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钛塔器-现代锻锤技术的发展与创新

发布时间:2015-05-25文章来源:www.hsti.cn文章作者:苏州方盛钛镍设备有限公司阅读次数:1853

经由过程论说运用今世化电液锤手艺发展起来的分歧事理和结构形式的锻锤,浮现电液锤手艺的立异性,闪现电液锤手艺在未来的发展标的目的。 

传统的蒸-空两用锻锤是上世纪中前期锻造行业的主导产品。钛塔器跟着今世液压手艺和电控手艺的高速发展,电液锤渐渐发展起来,尤其在上世纪八十年月获得突飞猛进的发展。其中液气式电液锤经由过程一竖立异,手艺日趋成熟。该项手艺因为既适当自由锻,又适当模锻,是以该项手艺推广很快,也获得了恢弘用户认可,现在国内生产的电液锤的95%以上都是液气式电液锤。根据手艺成熟水平的盘曲依次排列出分歧结构事理的电液锤: 

1)液气式电液锤; 

2)全液压电液锤; 

3)程控全液压模锻锤;  

4)手动全液压模锻锤。 

一、液气式电液锤 

1、事理 

液气式电液锤的根柢事理是:事情缸上腔是封锁的高压氮气,下腔是液压油,中心靠锤杆活塞离隔,系统对下腔零丁节制,下腔进油,锤头汲引,高压氮气受到压缩,储存能量,下腔排油,高压氮气驱动活塞发动锤头打击,简称“气压驱动,液压蓄能”。 

电液动力头,它的主体是一个箱体,作为事情时短期容油的油箱(不事情时,油箱内的油液经回油管进入置于地面的液压站的油箱内),有八条螺栓经由过程缓冲垫、预压弹簧平稳在原汽缸的位置,该油箱又称连缸梁,在其中心装有主缸,主缸顶部装有缓冲缸,内有缓冲活塞,活塞上部充有必定压力的氮气,其压力与蓄能器上部的气压类似。 

主缸下部有两个孔分袂与快速放液阀和保险阀连通。液压站来油经由过程管路进入箱体右上侧安置的主独霸阀和蓄能器中,蓄能器下部的油腔直接和主独霸阀类似,上部经由过程管路接气瓶组。主缸内装有锤杆活塞,活塞将下部的油液和上部的氮气分开,活塞上部充有必定压力的氮气,并与副气罐连通。锤杆下部和锤头刚性毗连,靠楔铁压紧,操纵部门根柢不变。液压系统接纳泵——蓄能器——卸荷阀组成的组合传动恒压液源,既保证了系统的安定性和靠得住性又年夜年夜降低了装机容量。电液锤的根柢行动是提锤和打击两种。 

提锤时,只需独霸主阀使油泵蓄能器内的高压油和主缸活塞下腔类似即可。锤杆活塞在高压油的浸染下,火速完成锤头的回程。 

打击时,独霸主阀使活塞下腔和油箱类似,快放阀打开,活塞下部的油经由过程年夜孔径通道流回液压站油箱,同时活塞上部在气体压力和锤头系统重力浸染下,使锤头加速向下勾当,直到形成打击为止。 

能量巨细的获得,可用手柄节制打击行程实现,独霸部门可完成提锤、打击、回程、慢升、慢降和急停收锤、悬锤等多种行动。 

2、结谈判组成 

⑴.机身部门搜罗:摆布机身、摆布导轨、底座(自由锻)等; 

⑵.砧座部门搜罗:砧座、砧垫、下砧块(自由锻)及相关零件等; 

⑶.动力头部门搜罗:连缸梁、锤头、锤杆、气缸、缓冲缸、毗连板、上砧块(自由锻)等; 

⑷.液压站部门搜罗:油箱、电机——油泵组、电控卸荷阀、阀座、电控温度表、换热电机泵组、换热器、滤油器等; 

⑸.专用阀、钛蒸发器、平安阀部门搜罗:主控独霸阀、快速放液阀、保险阀、霍尔开关等; 

⑹.管路、润滑部门搜罗:管路支架、油气管、润滑泵等; 

⑺.独霸部门:由操纵手柄组合件组成; 

⑻.气瓶组部门:氮气瓶、气瓶架和汇气筒、高压球阀等; 

⑼.电控部门搜罗:主电机、冷却电机、电控箱、按钮站等; 

⑽.水冷却部门搜罗:冷却水塔、水池、水泵、电机、水管、阀门(以上用户自备); 

⑾.根柢部门搜罗:地脚螺栓组件等。 

3、手艺立异 

安阳锻压机械财产有限公司在推进实施电液锤财产化历程中,凭借自身的手艺实力,慎密联系用户工艺和要求,勇于攻关,办理了一系列手艺坚苦。对电液锤进行了多项立异计划,缔造出具有“安锻特色”的电液锤产品,介绍如下: 

⑴.计划了“X”形导轨结构:  

国内蒸—空锻锤的梳形导轨存在力臂短、过定位、无温度抵偿功效的缺点。为了不使锤头因升温膨胀使导轨间隙减小而导致卡弃世,只好加年夜导轨的冷态间隙。打击时锤杆受附加弯矩,易断裂,用于多模腔锻造时导轨磨损严重。  

为了战胜这个缺点,我们对电液锤主机进行了立异计划钛蒸发器,接纳“X”形导轨结构。因为X型导轨有较长的力臂,锤头的热膨胀标的目的与导轨面标的目的根柢齐截,热膨胀时对导轨间隙影响不年夜,导轨间隙可以调得很小(0.2mm摆布),这样就使得锻造历程中的偏击力,全数由锤头导轨来负担,使得锤杆寿命年夜猛前进。  

⑵.延长密封寿命,禁止油气互窜:  

a.液气锤事情缸上腔是高压氮气,下腔是高压油,是以早期的电液锤很轻易发生  

b.接纳耐磨、耐高温的导向环和具有较强抵偿本事的Ky圈。  

c.根据封油和封气介质的分歧,选用邵氏硬度分歧的Ky圈。  

d.增强动力头的定位。  

⑶. 办理非正常寿命锤杆断裂问题问题: 


a.刷新锤杆和锤头联接体例,依据摩擦学事理,计划出了3套件(压件、锥套、锤杆)涨紧结构,使得锤杆由原本的“双锥结构”改为“单锥结构”,年夜年夜禁止了应力汇合的发生,从而到达了既联接靠得住又拆卸便利。锤杆寿命成倍前进。  

b.锤杆概况进行了滚压处置,前进了概况硬化层,从而前进锤杆的操纵寿命。  

⑷.办理了阀的无邪性问题问题;  

早期的电液锤操纵无邪性差及慢降行动欠好一直是用户头疼的一个问题问题,曩昔曾经传播过“自由锻电液锤并不自由”,针对这一问题问题,我们接纳以下法子:  

a.刷新二级阀的计划,加年夜节约孔的面积,从而前进傲降历程中的流量和流速。  

b.缩短主阀与二级阀的距离,实现“零距离”毗连,从而缩短了二级阀的反映速度,消弭了容积效应的影响。  

⑸.粗锤杆理论用于动力头更始;  

电液锤柔性细锤杆理论是很闻名的,它是德国Lasco公司发现的,电液锤柔性细锤杆理论,彻底转变了原蒸—空锻锤的“导轨—锤头—锤杆”系统的刚性前提,使锻造历程中的偏击力,年夜部门由锤头导轨来负担,这对于自由锻锤来说,钛塔器、因为其锻造工艺特点,偏击力不年夜,这时柔性细锤杆刚好发挥其怪异的精采性。  

但对于多模腔锻造的模锻锤实施“换头”更始,“柔性细锤杆理论”显然是不适用的。因为多模腔锻造的偏击力很年夜,再加上终锻时冷击现象严重,所以,导致导轨早期破损严重,甚至出现“卡锤”现象。是以,我们在进行“换头”更始时,对于多模腔锻造且偏载力年夜的模锻锤,模拟仍是沿袭蒸—空锻锤的“刚性粗锤杆理论”,取得写意功效。  

⑹. 立异计划连缸梁内部结构;  

早期的电液锤动力头从主操纵阀到二级阀阀座是由一根无缝管相连,两头焊接。这根管在事情历程中受交变载荷,锤头回程时该管带载,锤头打击时该管卸荷,周而复始,所以对工况斗劲恶劣的锤就会出现管子割裂和焊缝开裂的现象。  

因为这根管在连缸梁的箱体内部,一旦失踪效,很难修复,即使修复也很难保证质量,所以它就成为一个较年夜隐患,也是影响动力头寿命的主要身分。为办理这个问题问题,我们将二级阀阀座直接移到主阀下面,去失踪了这根焊担任,而缸体接纳集体优质铸钢件,从而实现连缸梁内部的无管化毗连,前进了电液锤关头零件的靠得住性。  

⑺. 开辟计划了年夜通径阀和二级阀;  

跟着年夜吨位电液锤开辟计划,主缸下腔油环形面积越来越年夜,必需有配套通径的快放阀和主阀,才华保证年夜吨位锤的打击能量和打击频率。我们在原有的50型阀的根柢上开辟计划了配套的70型主阀和二级阀,后又开辟80型主阀和二级阀。我们在1吨、2吨自由锻和模锻电液锤接纳50型阀,在3吨自由锻和3吨、5吨模锻电液锤上接纳70型阀,在5吨自由锻电液锤上接纳80型阀。


 


⑻.新型的防撞顶装配使呵护加倍平安靠得住;  

自由锻锤的锤头勾当特点是快打、快提,锤头撞顶机率高,对缓冲缸的缓冲特征要求高。  

经由过程对早期的电液锤缓冲缸结构缺点剖析,我们刷新了计划,将缓冲缸和蓄能器的气腔连同,使其压力立室,前进了防撞顶的靠得住性。  

⑼.办理系统发烧问题问题  

电液锤系统发烧问题问题,也是一个很年夜的手艺坚苦,它严重影响系统的密封机能和事情机能,对此,我们接纳了以下法子,有用节制了系统发烧问题问题。一是最年夜限度地淘汰系统液阻,合理选择油管通径,把流速节制在合理规模内,二是前进主阀和二级阀耐磨损本事,淘汰内卸,三是接纳散热系数较高的板式换热器和较年夜流量的冷却泵,前进冷却速度和油的轮回次数。  

⑽.办理油路振动问题问题;  

电液锤的油路振动问题问题,对系统的靠得住运行也是一年夜风险。为此我们接纳阻断震动源温顺冲振动波的体例,取得了很好功效。一是凡与主机毗连的管道和与液压站毗连的高压管道都接纳弹性毗连;二是在高压管道上增添缓冲蓄能器;三是压力表全数接纳耐震压力表,表座用四根拉簧吊挂起来,连担任接纳微型胶管毗连。  

二、全液压电液锤  

全液压电液锤是事情缸上下腔事情介质全数接纳液压油,事情缸下腔始终接蓄能器凡是压,液压节制系统零丁对上腔节制。提锤时,节制打击阀使上腔接通油箱,即可实现。打击时,节制打击阀使上腔与下腔联通,此时上下腔油压相等但浸染面积巨细纷歧样,因而能实现差动打击。  

从事理上可以看出,在打击历程 中上下腔要同时收支油,双腔勾当,是以油速受很年夜的限制,否则服从会很低,最好的办理体例是降低流速。一但速度下降,要连结打击能量不变的情形(E=1/2mv2),锤头质量必需加年夜。而要连结较高的打击频次的话,必需降低行程。大略地说即是“年夜锤头、短行程”,是以全液压锤仅适用于模锻锤上,尤其适当程控的模锻锤上,而不适当对手动操纵无邪性很强的自由锻上。这种理论,我们可以从国际上锻锤发展趋向获得验证。  

三、程控全液压模锻锤  

1、事理:  

程控全液压模锻锤的根柢事理是:接纳油泵-蓄能器传动,油缸下腔凡是压,液压系统对上腔进行单腔节制。上腔进油阀(亦称打击阀)打开,来自油泵、蓄能器以及经由过程差动回路引来的下腔的共三部门高压油进入上腔,实现锤头的加速向下和打击行程,上腔一旦卸压,锤头当即快速回程,打击能量以节制打击阀闭当令间的是非来实现。  

(源自:)


2、根柢结构  

⑴.机身接纳立柱与砧座为一体的“U”形机身。这种结构形式当然给锻造、起重和机械加工带来必定的坚苦,但却有如下利益:a.增添了立柱的纵向、横向和倾覆刚度,确保了锤头的切确导向,有利于前进原质料的操纵率;b.U形机身使二个立柱亦成为砧座重量的一部门,有利于整机重量的降低和打击服从的前进;c.U形实心锻造机身发生的打击噪音较着小于箱形和弓形立柱的机身。  

⑵.导轨:国内蒸—空锻锤的梳形导轨有力臂短,无温度抵偿的缺点。为了不使锤头因升温膨胀使导轨间隙减小而导致卡弃世,只好加年夜导轨的冷态间隙,这即是在蒸—空锻锤上难以进行慎密模锻的缘故原由。我公司开辟的50KJ程控全液压锤接纳“X“形导轨结构。因为锤头受热时呈径向辐射状膨胀,导向面呈对角线摆设,就不会因锤头受热膨胀而减小导向间隙。我公司的程控锤加年夜了导板的宽度,X形导轨又有较长的力臂,这就会较着地减小偏击时浸染在导轨面上的比压,有利于延长导板的操纵寿命。  

⑶.液压系统  

a.液压系统接纳油泵—蓄能器组合传动,主油缸下腔始终与蓄能器类似,为常压。液压系统仅节制上腔,它是经由过程对打击阀闭当令间的节制来实现打击能量的巨细,打击阀是三级节制阀,先导阀是一个二位三通换向阀,系统对它的质量要求很高,既要有高频率而且一再精度要求较高,是以我们选用进口原装件; 

b.打击阀接纳锥阀结构,与传统的滑阀对比,具有无磨损的利益,密封靠得住性年夜猛前进;  

c.油箱接纳顶置式结构,内部油路封锁在主阀块上,这样的结构使得液压系统实现了集成化,与油箱接纳旁置式结构对比,管道系统长度年夜年夜缩短,能量损失踪降低1倍以上,别的经由过程集成化,油路毗连实现了无管化毗连,增添了毗连的靠得住性;  

d.液压系统中在蓄能器与下腔之间设置了平安阀,一旦锤杆从中遏制裂,马上将下腔油与蓄能器切断,从而前进了操纵的平安性。  

⑷.减振系统接纳德国(青岛)隔而固手艺,从而隔离了锻锤在打击历程中发生的振动。  

⑸.程控系统是根据锻件需求轨范节制打击能量和打击次数,我公司的程控全液压锤接纳OMRON中型C200HS可编轨范节制器,并配以数字输入输出模块,用以在节制面板上设定打击能量。在呵护系统接纳四路模拟量输入。电念头接纳预埋温度传感器体例,收罗温度数据以供PLC剖析,油温用插入式传感器收罗油温转变,用以全历程PID(轮回节制)调剂。  

3、机能特点  

 


 


⑴.能实现打击能量的切确节制。  

该程控锤经由过程切确节制打击阀的闭当令间,既保证了锻件所需的能量,又不发生额外的打击动能,是以一些关头零部件如锤杆、锤头及上下模具的寿命年夜猛前进。  

⑵.回程速度很快。  

因为主油缸下腔始终通蓄能器,上腔一旦卸压,能火速抬锤,是以模具干戈时刻短,该机能与能量切确节制相团结,可以使锻模操纵寿命前进1倍以上。  

⑶.锻造精度高:  

该产品因为导轨接纳“X”形结构,是以导轨间隙可以调得很小,打出的锻件精度很高。  

⑷.质料操纵率很高  

因为能量可以节制,因而制坯精度很高,打出的锻件飞边较为平均,又因为锻造精度高,上下模不会出现错模现象,是以质料操纵率很高,为少无切削奠基了根柢。  

⑸.低噪音  

因为该产品属打击能量可程控设置装备摆设,是以编制轨范,使锻件打成,但不多给剩余能量,是以噪音很小。传统锻锤的操纵者是靠听模具打靠声音来果断锻件是否打成,偶然果断禁绝,风尚于多打几下,现实是多余的。  

⑹.无撞顶现象  

经由过程切确盘算和计划液压系统中阻尼孔和节约孔尺寸,使得锤头到顶缓冲下来,很平稳,无一点撞顶现象的发生。  

⑺.低振动  

因为该产品打击能量可程控,无多余能量发生,加上锤身下部装有德国手艺生产的隔而固品牌隔振器,对四周机床、居平易近区无任何影响。  

⑻.环保:  

因为该产品在打击历程中,打击噪音小,又有减振器,振动小,因而是一种环保型产品。  

⑼.锻件质量较为安定  

因为通进轨范节制器的节制,各种各式锻件的锻造工序可存入轨范中,随时根据需要调出来操纵,是以统一种锻件可以获得齐截的打击能量和打击次数,禁止了人工操纵的多样性,是以锻件质量斗劲安定。  

四、手动全液压模锻锤  

1、事理:  

手动全液压模锻锤的根柢事理是:接纳油泵--蓄能器传动,经由过程一个手动式滑阀开初导阀浸染来节制四个年夜通径插装阀来实现提锤、悬锤、慢降、打击等行动。  

2、与程控锤对比的优缺点:  

利益:  

⑴.操纵机构既可手动操纵,也可脚踏操纵,能量的巨细靠操纵者节制锤头行程来实现,操纵斗劲无邪。  

⑵.结构较大略,维修便利。  

缺点:  

⑴.能量不能切确节制,难以实现慎密锻造;


⑵.因为油压比程控锤小,是以油压比程较长,打击频率较小,生产服从偏低钛塔器。 

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