的热处理效果。
【权利要求】
1.一种风电偏航齿轮轴热处理专用工装，其特征在于:包括结构相同且上下平行布置的上装载板和下装载板，所述上装载板和下装载板通过支柱连接，所述上装载板和/或下装载板包括框架，所述框架内设置有用于放置齿轮轴的大圆套筒，所述大圆套筒沿长度方向和宽度方向等距分布，相邻两所述大圆套筒之间连接有加强筋，所述框架内还设有小圆套筒，所述小圆套筒沿长度方向和宽度方向等距分布，所述小圆套筒与其相邻的每个大圆套筒之间的距离相等，且所述小圆套筒与其相邻的大圆套筒之间连接有加强筋，位于所述框架边缘的小圆套筒通过加强筋连接所述框架。
2.如权利要求1所述的风电偏航齿轮轴热处理专用工装，其特征在于:所述支柱设置在所述上装载板和下装载板上的位于同一轴线上的两小圆套筒之间。
3.如权利要求2所述的风电偏航齿轮轴热处理专用工装，其特征在于:所述支柱的两端面贯穿有中心孔。
4.如权利要求1所述的风电偏航齿轮轴热处理专用工装，其特征在于:所述框架的侧壁对称地开设有向内凹的弯曲部。
5.如权利要求4所述的风电偏航齿轮轴热处理专用工装，其特征在于:所述弯曲部的横截面为U形。
6.如权利要求5所述的风电偏航齿轮轴热处理专用工装，其特征在于:所述上装载板和/或下装载板的侧壁设有把手。
7.如权利要求1至6任一项所述的风电偏航齿轮轴热处理专用工装，其特征在于:所述上装载板、支柱和下装载`板为一体成型。
【文档编号】C21D9/28GK103725861SQ201310655746
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】张树河, 王成伟, 李世泽, 王盛松, 齐永健, 杜康 申请人:大连洁能重工机械有限公司