液壓機(jī)設(shè)備的發(fā)展是伴隨工業(yè)技術(shù)的發(fā)展同步進(jìn)行的,它的歷史也是比較漫長和悠久的。從它的發(fā)展過程中我們也可以看出鍛造設(shè)備的發(fā)展趨勢就是從最初的原始化、簡單化,發(fā)展到具有先進(jìn)高新技術(shù)加入的高效化、快速化、成套化、數(shù)控化和聯(lián)動化。
首先談一下鍛錘的發(fā)展過程及發(fā)展趨勢。鍛錘是一種最古老而又萬能的鍛壓設(shè)備,在鍛造工業(yè)中一直發(fā)揮著重要作用,是機(jī)械制造業(yè)中量大面廣,不可缺少的一種鍛壓設(shè)備。雖然隨著其它一些鍛壓設(shè)備如液壓機(jī)和機(jī)械壓力機(jī)等的出現(xiàn)和發(fā)展,在一定程度上取代了一部分鍛錘的工作。但是直到現(xiàn)在,鍛錘,尤其是模鍛錘,在各國鍛造工業(yè)中仍占主導(dǎo)地位,絕大多數(shù)模鍛件都是在錘上生產(chǎn)的。
下面按照時間的先后和發(fā)展階段來介紹鍛錘:
(一)、機(jī)械錘:
機(jī)械錘是一種比較古老的鍛錘,隨著它的發(fā)展,按照結(jié)構(gòu)形式分為夾桿錘、皮帶錘、彈簧錘及鋼絲繩錘。
這種錘的優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單,投資少。它的缺點就是打擊頻次低,能量利用率小,生產(chǎn)效率低,鍛件精度差。在我國某些落后地區(qū)仍有大量機(jī)械錘在使用中,另外在世界某些發(fā)展中國家如印度等國家,模鍛錘仍以皮帶錘為主。
(二)、蒸-空鍛錘
蒸-空鍛錘是上世紀(jì)20年代應(yīng)運而生的。它有兩種形式:一種是以工業(yè)鍋爐為動力站,以蒸氣為工作介質(zhì)的鍛錘;另一種是以空氣壓縮機(jī)為動力站,以壓縮空氣為工作介質(zhì)的鍛錘。它的優(yōu)點是:a.結(jié)構(gòu)簡單,操作方便;b.造價低,維修方便。
缺點是:a.能量利用率極低,只是1%――2%之間;b.鍛造精度低,由于是梳形導(dǎo)軌形式,錘頭導(dǎo)向差,打出的鍛件精度低。
目前,蒸-空鍛錘出路應(yīng)在于采用先進(jìn)的電液錘技術(shù)進(jìn)行改造,具體內(nèi)容是采用現(xiàn)代電液錘技術(shù)做的電液傳動裝置取代原有鍛錘的汽缸及動力站,保留原有機(jī)架、砧座。改造過的能量利用率可提高90%以上。目前國內(nèi)的蒸-空鍛錘基本都已改造完畢,但國際市場上如俄羅斯、印度等國家對這方面的需求還很大。
(三)、空氣錘
空氣錘工作介質(zhì)也是空氣,但它的壓縮空氣是由設(shè)備本身的傳動機(jī)構(gòu)帶動壓縮活塞,將壓縮空氣傳遞到工作活塞(錘桿)上進(jìn)行動作的。眾所周知,空氣錘是目前鍛造行業(yè)使用最廣泛的設(shè)備之一,主要用于自由鍛造,鐓粗、拔長、沖孔、熱剪、鍛焊、彎曲、扭轉(zhuǎn)和胎模鍛造等工序,同時還應(yīng)用于大型模鍛件的制坯工序。空氣錘與其它類型錘相比:投入成本低、無污染,具有使用靈活,操作方便,控制性能可靠等優(yōu)點,普通得到了廣大用戶的認(rèn)可。
安鍛公司目前是世界上生產(chǎn)空氣錘規(guī)格最齊全的公司?諝忮N的國家標(biāo)準(zhǔn)是安鍛公司起草制定的。安鍛公司最小規(guī)格的空氣錘為9kg,目前是世界上最小的空氣錘,最大2000kg空氣錘也是國際上最大的空氣錘。
(四)、電液錘
我國的電液錘技術(shù)是在首先把液壓傳動原理用于傳統(tǒng)蒸空鍛錘進(jìn)行動力頭技術(shù)改造的基礎(chǔ)上,逐步發(fā)展起來的,在“換頭”改造過程中由于我國技術(shù)人員對液壓系統(tǒng)上快速放油閥及相關(guān)控制閥技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn),使得這項技術(shù)不僅能應(yīng)用于模鍛錘,而且也能應(yīng)用于自由鍛錘上,因此發(fā)展速度很快。近幾十年來,隨著現(xiàn)代液壓技術(shù)和電控技術(shù)的高速發(fā)展,高效節(jié)能的電液錘已經(jīng)逐步成為鍛錘中的主力軍。
液氣式電液錘的基本原理是:工作缸上腔是封閉的高壓氮氣,下腔是液壓油,中間靠錘桿活塞隔開,系統(tǒng)對下腔單獨控制,下腔進(jìn)油,錘頭提升,高壓氮氣受到壓縮,儲存能量,下腔排油,高壓氮氣驅(qū)動活塞帶動錘頭打擊,簡稱“氣壓驅(qū)動,液壓蓄能”。電液動力頭,它的主體是一個箱體,作為工作時短期容油的油箱(不工作時,油箱內(nèi)的油液經(jīng)回油管進(jìn)入置于地面的液壓站的油箱內(nèi)),有八條螺栓通過緩沖墊、預(yù)壓彈簧固定在原汽缸的位置,該油箱又稱連缸梁,在其中間裝有主缸,主缸頂部裝有緩沖缸,內(nèi)有緩沖活塞,活塞上部充有一定壓力的氮氣,其壓力與蓄能器上部的氣壓相同。主缸下部有兩個孔分別與快速放液閥和保險閥連通。液壓站來油通過管路進(jìn)入箱體右上側(cè)安裝的主操縱閥和蓄能器中,蓄能器下部的油腔直接和主操縱閥相通,上部通過管路接氣瓶組。主缸內(nèi)裝有錘桿活塞,活塞將下部的油液和上部的氮氣分開,活塞上部充有一定壓力的氮氣,并與副氣罐連通。錘桿下部和錘頭剛性連接,靠楔鐵壓緊,操作部分基本不變。液壓系統(tǒng)采用泵——蓄能器——卸荷閥組成的組合傳動恒壓液源,既保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性又大大降低了裝機(jī)容量。電液錘的基本動作是提錘和打擊兩種。
提錘時,只需操縱主閥使油泵蓄能器內(nèi)的高壓油和主缸活塞下腔相通即可。錘桿活塞在高壓油的作用下,迅速完成錘頭的回程。
打擊時,操縱主閥使活塞下腔和油箱相通,快放閥打開,活塞下部的油通過大孔徑通道流回液壓站油箱,同時活塞上部在氣體壓力和錘頭系統(tǒng)重力作用下,使錘頭加速向下運動,直到形成打擊為止。
能量大小的獲得,可用手柄控制打擊行程實現(xiàn),操縱部分可完成提錘、打擊、回程、慢升、慢降和急停收錘、懸錘等多種動作。
安陽鍛壓機(jī)械工業(yè)有限公司在推進(jìn)實施電液錘產(chǎn)業(yè)化過程中,憑借自身的技術(shù)力量,緊密聯(lián)系用戶工藝和要求,勇于攻關(guān),解決了一系列技術(shù)難題。電液錘的國家標(biāo)準(zhǔn)是安鍛公司負(fù)責(zé)起草制定的。安鍛公司對電液錘進(jìn)行了多項創(chuàng)新設(shè)計,創(chuàng)造出具有“安鍛特色”的電液錘產(chǎn)品,介紹如下:
1、設(shè)計了“X”形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu):
老結(jié)構(gòu)的蒸—空鍛錘的梳形導(dǎo)軌存在力臂短、過定位、無溫度補(bǔ)償功能的缺點。為了不使錘頭因升溫膨脹使導(dǎo)軌間隙減小而導(dǎo)致卡死,只好加大導(dǎo)軌的冷態(tài)間隙。打擊時錘桿受附加彎矩,易斷裂,用于多模腔鍛造時導(dǎo)軌磨損嚴(yán)重。
為了克服這個弱點,我們對電液錘主機(jī)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計,采用“X”形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。由于X型導(dǎo)軌有較長的力臂,錘頭的熱膨脹方向與導(dǎo)軌面方向基本一致,熱膨脹時對導(dǎo)軌間隙影響不大,導(dǎo)軌間隙可以調(diào)得很小(0.2mm左右),這樣就使得鍛造過程中的偏擊力,全部由錘頭導(dǎo)軌來承擔(dān),使得錘桿壽命大大提高,同時鍛件精度也得以較大的提高。
2、延長密封壽命,避免油氣互竄:
液氣錘工作缸上腔是高壓氮氣,下腔是高壓油,因此早期的電液錘很容易發(fā)生油氣互竄問題,我們采取的措施是:
a. 提高導(dǎo)向性能,加長活塞長度。
b. 采用耐磨、耐高溫的導(dǎo)承環(huán),保護(hù)密封件不受擠壓偏磨,從而提高密封件的使用壽命。
c. 采用德國進(jìn)口的德氏封U型圈和Y型圈,改善密封效果,延長了維護(hù)周期,提高了鍛錘的可靠性。
d. 加強(qiáng)動力頭的定位,改善了錘桿受力,從而提高密封件的使用壽命。
3、解決非正常壽命錘桿斷裂問題:
a. 改進(jìn)錘桿和錘頭聯(lián)接方式,依據(jù)摩擦學(xué)原理,設(shè)計出了3套件(壓件、錐套、錘桿)漲緊結(jié)構(gòu),使得錘桿由原來的“雙錐結(jié)構(gòu)”改為“單錐結(jié)構(gòu)”,大大避免了應(yīng)力集中的產(chǎn)生,從而達(dá)到了既聯(lián)接可靠又拆卸方便。錘桿壽命成倍提高。
b. 錘桿表面進(jìn)行了滾壓處理進(jìn)行形變強(qiáng)化,不僅提高了表面強(qiáng)度,而且改善了表面的粗糙度,從而大大提高錘桿的使用壽命。
4、解決了閥的靈活性問題;
早期的電液錘打擊頻次低,操作靈活性差及慢降動作不好一直是用戶頭疼的一個問題,尤其是自由鍛錘快打快提時,主閥和快放閥容易卡死,過去曾經(jīng)流傳過“電液錘打擊次數(shù)上不去”,針對這一問題,我們采取以下措施:
a. 改進(jìn)主閥和快放閥的閥套與閥芯的材質(zhì),選用膨脹系數(shù)最小的特殊材質(zhì),保證閥套與閥芯高頻次狀態(tài)下不會卡死,從而實現(xiàn)全行程下的高頻次任意打擊。
b. 改進(jìn)二級閥的設(shè)計,加大節(jié)流孔的面積,從而提高慢降過程中的流量和流速。
c. 縮短主閥與二級閥的距離,實現(xiàn)“零距離”連接,從而縮短了二級閥的反應(yīng)速度,消除了容積效應(yīng)的影響。
5、粗錘桿理論用于動力頭改造;
電液錘柔性細(xì)錘桿理論是很著名的,它是德國Lasco公司發(fā)明的,電液錘柔性細(xì)錘桿理論,徹底改變了原蒸—空鍛錘的“導(dǎo)軌—錘頭—錘桿”系統(tǒng)的剛性條件,使鍛造過程中的偏擊力,大部分由錘頭導(dǎo)軌來承擔(dān),這對于自由鍛錘來說,由于其鍛造工藝特點,偏擊力不大,這時柔性細(xì)錘桿正好發(fā)揮其獨特的優(yōu)越性。
但對于多模腔鍛造的模鍛錘實施“換頭”改造,“柔性細(xì)錘桿理論”顯然是不適用的。由于多模腔鍛造的偏擊力很大,再加上終鍛時冷擊現(xiàn)象嚴(yán)重,所以,導(dǎo)致導(dǎo)軌早期損壞嚴(yán)重,甚至出現(xiàn)“卡錘”現(xiàn)象。因此,我們在進(jìn)行“換頭”改造時,對于多模腔鍛造且偏載力大的模鍛錘,仍然沿用蒸—空鍛錘的“剛性粗錘桿理論”,取得滿意效果。
6、創(chuàng)新設(shè)計連缸梁內(nèi)部結(jié)構(gòu);
早期的電液錘動力頭從主操作閥到二級閥閥座是由一根無縫管相連,兩端焊接。這根管在工作過程中受交變載荷,錘頭回程時該管帶載,錘頭打擊時該管卸荷,周而復(fù)始,所以對工況比較惡劣的錘就會出現(xiàn)管子破裂和焊縫開裂的現(xiàn)象。
由于這根管在連缸梁的箱體內(nèi)部,一旦失效,很難修復(fù),即使修復(fù)也很難保證質(zhì)量,所以它就成為一個較大隱患,也是影響動力頭壽命的主要因素。為解決這個問題,我們將二級閥閥座直接移到主閥下面,去掉了這根焊接管,而缸體采用優(yōu)質(zhì)鍛鋼件,從而實現(xiàn)連缸梁內(nèi)部的無管化連接,提高了電液錘關(guān)鍵零件的可靠性。
7、開發(fā)設(shè)計了大通徑閥和二級閥;
隨著大噸位電液錘開發(fā)設(shè)計,主缸下腔油環(huán)形面積越來越大,必須有配套通徑的快放閥和主閥,才能保證大噸位錘的打擊能量和打擊頻率。我們在原有的50型閥的基礎(chǔ)上開發(fā)設(shè)計了配套的70型主閥和二級閥,后又開發(fā)80型主閥和二級閥,從而使得排油通徑由90mm增大為110mm和145mm,改良了鍛錘的操作性和靈活性。
8、解決系統(tǒng)發(fā)熱問題
電液錘系統(tǒng)發(fā)熱問題,也是一個很大的技術(shù)難題,它嚴(yán)重影響系統(tǒng)的密封性能和工作性能,對此,我們采取了以下措施,有效控制了系統(tǒng)發(fā)熱問題。一是最大限度地減少系統(tǒng)液阻,合理選擇油管通徑,把流速控制在合理范圍內(nèi),二是提高主閥和二級閥耐磨損能力,減少內(nèi)泄,三是采用散熱系數(shù)較高的板式換熱器和較大流量的冷卻泵,提高冷卻速度和油的循環(huán)次數(shù)。另外,我公司結(jié)合新出現(xiàn)的電制冷技術(shù),將電冷機(jī)應(yīng)用于電液錘的冷卻,經(jīng)廠家試用,效果良好,電冷機(jī)相對于換熱器冷卻系統(tǒng)來說冷卻效果好,維護(hù)方便,占地面積小,特別適合環(huán)境溫度較高的環(huán)境。
鍛錘的發(fā)展趨勢:
(一)自由鍛錘的發(fā)展趨勢
自由鍛錘發(fā)展趨勢就是大型化和成套化。
過去由于制造水平的約束,我國雙臂自由鍛錘的最大規(guī)格只有5噸,單臂自由鍛錘的最大規(guī)格只有3噸。目前,我們已經(jīng)開發(fā)出8噸雙臂自由鍛錘和5噸單臂自由鍛錘,下一步我們還將開發(fā)出10噸雙臂自由鍛錘和8噸單臂自由鍛錘。
另外一個趨勢就是成套化,根據(jù)自由鍛錘的配套要求,我們成功開發(fā)了系列帶鋸機(jī)、系列操作機(jī)和系列裝取料機(jī)。用戶只要把鍛造工件告訴我們,我們可以提供相應(yīng)的成套自由鍛設(shè)備。
(二)模鍛錘的發(fā)展趨勢
模鍛錘是模鍛車間使用范圍最廣泛的設(shè)備,它的主要特點是成型速度快、金屬流動性好、鍛件質(zhì)量高。因此,特別適用于薄壁零件的鍛造成型,但是普通模鍛錘打擊能量不能精確控制,鍛錘的操作者是靠聽模具打靠聲音來判斷鍛件是否打成,模具在終鍛時受到頻繁的沖擊和過載,很容易發(fā)生早期損壞。實現(xiàn)打擊能量數(shù)控化,使得設(shè)備輸出的能量既保證鍛件打成,又不產(chǎn)生多余的能量,避免模具打靠產(chǎn)生過載,是提高模具壽命的必經(jīng)之路。采用數(shù)控全液壓模鍛錘來進(jìn)行鍛造,打擊能量和打擊工序?qū)崿F(xiàn)了數(shù)控化,下一步就是使用機(jī)器人自動上下料,實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。因此采用數(shù)控全液壓模鍛錘為主機(jī),實現(xiàn)模鍛生產(chǎn)線全自動化生產(chǎn)是下一步的發(fā)展趨勢。
下面介紹一下數(shù)控全液壓模鍛錘:
1、基本原理:
數(shù)控錘采用油泵-蓄能器傳動,油缸下腔通常壓,液壓系統(tǒng)對上腔進(jìn)行單獨控制。上腔進(jìn)油閥(亦稱打擊閥)打開,來自油泵、蓄能器以及通過差動回路引來的下腔的共三部分高壓油進(jìn)入上腔,實現(xiàn)錘頭的加速向下和打擊行程,上腔一旦卸壓,錘頭立即快速回程。打擊能量的精確控制靠數(shù)字化控制系統(tǒng)控制打擊閥閉合時間的長短來實現(xiàn)。
2、性能特點:
(1).能實現(xiàn)打擊能量的精確控制
該數(shù)控錘通過精確控制打擊閥的閉合時間,既保證了鍛件所需的能量,又不產(chǎn)生額外的沖擊動能,因此鍛造模具的壽命大大提高。實測表明,能量偏差控制在±1.5%左右。對于不同高度的模具,可以方便地調(diào)整起始時間,保證能量的同一性和準(zhǔn)確性。
(2).回程速度很快
由于主油缸下腔始終通蓄能器,上腔一旦卸壓,能迅速抬錘,因此模具接觸時間短,該性能與能量精確控制相結(jié)合,可以使鍛造模具使用壽命提高2倍以上。
(3).鍛造精度高
該產(chǎn)品由于導(dǎo)軌采用“X”形結(jié)構(gòu),因此導(dǎo)軌間隙可以調(diào)得很小,打出的鍛件精度很高。
(4).材料利用率很高
由于能量可以控制,因而制坯精度很高,打出的鍛件飛邊較為均勻,又由于鍛造精度高,上下模不會出現(xiàn)錯,F(xiàn)象,因此材料利用率很高,為少無切削奠定了基礎(chǔ)。
(5).低噪音
由于該產(chǎn)品屬打擊能量可數(shù)控設(shè)備,因此編制程序,使鍛件打成,但不多給剩余能量,因此噪音很小。傳統(tǒng)鍛錘的操作者是靠聽模具打靠聲音來判斷鍛件是否打成,有時判斷不準(zhǔn),習(xí)慣于多打幾下,實際是多余的。
(6).無撞頂現(xiàn)象
通過精確計算和設(shè)計液壓系統(tǒng)中阻尼孔和節(jié)流孔尺寸,使得錘頭到頂緩沖下來,很平穩(wěn),無一點撞頂現(xiàn)象的發(fā)生。
(7).低振動
由于該產(chǎn)品打擊能量可數(shù)控,無多余能量產(chǎn)生,加上錘身下部裝有德國技術(shù)生產(chǎn)的隔而固品牌隔振器,對周圍機(jī)床、居民區(qū)無任何影響。
(8).環(huán)保
由于該產(chǎn)品在打擊過程中,沖擊噪音小,又有減振器,振動小,因而是一種環(huán)保型產(chǎn)品。
(9).鍛件質(zhì)量較為穩(wěn)定
由于通過程控器的控制,各種各樣鍛件的鍛造工序可存入程序中,隨時根據(jù)需要調(diào)出來使用,因此同一種鍛件可以得到一致的打擊能量和打擊次數(shù),避免了人工操作的多樣性,因此鍛件質(zhì)量比較穩(wěn)定。
(10).易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)
由于打擊工序和打擊能量已實現(xiàn)數(shù)控化,因此為下一步使用機(jī)器人自動上下料打下了基礎(chǔ),自動化生產(chǎn)很容易實現(xiàn)。
3、基本結(jié)構(gòu):
⑴ 該產(chǎn)品總體設(shè)計思路,概括起來為“大錘頭、低油速、短行程、高頻次”。由于錘頭質(zhì)量很大,可以大幅度降低高壓油最大流速(E=1/2MV2)。數(shù)控錘的最大油速控制在5.4米/秒以下,因此能量利用率極高。降低打擊速度后,若要保持較高的打擊頻次,則打擊行程也要相應(yīng)地減小,這也是當(dāng)今世界上液壓錘發(fā)展的一個普遍趨勢。
⑵ 機(jī)身:采取立柱與砧座為一體的“U”形機(jī)身。這種結(jié)構(gòu)形式雖然給鑄造、起重和機(jī)械加工帶來一定的困難,但卻有如下優(yōu)點:a.增加了立柱的縱向、橫向和傾覆剛度,確保了錘頭的精確導(dǎo)向,有利于提高原材料的利用率;b.“U”形機(jī)身使二個立柱亦成為砧座重量的一部分,有利于整機(jī)重量的降低和打擊效率的提高;c.“U”形實心鑄造機(jī)身產(chǎn)生的打擊噪音明顯小于箱形和弓形立柱的機(jī)身。
⑶ 導(dǎo)軌:國內(nèi)蒸—空鍛錘的梳形導(dǎo)軌有力臂短,無溫度補(bǔ)償?shù)娜秉c。為了不使錘頭因升溫膨脹使導(dǎo)軌間隙減小而導(dǎo)致卡死,只好加大導(dǎo)軌的冷態(tài)間隙,這就是在蒸—空鍛錘上難以進(jìn)行精密模鍛的原因。我公司開發(fā)的數(shù)控全液壓錘采用“X”形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。由于錘頭受熱時呈徑向輻射狀膨脹,導(dǎo)向面呈對角線布置,就不會因錘頭受熱膨脹而減小導(dǎo)向間隙。我公司的數(shù)控錘加大了導(dǎo)板的寬度,X形導(dǎo)軌又有較長的力臂,這就會明顯地減小偏擊時作用在導(dǎo)軌面上的比壓,有利于延長導(dǎo)板的使用壽命。導(dǎo)軌精度可以控制在0.2mm以下,另外機(jī)架與砧座為一體的結(jié)構(gòu),保證了機(jī)架的穩(wěn)定性,使得鍛件精度不超過0.2mm,確保精密模鍛的效果。
⑷ 錘桿:由于采用細(xì)錘桿及其與錘頭的彈性緩沖結(jié)構(gòu),大大降低了錘桿根部的應(yīng)力集中,同時又由于行程短,也減少了短錘桿的根部慣性力,從而使得錘桿由過去的“易損件”變?yōu)榱恕伴L效件”。
⑸ 上下模均為雙楔鐵結(jié)構(gòu),可精確調(diào)整模具左右對中與對正,定位鍵調(diào)整模具前后,滿足各種調(diào)整要求。
⑹ 頂料器安放在易于拆卸的模座內(nèi),頂料控制方式可設(shè)置為自動與腳踏。由于有頂料器,可以降低鍛件的拔模斜度,便于深模鍛造,提高材料利用率。同時也有利于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
⑺ 液壓系統(tǒng)
a. 液壓系統(tǒng)采用油泵—蓄能器組合傳動,主油缸下腔始終與蓄能器相通,為常壓。液壓系統(tǒng)僅控制上腔,它是通過對打擊閥閉合時間的控制來實現(xiàn)打擊能量的大小,打擊閥是受兩級控制閥控制。一級先導(dǎo)閥是一個二位三通換向閥,系統(tǒng)對它的質(zhì)量要求很高,既要有高頻率而且重復(fù)精度要求較高,因此我們選用進(jìn)口原裝件;
b. 打擊閥采用錐閥結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)的滑閥相比,具有無磨損的優(yōu)點,密封可靠性大大提高;
c. 油箱采用頂置式結(jié)構(gòu),內(nèi)部油路封閉在主閥塊上,這樣的結(jié)構(gòu)使得液壓系統(tǒng)實現(xiàn)了集成化,與油箱采用旁置式結(jié)構(gòu)相比,管道系統(tǒng)長度大大縮短,能量損失降低1倍以上,另外通過集成化,油路連接實現(xiàn)了無管化連接,增加了連接的可靠性;
d. 液壓系統(tǒng)中在蓄能器與下腔之間設(shè)置了安全閥,一旦錘桿從中間斷裂,馬上將下腔油與蓄能器切斷,從而提高了使用的安全性。
⑻ 由于低油速,液壓系統(tǒng)又是高度集成化,油液發(fā)熱量很小,用傳統(tǒng)的水冷卻即可滿足要求,即使最熱天,最高油溫也不超過50。C.
⑼ 減振系統(tǒng)采用德國(青島)隔而固技術(shù),從而隔離了鍛錘在打擊過程中產(chǎn)生的振動。
⑽ 數(shù)控系統(tǒng)是根據(jù)鍛件需求程序控制打擊能量和打擊次數(shù),我公司的數(shù)控全液壓錘采用OMRON中型C200HS可編程序控制器,并配以數(shù)字輸入輸出模塊,用以在控制面板上設(shè)定打擊能量。在保護(hù)系統(tǒng)采用四路模擬量輸入。電動機(jī)采用預(yù)埋溫度傳感器方法,采集溫度數(shù)據(jù)以供PLC分析,油溫用插入式傳感器采集油溫變化,用以全過程PID(循環(huán)控制)調(diào)節(jié)。
下面談一下另一種鍛造設(shè)備—鍛造液壓機(jī)的發(fā)展過程及發(fā)展趨勢。
(一)發(fā)展過程
鍛造液壓機(jī)是在普通液壓機(jī)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的。我國第一臺鍛造液壓機(jī)是1953年在沈陽制造成功的,開始由于受液壓技術(shù)和一些液壓基礎(chǔ)元器件的局限,鍛造液壓機(jī)的發(fā)展是比較緩慢的。近十幾年來,由于液壓技術(shù)的不斷發(fā)展,鍛造液壓機(jī)進(jìn)入了一個高速發(fā)展期。在2000年以前我國萬噸以上壓機(jī)不足10臺,僅2006年一年,投資興建的萬噸壓機(jī)就有17臺,2007年投資10臺,兩年的投建臺數(shù)就超過了建國以后五十年的發(fā)展,中小噸位的鍛造液壓機(jī)的需求更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬噸以上液壓機(jī)的需求,目前我國鍛造液壓機(jī)的數(shù)量大約有200余臺。
我公司自由鍛造液壓機(jī)的噸位有800噸到5000噸不等,可鍛造5噸到60噸重的鋼錠。我們公司生產(chǎn)的鍛造液壓機(jī)主要有以下幾個性能特點:
1、高強(qiáng)度的焊接結(jié)構(gòu)梁具有良好的市場經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性。鍛造液壓機(jī)的三梁采用Q235鋼板焊接而成。能夠滿足用戶對鍛造液壓機(jī)的不同要求,我們在三梁的設(shè)計上在內(nèi)部筋板的布置上采用高密度的#型結(jié)構(gòu),缸體和導(dǎo)向部分與橫梁的配合位置由鑄鋼圓筒焊接而成;在焊接工藝上采用二氧化碳保護(hù)焊,焊縫為U型單邊焊縫,焊后72小時退火處理,保證了三梁的質(zhì)量。
2、具有較高的抗偏載能力,使偏心鍛造時不會產(chǎn)生大的橫向震動。我們在活動橫梁的設(shè)計上加長了四柱的導(dǎo)向,提高了導(dǎo)向長度,有效的提高了機(jī)器的抗偏載能力。通常三個主油缸輸出力的分配一般的是中間缸和兩個側(cè)缸之比為1:1:1,我們設(shè)計的三者之比為3:1:1,這樣由于減少了兩側(cè)缸的輸出力,就減少了其偏載力的產(chǎn)生。三個主柱塞與活動橫梁采用關(guān)節(jié)球窩聯(lián)接,分體法蘭浮動限位的方式,有效的消除了偏載力的影響。
3、具有方便快捷的換模功能,可進(jìn)行熱承載模更換等特殊作業(yè)?焖贀Q模裝置采用兩個氣缸或油缸驅(qū)動,四個插銷插入定位圓銷內(nèi),很方便的把上砧固定在上墊板上。需拆卸上砧時氣缸活塞伸出,拔出插銷拿下圓銷,就可把上砧拆卸下來。
4、具有在高速、反復(fù)鍛造時換向快速平穩(wěn)、無沖擊的優(yōu)點,可實現(xiàn)每分鐘45次的反復(fù)鍛造。液壓系統(tǒng)采用單向、雙流道二級插裝閥控制系統(tǒng)。插裝閥具有密封性好、靈敏度和可靠性高,同時具有流量大、耐污染等優(yōu)點,非常適用鍛造環(huán)境。采用二級控制系統(tǒng),使管道內(nèi)液流變化平緩,降低液壓沖擊,使機(jī)器運行平穩(wěn)。單向、雙流道減少了液流沖擊,提高了管道流量,這樣在高速換向時,減少了機(jī)身的震動。
(二)發(fā)展趨勢
鍛造液壓機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在,下一步發(fā)展趨勢就是兩個:一個快速性,另一個就是數(shù)控聯(lián)動化。這個目標(biāo)也是安鍛公司下一步的技術(shù)開發(fā)的目標(biāo)。
1、快速性
目前國外的鍛造液壓機(jī)基本上都是快鍛機(jī),快鍛次數(shù)可達(dá)到每分鐘100次以上。特別是適合鍛造溫度區(qū)間很小的高合金材料。在自由鍛設(shè)備中被認(rèn)為是發(fā)展的主要方向之一。制造快鍛機(jī)最大的技術(shù)難題就在于克服快鍛過程中的液壓沖擊及噪音。
2、數(shù)控聯(lián)動化
通過采用數(shù)控系統(tǒng)來控制鍛造液壓機(jī)的液壓系統(tǒng),實現(xiàn)設(shè)備工作智能化,從而實現(xiàn)精密定程壓制和定壓壓制。主機(jī)和操作機(jī)通過計算機(jī)控制,可實現(xiàn)聯(lián)動。極大地提高了生產(chǎn)效率,鍛件精度也有很大程度的提高,鍛件成本可得到有效控制。
鍛造設(shè)備的發(fā)展從誕生到現(xiàn)在,已經(jīng)走過了一個漫長的歷程,特別是到了現(xiàn)在,鍛造設(shè)備技術(shù)進(jìn)入了一個快速發(fā)展的時期。這些技術(shù)的發(fā)展離不開鍛壓行業(yè)有識之士的不懈努力,讓我們攜起手來,為中國鍛壓行業(yè)的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。 |