新型程控液壓模鍛錘

新型程控液壓模鍛錘第一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三1、鍛錘的特點和發(fā)展趨勢2、液壓模鍛錘特點和發(fā)展概況3、新型程控液壓模鍛錘結(jié)構(gòu)和工作原理4、新型程控液壓錘液壓系統(tǒng)5、新型液壓錘的程序控制系統(tǒng)6、未來的發(fā)展

主要內(nèi)容第二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三1、鍛錘的特點和發(fā)展趨勢第三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三1.1鍛壓機械分類鍛壓機械是機床行業(yè)中的一個重要門類，在機械制造業(yè)中一直起著重要作用。按照工作原理與結(jié)構(gòu)特點的不同，鍛壓機械可大致分為三大類：

1.機械壓力機類：它采用機械傳動，是一種定行程設備，其工作行程主要取決于機械傳動部分結(jié)構(gòu)；2.液壓機類：利用帕斯卡原理，采用液壓傳動，是一種定力設備，其輸出力的大小主要取決于液體工作壓力和工作缸面積；3.鍛錘類：采用蒸汽—空氣驅(qū)動，液氣驅(qū)動或機械驅(qū)動，利用錘頭在下落過程中積蓄的能量完成鍛件變形。是一種定能量設備，其輸出能量主要來自于氣缸中氣體膨脹作功和錘頭的重力位能。第四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三1.1.鍛錘類設備的發(fā)展史1.早期的鍛錘，滑塊靠皮帶或一個帶有摩擦輥的夾板來提升，其安全性主要取決于操作者的經(jīng)驗。每次打擊前，操作者都要定出滑塊提升的高度及打擊能量。2.上世紀初，這種錘發(fā)展成為空氣驅(qū)動方式，在錘的上端加壓，錘頭（滑塊）以這種上端加壓方式提升和加速，在空氣或蒸汽的壓力下，向下運動，操作者要控制排放閥，就可控制上端壓力，從而控制打擊能量。鍛錘具有結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，工藝萬能性強，成形速度快，頻率高和可以多擊成形等特點。(1)優(yōu)點：⑴蒸—空鍛錘能耗大，熱效率極低，以蒸汽為動力時，其能量有效利用率有足2%；②有砧座錘振動大，噪音大，影響了附近居民生活和精密儀器的工作；(2)缺點:第五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三③動力設備復雜，運行和維護費用高；④蒸汽鍋爐排放的煙塵嚴重污染環(huán)境；⑤浪費水資源，煤及煤渣運輸量大。(3)對蒸—空鍛錘進行改進和更新?lián)Q代，其中主要有：1.對擊錘；蒸—空對擊錘的研制和應用消除了有砧座錘劇烈的振動，但蒸汽驅(qū)動方式?jīng)]變，且下錘頭行程大，操作不方便；2.高速錘；采用液氣驅(qū)動，提高了效率，振動小，但速度過高，力重比高，機身負荷大，易損壞，打擊頻率低，悶模時間長；3.電液錘；采用液壓驅(qū)動，用于傳統(tǒng)的蒸—空錘進行節(jié)能技術改造（俗稱“換頭”），目前太原科技大學、北京理工大學，西重所，濟南鑄錘所都在進行這方面的研究、開發(fā)工作。

4.液壓模鍛錘它采用液壓驅(qū)動原理和下錘頭上跳與上錘頭對擊的結(jié)構(gòu)型式是一種高效、節(jié)能和環(huán)保型機電液一體化新產(chǎn)品，用于傳統(tǒng)蒸—空鍛錘的更新?lián)Q代，是錘類設備的研究和發(fā)展方向。第六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三2.液壓模鍛錘特點和發(fā)展概況

第七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三

液壓模鍛錘是充分利用錘類設備的特點，結(jié)合對擊錘、高速錘等設備的優(yōu)點而發(fā)展起來的一種新型模鍛設備。它采用液壓驅(qū)動原理和下錘頭上跳與上錘頭對擊的結(jié)構(gòu)型式是一種高效、節(jié)能和環(huán)保型機電液一體化新產(chǎn)品，用于傳統(tǒng)蒸—空鍛錘的更新?lián)Q代，是錘類設備的研究和發(fā)展方向。第八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三2.1液壓模鍛錘的特點▲液壓模鍛錘能量利用率高、節(jié)能效果顯著，與蒸汽驅(qū)動鍛錘相比，節(jié)能達90%以上；▲液壓模鍛錘采用下錘頭微動型（或錘身微動）上跳的對擊式結(jié)構(gòu)，在不影響鍛造操作的情況下，消除了強烈的振動；▲液壓錘采用電液驅(qū)動，簡化了動力源，節(jié)約投資，并省去了動力站運行和維護費用；▲消除了蒸汽錘鍋爐房嚴重的環(huán)境污染；▲消除了大量的水資源；▲實現(xiàn)了鍛造程序控制和機電液一體化。第九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三2.2液壓模鍛錘發(fā)展概況國外有代表性的產(chǎn)品有：

德國Lasco公司在上世紀四十年代，生產(chǎn)了第一臺帶有液壓裝置提升滑塊的模鍛錘出現(xiàn)了，它用于飛機制造業(yè)。五十年代初這種液壓模鍛錘進入市場并得到進一步的發(fā)展。對于提供同等的能量而言，滑塊質(zhì)量的增加，意味著落下速度及落下的高度的降低，也就是說設備可以設計得更加緊湊。

Lasco公司開發(fā)的GH等系列電液無砧座錘，該產(chǎn)品采用上、下錘頭對擊的結(jié)構(gòu)型式和全液壓傳動與控制，下錘頭靠下方氣墊驅(qū)動，可實現(xiàn)能量預選和程序控制。驅(qū)動的改進使機身更加緊湊，采用單U形機架，由于這些改進，打擊次數(shù)從30次/分提高到約120次/分。這些都使鍛錘的性能得到極大改善。我國有引進產(chǎn)品。第十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三上端液壓驅(qū)動和單體U形機架的鍛錘其獨特之處是打擊節(jié)拍快，成形能量穩(wěn)定，系統(tǒng)能量充足。第十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三液壓驅(qū)動系統(tǒng)設計緊湊并安裝在設備上端的一個頂端組件中，以適應車間的簡陋環(huán)境，頂端組件還包括一個儲油箱，并由抗震基礎支撐。成形能量是由移動塊的速度決定的，移動塊包括錘頭、上模，以及裝有活塞及各種固定模具部件的活塞桿。驅(qū)動系統(tǒng)第十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三形機架和導向系統(tǒng)

U形機架的特點是質(zhì)量分布合理，它采用有限元方法設計，對結(jié)構(gòu)進行了專門測試并考慮了對加熱工操作引起的變形給予補償。對鍛件質(zhì)量有直接影響的導向系統(tǒng)為X形，其目的是中和由于溫度升高引起的滑塊的變形。第十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三控制系統(tǒng)

LASCO液壓模鍛錘都裝有記憶程序控制系統(tǒng)。在控制柱上，裝有生產(chǎn)過程的操作，調(diào)節(jié)，監(jiān)控和帶屏幕的鍵盤操作終端。鍛造操作者即可程序化也可人工控制。在程序控制時，鍛造步驟和每次的打擊能量及節(jié)拍都可預選并通過腳踏板操作。有關的鍛造參數(shù)可由操作者輸入。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中貯存了產(chǎn)品的有關參數(shù)。當再生產(chǎn)這些產(chǎn)品時就不必重復設置，這就減少了停機時間。紀錄系統(tǒng)建立了生產(chǎn)和停產(chǎn)的時間診斷系統(tǒng)還以文本或圖像的方式指出錯誤第十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三智能檢測監(jiān)控系統(tǒng)能對成形能量測試中的一些重要環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，因而能給用戶提供更好的服務，使產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量都得到很大提高，這些也是我們的宗旨。另外，系統(tǒng)安裝一個指示器，使設備得到定期的養(yǎng)護?？紤]到系統(tǒng)的磨損，可調(diào)整鍛錘自動排放閥的作用時間，這樣可使成形能量的偏差在可接受的范圍內(nèi)，每次鍛打的實際成形能量數(shù)值都輸入到排放閥作為更正的參數(shù)，當達到一定值時，將在屏幕上出現(xiàn)維護提示，液壓系統(tǒng)也采取類似的控制方式，液壓蓄能器到一定的時間開始蓄能，計時器則開始計時，如果下一次蓄能的時間間隔低于定值，則表明需要維護。通過對蓄能器蓄能時壓力上升的速度的測試，就能確定液壓泵的磨損情況，這一系列的程序是重復執(zhí)行的。第十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三

捷克SMERAL工廠研制開發(fā)了KJH、KHZ系列液壓模鍛錘，該產(chǎn)品采用液氣驅(qū)動和錘頭與錘身對擊的結(jié)構(gòu)型式，錘身上跳靠杠桿—拉桿機構(gòu)驅(qū)動?？蓪崿F(xiàn)能量預選和程序控制。我國常州鍛造廠、成都鍛造廠等曾引進該設備。第十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三國內(nèi)液壓錘研究與開發(fā)情況●二十世紀七十年代末，太原科技大學與海安鍛壓機床廠合作開發(fā)了6.3T-M液壓模鍛錘，該錘采用液氣驅(qū)動原理和錘頭與錘身對擊式結(jié)構(gòu)型式；●吉林工大與吉林鍛壓設備廠合作開發(fā)了2.5T-M、5T-M等規(guī)模的液壓模鍛錘，該錘結(jié)構(gòu)和原理與捷克KJH相近；●濟南鑄鍛所研制了10T-M液壓模鍛錘，其結(jié)構(gòu)類似于普通對擊錘，之后又研制開發(fā)了液壓對擊，氣壓回程的消振液壓錘系列產(chǎn)品；第十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三●江蘇海安百協(xié)開發(fā)了CHK系列程控全液壓短行程模鍛錘●在吸收和借鑒國內(nèi)外液壓模鍛錘現(xiàn)有技術基礎上，太原科技大學與長冶鍛壓機床廠、安陽鍛壓機械股份公司合作開發(fā)了新一代程控液壓模鍛錘系列產(chǎn)品。動力頭采用了錐閥式控制、全液壓驅(qū)動、程序控制、在線傳感、數(shù)字顯示等高新技術。采用整體鑄鋼砧座、床身，可方便拆換放射形寬導軌結(jié)構(gòu)。不僅具有簡單可靠的結(jié)構(gòu)，而且具有極為周到的運行監(jiān)控系統(tǒng)、故障自動診斷系統(tǒng)、能量自控、程序打擊系統(tǒng)。錘架和砧座連成U形整體，第十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三3新型程控液壓模鍛錘結(jié)構(gòu)

和工作原理

第十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三

太原科技大學研究開發(fā)的新型程控液壓模鍛錘采用液氣驅(qū)動，液壓回程，氣體膨脹打擊的原理，借助于聯(lián)通油路，使氣缸中氣體膨脹作功轉(zhuǎn)變?yōu)樯?、下錘頭（或錘身）系統(tǒng)的打擊動能從而實現(xiàn)鍛件變形。這種驅(qū)動方式充分發(fā)揮了氣體、液體兩種工作介質(zhì)各自的特點，如氣體的流動性和膨脹性好，可以實現(xiàn)鍛錘快速打擊；液體的壓縮性極小，可以控制下錘頭（或錘身）的上跳速度和上跳量。在結(jié)構(gòu)型式上，又分為下錘頭微動型和錘身微動型兩種。第二十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三3.1下錘頭微動型液壓錘原理和結(jié)構(gòu)特點圖1是6.3KJ程控液壓錘；圖2是6.3KJ程控液壓錘主機；圖3是25KJ下錘頭微動型程控液壓錘；圖4是下錘頭微動型液壓錘主機結(jié)構(gòu)簡圖；圖5是下錘頭微動型液壓錘工作簡圖；第二十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三6.3KJ程控液壓模鍛錘第二十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三6.3KJ程控液壓錘主機部分第二十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三25KJ下錘頭微動型液壓模鍛錘第二十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三下錘頭微動型液壓錘主機結(jié)構(gòu)簡圖第二十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三下錘頭微動型液壓錘工作原理簡圖第二十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三如圖4、圖5所示，將液壓錘工作缸上腔一次性充入壓強空氣或氮氣，進而封閉?；爻虝r工作缸下腔進入高壓液體，推動上錘頭上升并使氣室中氣體進一步壓縮蓄能。閥1打開，閥2關閉時，回程缸中液體經(jīng)閥1進入聯(lián)通缸，上錘頭在上腔氣體膨脹作用下加速下行，并通過聯(lián)通油路推動下錘頭微動上跳，實現(xiàn)對擊。打擊后，閥1關閉，閥2打開，高壓液體使上錘頭再一次提升，下錘頭下方安裝兩個氣墊8，不僅起減振和緩沖作用，而且可為下錘頭上跳提供80%左右的動力。第二十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三下錘頭微動型液壓錘結(jié)構(gòu)特點＊下錘頭微動型液壓錘的質(zhì)量比γ（m2/m1)較小(一般為γ=4~6)，因此運動部分重量和錘頭總量輕，節(jié)約材料；＊上、下兩油缸均安裝在外框架上