新型程控液壓模鍛錘

新型程控液壓模鍛錘第1頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、鍛錘的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)2、液壓模鍛錘特點(diǎn)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2頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、鍛錘的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)第3頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1鍛壓機(jī)械分類鍛壓機(jī)械是機(jī)床行業(yè)中的一個(gè)重要門類，在機(jī)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(diǎn)的不同，鍛壓機(jī)械可大致分為三大類：

1.機(jī)械壓力機(jī)類：它采用機(jī)械傳動(dòng)，是一種定行程設(shè)備，其工作行程主要取決于機(jī)械傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)；2.液壓機(jī)類：利用帕斯卡原理，采用液壓傳動(dòng)，是一種定力設(shè)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(dòng)，液氣驅(qū)動(dòng)或機(jī)械驅(qū)動(dòng)，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(shè)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4頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.鍛錘類設(shè)備的發(fā)展史1.早期的鍛錘，滑塊靠皮帶或一個(gè)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(yàn)。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(jì)初，這種錘發(fā)展成為空氣驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，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(jiǎn)單，價(jià)格便宜，工藝萬能性強(qiáng)，成形速度快，頻率高和可以多擊成形等特點(diǎn)。(1)優(yōu)點(diǎn)：⑴蒸—空鍛錘能耗大，熱效率極低，以蒸汽為動(dòng)力時(shí)，其能量有效利用率有足2%；②有砧座錘振動(dòng)大，噪音大，影響了附近居民生活和精密儀器的工作；(2)缺點(diǎn):第5頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③動(dòng)力設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高；④蒸汽鍋爐排放的煙塵嚴(yán)重污染環(huán)境；⑤浪費(fèi)水資源，煤及煤渣運(yùn)輸量大。(3)對(duì)蒸—空鍛錘進(jìn)行改進(jìn)和更新?lián)Q代，其中主要有：1.對(duì)擊錘；蒸—空對(duì)擊錘的研制和應(yīng)用消除了有砧座錘劇烈的振動(dòng)，但蒸汽驅(qū)動(dòng)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(dòng)，提高了效率，振動(dòng)小，但速度過高，力重比高，機(jī)身負(fù)荷大，易損壞，打擊頻率低，悶?zāi)r(shí)間長(zhǎng)；3.電液錘；采用液壓驅(qū)動(dòng)，用于傳統(tǒng)的蒸—空錘進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造（俗稱“換頭”），目前太原科技大學(xué)、北京理工大學(xué)，西重所，濟(jì)南鑄錘所都在進(jìn)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(dòng)原理和下錘頭上跳與上錘頭對(duì)擊的結(jié)構(gòu)型式是一種高效、節(jié)能和環(huán)保型機(jī)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(shè)備的研究和發(fā)展方向。第6頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.液壓模鍛錘特點(diǎn)和發(fā)展概況

第7頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

液壓模鍛錘是充分利用錘類設(shè)備的特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)擊錘、高速錘等設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來的一種新型模鍛設(shè)備。它采用液壓驅(qū)動(dòng)原理和下錘頭上跳與上錘頭對(duì)擊的結(jié)構(gòu)型式是一種高效、節(jié)能和環(huán)保型機(jī)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(shè)備的研究和發(fā)展方向。第8頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1液壓模鍛錘的特點(diǎn)▲液壓模鍛錘能量利用率高、節(jié)能效果顯著，與蒸汽驅(qū)動(dòng)鍛錘相比，節(jié)能達(dá)90%以上；▲液壓模鍛錘采用下錘頭微動(dòng)型（或錘身微動(dòng)）上跳的對(duì)擊式結(jié)構(gòu)，在不影響鍛造操作的情況下，消除了強(qiáng)烈的振動(dòng)；▲液壓錘采用電液驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了動(dòng)力源，節(jié)約投資，并省去了動(dòng)力站運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用；▲消除了蒸汽錘鍋爐房嚴(yán)重的環(huán)境污染；▲消除了大量的水資源；▲實(shí)現(xiàn)了鍛造程序控制和機(jī)電液一體化。第9頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2液壓模鍛錘發(fā)展概況國(guó)外有代表性的產(chǎn)品有：

德國(guó)Lasco公司在上世紀(jì)四十年代，生產(chǎn)了第一臺(tái)帶有液壓裝置提升滑塊的模鍛錘出現(xiàn)了，它用于飛機(jī)制造業(yè)。五十年代初這種液壓模鍛錘進(jìn)入市場(chǎng)并得到進(jìn)一步的發(fā)展。對(duì)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(shè)備可以設(shè)計(jì)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(duì)擊的結(jié)構(gòu)型式和全液壓傳動(dòng)與控制，下錘頭靠下方氣墊驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)能量預(yù)選和程序控制。驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)使機(jī)身更加緊湊，采用單U形機(jī)架，由于這些改進(jìn)，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(guó)有引進(jìn)產(chǎn)品。第10頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月上端液壓驅(qū)動(dòng)和單體U形機(jī)架的鍛錘其獨(dú)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11頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊并安裝在設(shè)備上端的一個(gè)頂端組件中，以適應(yīng)車間的簡(jiǎn)陋環(huán)境，頂端組件還包括一個(gè)儲(chǔ)油箱，并由抗震基礎(chǔ)支撐。成形能量是由移動(dòng)塊的速度決定的，移動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)第12頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月形機(jī)架和導(dǎo)向系統(tǒng)

U形機(jī)架的特點(diǎn)是質(zhì)量分布合理，它采用有限元方法設(shè)計(jì)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了專門測(cè)試并考慮了對(duì)加熱工操作引起的變形給予補(bǔ)償。對(duì)鍛件質(zhì)量有直接影響的導(dǎo)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13頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制系統(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(shí)，鍛造步驟和每次的打擊能量及節(jié)拍都可預(yù)選并通過腳踏板操作。有關(guān)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(guān)參數(shù)。當(dāng)再生產(chǎn)這些產(chǎn)品時(shí)就不必重復(fù)設(shè)置，這就減少了停機(jī)時(shí)間。紀(jì)錄系統(tǒng)建立了生產(chǎn)和停產(chǎn)的時(shí)間診斷系統(tǒng)還以文本或圖像的方式指出錯(cuò)誤第14頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月智能檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)成形能量測(cè)試中的一些重要環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，因而能給用戶提供更好的服務(wù)，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(gè)指示器，使設(shè)備得到定期的養(yǎng)護(hù)?？紤]到系統(tǒng)的磨損，可調(diào)整鍛錘自動(dòng)排放閥的作用時(shí)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(shí)際成形能量數(shù)值都輸入到排放閥作為更正的參數(shù)，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，將在屏幕上出現(xiàn)維護(hù)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(shí)間開始蓄能，計(jì)時(shí)器則開始計(jì)時(shí)，如果下一次蓄能的時(shí)間間隔低于定值，則表明需要維護(hù)。通過對(duì)蓄能器蓄能時(shí)壓力上升的速度的測(cè)試，就能確定液壓泵的磨損情況，這一系列的程序是重復(fù)執(zhí)行的。第15頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(dòng)和錘頭與錘身對(duì)擊的結(jié)構(gòu)型式，錘身上跳靠杠桿—拉桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)?？蓪?shí)現(xiàn)能量預(yù)選和程序控制。我國(guó)常州鍛造廠、成都鍛造廠等曾引進(jìn)該設(shè)備。第16頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月國(guó)內(nèi)液壓錘研究與開發(fā)情況●二十世紀(jì)七十年代末，太原科技大學(xué)與海安鍛壓機(jī)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(dòng)原理和錘頭與錘身對(duì)擊式結(jié)構(gòu)型式；●吉林工大與吉林鍛壓設(shè)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(jì)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(duì)擊錘，之后又研制開發(fā)了液壓對(duì)擊，氣壓回程的消振液壓錘系列產(chǎn)品；第17頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月●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(guó)內(nèi)外液壓模鍛錘現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，太原科技大學(xué)與長(zhǎng)冶鍛壓機(jī)床廠、安陽(yáng)鍛壓機(jī)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(dòng)力頭采用了錐閥式控制、全液壓驅(qū)動(dòng)、程序控制、在線傳感、數(shù)字顯示等高新技術(shù)。采用整體鑄鋼砧座、床身，可方便拆換放射形寬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。不僅具有簡(jiǎn)單可靠的結(jié)構(gòu)，而且具有極為周到的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、故障自動(dòng)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18頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3新型程控液壓模鍛錘結(jié)構(gòu)

和工作原理

第19頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

太原科技大學(xué)研究開發(fā)的新型程控液壓模鍛錘采用液氣驅(qū)動(dòng)，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(dòng)能從而實(shí)現(xiàn)鍛件變形。這種驅(qū)動(dòng)方式充分發(fā)揮了氣體、液體兩種工作介質(zhì)各自的特點(diǎn)，如氣體的流動(dòng)性和膨脹性好，可以實(shí)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(dòng)型和錘身微動(dòng)型兩種。第20頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1下錘頭微動(dòng)型液壓錘原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖1是6.3KJ程控液壓錘；圖2是6.3KJ程控液壓錘主機(jī)；圖3是25KJ下錘頭微動(dòng)型程控液壓錘；圖4是下錘頭微動(dòng)型液壓錘主機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖5是下錘頭微動(dòng)型液壓錘工作簡(jiǎn)圖；第21頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3KJ程控液壓模鍛錘第22頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.3KJ程控液壓錘主機(jī)部分第23頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月25KJ下錘頭微動(dòng)型液壓模鍛錘第24頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月下錘頭微動(dòng)型液壓錘主機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第25頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月下錘頭微動(dòng)型液壓錘工作原理簡(jiǎn)圖第26頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如圖4、圖5所示，將液壓錘工作缸上腔一次性充入壓強(qiáng)空氣或氮?dú)?，進(jìn)而封閉?；爻虝r(shí)工作缸下腔進(jìn)入高壓液體，推動(dòng)上錘頭上升并使氣室中氣體進(jìn)一步壓縮蓄能。閥1打開，閥2關(guān)閉時(shí)，回程缸中液體經(jīng)閥1進(jìn)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(dòng)下錘頭微動(dòng)上跳，實(shí)現(xiàn)對(duì)擊。打擊后，閥1關(guān)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(gè)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(dòng)力。第27頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月下錘頭微動(dòng)型液壓錘結(jié)構(gòu)特點(diǎn)＊下錘頭微動(dòng)型液壓錘的質(zhì)量比γ（m2/m1)較小(一般為γ=4~6)，因此運(yùn)動(dòng)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