[发明专利]一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法

说明书

本发明涉及机械装备制造行业，公开一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：根据封头锻件的口径大小对封头锻件进行分类，口径相近的封头锻件归为一类；根据口径相近的一类封头锻件的基本尺寸，确定热处理托盘支撑环的直径，设计支撑环；根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置；根据支撑点的位置、封头锻件的球半径、支撑环的直径和形状设计支撑镶块；热处理托盘的主体支撑环和支撑镶块设计完成后，对其承载能力进行分析，根据分析结果对结构薄弱点进行优化。本发明提供的封头锻件通用热处理托盘的设计方法，设计的托盘能够满足开口尺寸相近封头锻件的使用需求，大大节约成本，同时可以缩短制造周期。

技术领域

本发明涉及机械装备制造行业，具体是一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法。

背景技术

随着国家经济的快速发展，重型机械设备制造及能源开发利用对大型铸锻件的制造能力要求不断提高，很多设备部件所用锻件规格不断增大，性能要求也逐渐提升。同时，为提高设备的使用寿命，用户对关键主部件用锻件采取一体化的程度也在不断提高。其中，典型的球封头锻件如核电站核岛主设备用压力容器一体化下封头锻件，由原设计的下封头锻件及下封头锻件过渡段一体化而成。典型的椭球封头锻件如核电站核岛主设备用蒸汽发生器椭球封头锻件，由原设计椭球封头锻件盖和椭球封头锻件环一体化而成。

两封头锻件一体化之前规格相对较小，原有的热处理方式基本上均能满足最终产品的理化性能要求。锻件组合一体化为封头锻件后，口径和深度加大，按常规方法热处理，其淬火冷却效果明显变差，将影响产品的最终理化性能。为改善该类封头锻件的热处理淬火冷却效果提高产品质量，通过模拟分析决定采取开口向上加内汲水装置的方式。但是，由于封头锻件外壁为球或椭球状无法直接进行高温状态装炉、起吊，为实现该类封头锻件高温状态开口向上装炉、起吊淬火的目的，必须设计一种热处理托盘。

热处理托盘的形状取决于封头锻件开口尺寸和外壁形状，而不同封头锻件开口尺寸和外壁形状不尽相同，为不同封头锻件分别配备一件热处理托盘，从制造成本和生产周期上都很难实现。如果设计制造一种能够满足开口尺寸相近，可以起吊不同球半径封头锻件的热处理托盘，则可以大大节约成本，同时可以缩短制造周期。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法，能够解决现有技术成本高以及周期长的问题。

本发明是这样实现的，一种封头锻件通用热处理托盘的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：

根据封头锻件的口径大小对封头锻件进行分类，口径相近的封头锻件归为一类；

根据口径相近的一类封头锻件的基本尺寸，确定热处理托盘支撑环的直径，然后设计支撑环；

根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置；

根据支撑点的位置、封头锻件的球半径、支撑环的直径和形状设计支撑镶块；

热处理托盘的主体支撑环和支撑镶块设计完成后，对其承载能力进行分析，然后根据分析结果对结构薄弱点进行优化。

进一步的，所述支撑环和所述支撑镶块材料为耐热钢。

进一步的，所述口径相近的封头锻件对应相同的通用热处理托盘，托盘的主体部分支撑环不变，附件支撑镶块进行调节。

进一步的，所述支撑环采用梯形截面，以保证拆装支撑镶块方便，且便于淬火时冷却水流的畅通。

进一步的，所述根据封头锻件的整体形状特点及球面半径，确定支撑点的位置时，支撑点不宜过于偏向封头锻件开口端，防止产生收口趋势。

进一步的，所述根据支撑点的位置、支撑环的直径和形状设计支撑镶块时，支撑镶块需要将支撑环和封头锻件隔离开一定距离，同时不宜过厚，以方便水流的通畅。