大型模鍛(duan)(duan)液壓機(ji)(ji)是機(ji)(ji)械制造業(ye)不(bu)(bu)可或缺的(de)重(zhong)要(yao)(yao)裝備(bei),也是一個(ge)國(guo)家科技水(shui)平、綜合國(guo)力的(de)重(zhong)要(yao)(yao)標志,更是維護國(guo)家安全(quan)的(de)戰略(lve)裝備(bei)。大型模鍛(duan)(duan)液壓機(ji)(ji)是發展航空(kong)、航天工業(ye)必不(bu)(bu)可少(shao)的(de)裝備(bei)外(wai),其他重(zhong)要(yao)(yao)工業(ye)部(bu)門也需要(yao)(yao)大型鍛(duan)(duan)件,如燃(ran)氣輪機(ji)(ji)用(yong)(yong)大型輪盤(pan)鍛(duan)(duan)件、煙(yan)氣輪機(ji)(ji)用(yong)(yong)大型輪盤(pan)鍛(duan)(duan)件、各(ge)類發動機(ji)(ji)葉片、大型船用(yong)(yong)模鍛(duan)(duan)件、電站(zhan)用(yong)(yong)大型模鍛(duan)(duan)件、壓力容器鍛(duan)(duan)件,以及其他類型民用(yong)(yong)品模鍛(duan)(duan)件的(de)生產(chan),都離不(bu)(bu)開大壓機(ji)(ji)。

我國鍛(duan)造(zao)液(ye)壓(ya)(ya)機的(de)發(fa)展是從對原有國外(wai)產品的(de)修復及仿制(zhi),到獨(du)立研發(fa)的(de)過程,并在大(da)學開設了鍛(duan)壓(ya)(ya)專業。現在我國已成為(wei)設計、生產鍛(duan)造(zao)液(ye)壓(ya)(ya)機的(de)大(da)國之一。
從(cong)1956年(nian)起,我國(guo)技術人員開始了(le)(le)(le)從(cong)學(xue)習、仿制(zhi)到(dao)獨立研發鍛(duan)造液(ye)壓機一(yi)部分大(da)學(xue)開設了(le)(le)(le)鍛(duan)壓專業,許(xu)多教(jiao)授針對鍛(duan)造工(gong)藝(yi)(yi)和設備從(cong)理論上(shang)進行(xing)了(le)(le)(le)深(shen)入地研究(jiu)(jiu)并發表了(le)(le)(le)一(yi)系(xi)列(lie)專門(men)著作(zuo),并培(pei)養(yang)了(le)(le)(le)大(da)量(liang)的鍛(duan)壓專業人材。國(guo)家在(zai)此期間建立了(le)(le)(le)多種鍛(duan)壓工(gong)藝(yi)(yi)設備研究(jiu)(jiu)所,作(zuo)了(le)(le)(le)大(da)量(liang)的研究(jiu)(jiu)開發工(gong)作(zuo).先后研制(zhi)成功(gong)一(yi)系(xi)列(lie)的鍛(duan)造液(ye)壓機。1975年(nian),在(zai)當(dang)時第一(yi)機械工(gong)業部重型局組織下,編制(zhi)了(le)(le)(le)水壓機零部件(jian)國(guo)家標準。我國(guo)在(zai)20世(shi)紀(ji)70年(nian)代(dai)還向羅馬(ma)尼亞出口了(le)(le)(le)一(yi)系(xi)列(lie)鍛(duan)造液(ye)壓機。
20世(shi)紀(ji)60年(nian)代(dai),太原重(zhong)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)器廠和(he)沈陽重(zhong)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)器廠為(wei)馬鞍山鋼鐵(tie)廠研(yan)制(zhi)成(cheng)功(gong)(gong)了車輪和(he)輪箍生產線(xian)(xian)。在(zai)線(xian)(xian)成(cheng)形設(she)備中,有(you)30MN及80MN的模(mo)(mo)鍛液(ye)(ye)壓機(ji)(ji)(ji)。20世(shi)紀(ji)60年(nian)代(dai)以后,我(wo)國又(you)研(yan)制(zhi)成(cheng)功(gong)(gong)一(yi)批(pi)模(mo)(mo)鍛液(ye)(ye)壓機(ji)(ji)(ji),其中第一(yi)重(zhong)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)器廠研(yan)制(zhi)成(cheng)功(gong)(gong)300MN級的模(mo)(mo)鍛液(ye)(ye)壓機(ji)(ji)(ji),第二(er)重(zhong)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)器廠也(ye)研(yan)制(zhi)成(cheng)功(gong)(gong)100MN級的多向模(mo)(mo)鍛液(ye)(ye)壓機(ji)(ji)(ji)。
20世紀70年代,世界上(shang)興起了(le)(le)一股研制快鍛(duan)液壓機(ji)的高潮(chao)。我國(guo)西安(an)重型機(ji)械研究所(suo)、蘭州石油化工機(ji)械廠也在此期間研制生產了(le)(le)快鍛(duan)液壓機(ji)。
20世紀80年代后(hou)期,隨著市場經(jing)濟的(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展,江(jiang)蘇、浙江(jiang)、山(shan)東等(deng)地(di)的(de)(de)(de)一些鄉(xiang)鎮企業和一批民(min)營企業逐漸開(kai)辦了一些中型和大型的(de)(de)(de)鍛(duan)造(zao)工廠(chang),裝(zhuang)備(bei)了一系列的(de)(de)(de)液(ye)壓(ya)機和油壓(ya)機。現在(zai)60MN級的(de)(de)(de)液(ye)壓(ya)機已經(jing)落(luo)戶民(min)營企業。這些新崛(jue)起的(de)(de)(de)企業已經(jing)占(zhan)據了全國的(de)(de)(de)鍛(duan)件市場的(de)(de)(de)相當(dang)份額.而(er)且(qie)還在(zai)不(bu)斷(duan)地(di)發(fa)展。
1.國內鍛造液壓機的技術(shu)現狀
到目前(qian)為(wei)止,全國生產大(da)鍛(duan)件的(de)主力設備仍(reng)然是(shi)20世紀50年代至70年代生產的(de)鍛(duan)造(zao)液壓機(ji)。這(zhe)些鍛(duan)造(zao)液壓機(ji)可分為(wei)以下兩大(da)類:
(1)傳統結構 主(zhu)機為三梁四柱上動(dong)式(shi),傳動(dong)形(xing)式(shi)大多為水(shui)泵(beng)蓄勢(shi)器傳動(dong),操(cao)縱(zong)形(xing)式(shi)為“接力(li)器”式(shi)控(kong)制的(de)“提(ti)閥分配(pei)器”。鍛(duan)造的(de)配(pei)套設備主(zhu)要(yao)是(shi)鍛(duan)造行車加翻料機,有一些用上了(le)自制的(de)鍛(duan)造操(cao)作機。這類液(ye)壓機結構簡單,元器件國產化程度高,故障(zhang)率低,具有一般故障(zhang)自動(dong)排(pai)除功能。
(2)快鍛液(ye)(ye)壓機(ji)(ji) 主(zhu)機(ji)(ji)為(wei)兩柱下拉式,液(ye)(ye)壓機(ji)(ji)由液(ye)(ye)壓泵直接傳動(dong),采用電液(ye)(ye)伺服控制,可以精確地控制行(xing)程大(da)小,大(da)多配備有(you)(you)操作機(ji)(ji)(有(you)(you)的還用雙操作機(ji)(ji))。主(zhu)機(ji)(ji)可使上(shang)砧旋(xuan)轉,設(she)有(you)(you)橫向(xiang)移砧臺、自(zi)動(dong)換(huan)砧庫,有(you)(you)的液(ye)(ye)壓機(ji)(ji)還設(she)有(you)(you)可旋(xuan)轉的運料小車等。這類(lei)液(ye)(ye)壓機(ji)(ji)有(you)(you)進口和國產兩種,技(ji)術含(han)量較高,但關鍵元器件可靠性不高,遇到故(gu)障很(hen)難排除。此外,這類(lei)設(she)備的開工率大(da)多不高。
鍛(duan)造(zao)實現機械化(hua)和自動化(hua),是向世(shi)界先進水(shui)平靠攏的(de)必經途徑(jing)。我(wo)國的(de)鍛(duan)造(zao)行業,除了這(zhe)些(xie)鍛(duan)造(zao)液壓(ya)(ya)機之外(wai),更(geng)多的(de)是鍛(duan)錘(大多為蒸汽錘,有(you)的(de)已(yi)改為電液錘),在(zai)不久的(de)將來都會被淘汰。目前我(wo)國研發鍛(duan)造(zao)液壓(ya)(ya)機的(de)人(ren)員已(yi)越來越少(shao),許(xu)多高(gao)等院校的(de)鍛(duan)造(zao)專(zhuan)業已(yi)經取消或合并,技術(shu)后備力量不足(zu)。
我國加(jia)入wTO后,隨著(zhu)經(jing)濟(ji)的(de)發(fa)展和(he)制造(zao)業的(de)繁榮(rong),各類鍛(duan)件的(de)需(xu)求急速增加(jia),這(zhe)一(yi)形勢迫使老的(de)鍛(duan)造(zao)液壓(ya)機要進行更(geng)新(xin)改造(zao)。發(fa)達地(di)區的(de)新(xin)鍛(duan)造(zao)設(she)備加(jia)快更(geng)新(xin),新(xin)一(yi)輪研發(fa)鍛(duan)造(zao)液壓(ya)機的(de)時(shi)期已經(jing)到來。
2.鍛造液壓機的發展趨(qu)勢(shi)
(1)主機(ji)結構(gou) 常用(yong)的(de)主機(ji)結構(gou)有單臂式(shi)(shi)(shi)、雙柱(zhu)式(shi)(shi)(shi)、四(si)柱(zhu)式(shi)(shi)(shi)、上動(dong)式(shi)(shi)(shi)、下動(dong)式(shi)(shi)(shi)、雙機(ji)架缸動(dong)式(shi)(shi)(shi)等。
下(xia)拉式(shi)結(jie)(jie)構(gou)的優點:重心低(di),鍛造(zao)時上部(bu)晃(huang)動(dong)小;機器油箱傳動(dong)系(xi)統(tong)都在地(di)坑里,因此(ci),可有效地(di)避(bi)免(mian)火(huo)災的發生。但是,地(di)坑的設置將增加(jia)廠房投資,整體機架下(xia)拉,會(hui)增加(jia)運動(dong)部(bu)分的質(zhi)量,能源消耗大(da)。因此(ci),大(da)噸位液壓機(50MN以上)不宜采用(yong)機架下(xia)拉式(shi)結(jie)(jie)構(gou)。中小型液壓機可以發展兩(liang)柱下(xia)拉式(shi)結(jie)(jie)構(gou)。
傳統的(de)三梁四(si)柱式(shi)結構(gou)、制造(zao)、使用(yong)、維修、保養(yang)都比(bi)較(jiao)簡單(dan)和方便。中小型液壓(ya)機采用(yong)斜置兩柱式(shi)是(shi)一(yi)種很(hen)好的(de)結構(gou)。上傳動(dong)三梁四(si)柱上動(dong)式(shi)鍛造(zao)油壓(ya)機,和下拉式(shi)相比(bi),它的(de)防火問題是(shi)一(yi)個技(ji)術難(nan)題。
對結(jie)構的選(xuan)擇,主要(yao)(yao)(yao)是(shi)考慮這種(zhong)結(jie)構對鍛造(zao)工藝的適(shi)應(ying)能(neng)力,要(yao)(yao)(yao)便(bian)(bian)于操作。當然(ran),制造(zao)成本、耐用性能(neng)、是(shi)否便(bian)(bian)于維修等也是(shi)很重要(yao)(yao)(yao)的。
(2)傳動(dong)方(fang)式 19世(shi)紀(ji)的(de)蒸(zheng)汽(qi)水(shui)壓(ya)機使(shi)用重(zhong)力蓄能器(qi)(qi)和蒸(zheng)汽(qi)增壓(ya)器(qi)(qi)。20世(shi)紀(ji),大功率水(shui)泵的(de)發(fa)明,使(shi)高壓(ya)容(rong)器(qi)(qi)生產成(cheng)為可能,出現了水(shui)泵蓄勢器(qi)(qi)傳動(dong); 20世(shi)紀(ji)70年(nian)代以后,由于高性能大流量油泵及其(qi)液壓(ya)元器(qi)(qi)件(jian)、PLC、觸摸屏(ping)、工(gong)控機和各種(zhong)先(xian)進的(de)測控元件(jian)等進人(ren)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu),鍛造液壓(ya)機得到(dao)了飛速的(de)發(fa)展。 但是,液壓(ya)機主機的(de)受(shou)力構件(jian)沒(mei)有發(fa)生根本性變化(hua)。
目(mu)前(qian),世界上新制(zhi)(zhi)造的(de)(de)(de)液(ye)壓機(ji),已經很少有水泵蓄勢器傳(chuan)動(dong)。水泵蓄勢器 傳(chuan)動(dong)采用的(de)(de)(de)是(shi)“提閥(fa)式”的(de)(de)(de)分配器、“水力接力器”的(de)(de)(de)伺服控制(zhi)(zhi)、“伺服閥(fa)”的(de)(de)(de)小手把控制(zhi)(zhi)和“力矩電(dian)(dian)動(dong)機(ji)-伺服旋閥(fa)”的(de)(de)(de)分配器控制(zhi)(zhi)等,已遠遠落后于現代的(de)(de)(de)“電(dian)(dian)液(ye)伺服控制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)二通插裝閥(fa)控制(zhi)(zhi)”和“正弦傳(chuan)動(dong)”的(de)(de)(de)“泵直接控制(zhi)(zhi)”的(de)(de)(de)傳(chuan)動(dong)。
現(xian)在的(de)(de)PI—C、觸摸屏(ping)、工控(kong)機(ji)、電液伺服及二通插裝閥的(de)(de)系統已經很成(cheng)熟。采用這些(xie)技(ji)術可以對速度、壓力、活動橫梁的(de)(de)行程(cheng)大小實(shi)現(xian)精確的(de)(de)控(kong)制,很容易實(shi)現(xian)鍛造液壓機(ji)生(sheng)產的(de)(de)自動化。
有關技術資料(liao)表明(ming),水(shui)泵蓄(xu)勢器傳動鍛造液(ye)壓機系(xi)統的總效(xiao)率(lv)(lv)為30%。 40%,油泵直接(jie)傳動鍛造液(ye)壓機系(xi)統的總效(xiao)率(lv)(lv)為50%。60%。從節(jie)能(neng)觀點(dian)出發(fa)。后者才是節(jie)能(neng)的系(xi)統,所以今后也不(bu)應(ying)再建水(shui)泵蓄(xu)勢站。
(3)投(tou)資與成本以(yi)技術性(xing)能(neng)(neng)相(xiang)當以(yi)30MN級的(de)(de)鍛(duan)造(zao)液壓(ya)(ya)(ya)機(ji)為例進行比較:一臺30MN級的(de)(de)水(shui)(shui)壓(ya)(ya)(ya)機(ji),僅水(shui)(shui)泵(beng)蓄勢(shi)站(不包括液壓(ya)(ya)(ya)機(ji)操縱系統)的(de)(de)造(zao)價就達600萬元人(ren)(ren)民幣;而相(xiang)同工作速度(du)的(de)(de)油(you)泵(beng)直接傳動油(you)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)全部液控、電(dian)(dian)控裝置的(de)(de)造(zao)價低(di)于(yu)200萬元人(ren)(ren)民幣。從電(dian)(dian)能(neng)(neng)消耗上(shang)講,30MN級的(de)(de)水(shui)(shui)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)耗電(dian)(dian)大(da)約1.8kW/h,而油(you)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)耗電(dian)(dian)低(di)于(yu)1.2kW/h。目前高(gao)效、高(gao)壓(ya)(ya)(ya)、大(da)流量油(you)泵(beng)在國內是(shi)個缺口,這是(shi)制約油(you)泵(beng)傳動發展的(de)(de)瓶頸(jing),是(shi)必須解決的(de)(de)一個問題。
靈(ling)動核心總體分(fen)析,投(tou)資油泵直(zhi)接傳(chuan)動鍛造(zao)液壓機(ji),既有錢,又可以提高(gao)設備工作效(xiao)率。隨著油泵直(zhi)接傳(chuan)動系(xi)統的改進與創新,它的經濟(ji)效(xiao)益會更(geng)加可觀。
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