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電液錘技術(shù)要點(diǎn)體現(xiàn) |
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電液錘技術(shù)發(fā)展起來(lái)的不同原理和結(jié)構(gòu)形式的鍛錘，體現(xiàn)電液錘技術(shù)的創(chuàng)新性，展現(xiàn)電液錘技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展方向。
傳統(tǒng)的蒸-空兩用鍛錘是上世紀(jì)中前期鍛造行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。隨著現(xiàn)代液壓技術(shù)和電控技術(shù)的高速發(fā)展，電液錘逐漸發(fā)展起來(lái)，尤其在上世紀(jì)八十年代得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其中液氣式電液錘通過(guò)不斷創(chuàng)新，技術(shù)日趨成熟。該項(xiàng)技術(shù)由于既適合自由鍛，又適合模鍛，因此該項(xiàng)技術(shù)推廣很快，也得到了廣大用戶(hù)認(rèn)可，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電液錘的95%以上都是液氣式電液錘。
按照技術(shù)成熟程度的高低依次排列出不同結(jié)構(gòu)原理的電液錘：
1)液氣式電液錘；
2)全液壓電液錘：
3)程控全液壓模鍛錘、
4)手動(dòng)全液壓模鍛錘。
一、液氣式電液錘
1、電液錘原理
液氣式電液錘的基本原理是：工作缸上腔是封閉的高壓氮?dú)猓虑皇且簤河�，中間靠錘桿活塞隔開(kāi)，系統(tǒng)對(duì)下腔單獨(dú)控制，下腔進(jìn)油，錘頭提升，高壓氮?dú)馐艿綁嚎s，儲(chǔ)存能量，下腔排油，高壓氮?dú)怛?qū)動(dòng)活塞帶動(dòng)錘頭打擊，簡(jiǎn)稱(chēng)“氣壓驅(qū)動(dòng)，液壓蓄能”。
電液動(dòng)力頭，它的主體是一個(gè)箱體，作為工作時(shí)短期容油的油箱（不工作時(shí)，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(guò)緩沖墊、預(yù)壓彈簧固定在原汽缸的位置，該油箱又稱(chēng)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?dú)�，其壓力與蓄能器上部的氣壓相同。
主缸下部有兩個(gè)孔分別與快速放液閥和保險(xiǎn)閥連通。液壓站來(lái)油通過(guò)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(guò)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?dú)夥珠_(kāi)，活塞上部充有一定壓力的氮?dú)�，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(dòng)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(dòng)作是提錘和打擊兩種。
提錘時(shí)，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(shí)，操縱主閥使活塞下腔和油箱相通，快放閥打開(kāi)，活塞下部的油通過(guò)大孔徑通道流回液壓站油箱，同時(shí)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(yùn)動(dòng)，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(shí)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(dòng)作。
2、電液錘結(jié)構(gòu)和組成
⑴.機(jī)身部分包括：左右機(jī)身、左右導(dǎo)軌、底座（自由鍛）等；
⑵.砧座部分包括：砧座、砧墊、下砧塊（自由鍛）及相關(guān)零件等；
⑶.動(dòng)力頭部分包括：連缸梁、錘頭、錘桿、氣缸、緩沖缸、連接板、上砧塊（自由鍛）等；
⑷.液壓站部分包括：油箱、電機(jī)——油泵組、電控卸荷閥、閥座、電控溫度表、換熱電機(jī)泵組、換熱器、濾油器等；
⑸.專(zhuān)用閥、安全閥部分包括：主控操縱閥、快速放液閥、保險(xiǎn)閥、霍爾開(kāi)關(guān)等；
⑹.管路、潤(rùn)滑部分包括：管路支架、油氣管、潤(rùn)滑泵等；
⑺.操縱部分：由操作手柄組合件組成；
⑻.氣瓶組部分：氮?dú)馄俊馄考芎蛥R氣筒、高壓球閥等；
⑼.電控部分包括：主電機(jī)、冷卻電機(jī)、電控箱、按鈕站等；
⑽.水冷卻部分包括：冷卻水塔、水池、水泵、電機(jī)、水管、閥門(mén)（以上用戶(hù)自備）；
⑾.基礎(chǔ)部分包括：地腳螺栓組件等。
3、技術(shù)創(chuàng)新
安陽(yáng)鍛壓機(jī)械工業(yè)有限公司在推進(jìn)實(shí)施電液錘產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中，憑借自身的技術(shù)力量，緊密聯(lián)系用戶(hù)工藝和要求，勇于攻關(guān)，解決了一系列技術(shù)難題。對(duì)電液錘進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，創(chuàng)造出具有“安鍛特色”的電液錘產(chǎn)品，介紹如下：
⑴.設(shè)計(jì)了“X”形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)：
國(guó)內(nèi)蒸—空鍛錘的梳形導(dǎo)軌存在力臂短、過(guò)定位、無(wú)溫度補(bǔ)償功能的缺點(diǎn)。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(shí)錘桿受附加彎矩，易斷裂，用于多模腔鍛造時(shí)導(dǎo)軌磨損嚴(yán)重。
為了克服這個(gè)弱點(diǎn)，我們對(duì)電液錘主機(jī)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用“X”形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。由于X型導(dǎo)軌有較長(zhǎng)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(shí)對(duì)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(guò)程中的偏擊力，全部由錘頭導(dǎo)軌來(lái)承擔(dān)，使得錘桿壽命大大提高。
⑵.延長(zhǎng)密封壽命，避免油氣互竄：
a.液氣錘工作缸上腔是高壓氮?dú)�，下腔是高壓油，因此早期的電液錘很容易發(fā)生
b.采用耐磨、耐高溫的導(dǎo)向環(huán)和具有較強(qiáng)補(bǔ)償能力的Ky圈。
c.根據(jù)封油和封氣介質(zhì)的不同，選用邵氏硬度不同的Ky圈。
d.加強(qiáng)動(dòng)力頭的定位。
⑶. 解決非正常壽命錘桿斷裂問(wèn)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(jì)出了3套件(壓件、錐套、錘桿)漲緊結(jié)構(gòu)，使得錘桿由原來(lái)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，提高了表面硬化層，從而提高錘桿的使用壽命。
⑷.解決了閥的靈活性問(wèn)題；
早期的電液錘操作靈活性差及慢降動(dòng)作不好一直是用戶(hù)頭疼的一個(gè)問(wèn)題，過(guò)去曾經(jīng)流傳過(guò)“自由鍛電液錘并不自由”，針對(duì)這一問(wèn)題，我們采取以下措施：
a.改進(jìn)二級(jí)閥的設(shè)計(jì)，加大節(jié)流孔的面積，從而提高慢降過(guò)程中的流量和流速。
b.縮短主閥與二級(jí)閥的距離，實(shí)現(xiàn)“零距離”連接，從而縮短了二級(jí)閥的反應(yīng)速度，消除了容積效應(yīng)的影響。
⑸.粗錘桿理論用于動(dòng)力頭改造；
電液錘柔性細(xì)錘桿理論是很著名的，它是德國(guó)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(guò)程中的偏擊力，大部分由錘頭導(dǎo)軌來(lái)承擔(dān)，這對(duì)于自由鍛錘來(lái)說(shuō)，由于其鍛造工藝特點(diǎn)，偏擊力不大，這時(shí)柔性細(xì)錘桿正好發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)越性。
但對(duì)于多模腔鍛造的模 鍛錘實(shí)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(shí)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?cè)谶M(jìn)行“換頭”改造時(shí)，對(duì)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(mǎn)意效果。
⑹. 創(chuàng)新設(shè)計(jì)連缸梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
早期的電液錘動(dòng)力頭從主操作閥到二級(jí)閥閥座是由一根無(wú)縫管相連，兩端焊接。這根管在工作過(guò)程中受交變載荷，錘頭回程時(shí)該管帶載，錘頭打擊時(shí)該管卸荷，周而復(fù)始，所以對(duì)工況比較惡劣的錘就會(huì)出現(xiàn)管子破裂和焊縫開(kāi)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(gè)較大隱患，也是影響動(dòng)力頭壽命的主要因素。為解決這個(gè)問(wèn)題，我們將二級(jí)閥閥座直接移到主閥下面，去掉了這根焊接管，而缸體采用整體優(yōu)質(zhì)鑄鋼件，從而實(shí)現(xiàn)連缸梁內(nèi)部的無(wú)管化連接，提高了電液錘關(guān)鍵零件的可靠性。
⑺. 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了大通徑閥和二級(jí)閥；
隨著大噸位電液錘開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，主缸下腔油環(huán)形面積越來(lái)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?cè)谠械?0型閥的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了配套的70型主閥和二級(jí)閥，后又開(kāi)發(fā)80型主閥和二級(jí)閥。我們?cè)?噸、2噸自由鍛和模鍛電液錘采用50型閥，在3噸自由鍛和3噸、5噸模鍛電液錘上采用70型閥，在5噸自由鍛電液錘上采用80型閥。
⑻.新型的防撞頂裝置使保護(hù)更加安全可靠；
自由 鍛錘的錘頭運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是快打、快提，錘頭撞頂機(jī)率高，對(duì)緩沖缸的緩沖特性要求高。
通過(guò)對(duì)早期的電液錘緩沖缸結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)分析，我們改進(jìn)了設(shè)計(jì)，將緩沖缸和蓄能器的氣腔連同，使其壓力匹配，提高了防撞頂?shù)目煽啃浴?
⑼.解決系統(tǒng)發(fā)熱問(wèn)題
電液錘系統(tǒng)發(fā)熱問(wèn)題，也是一個(gè)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(duì)此，我們采取了以下措施，有效控制了系統(tǒng)發(fā)熱問(wèn)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(jí)閥耐磨損能力，減少內(nèi)卸，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)。
⑽.解決油路振動(dòng)問(wèn)題；
電液錘的油路振動(dòng)問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行也是一大危害。為此我們采用阻斷震動(dòng)源和緩沖振動(dòng)波的方法，取得了很好效果。一是凡與主機(jī)連接的管道和與液壓站連接的高壓管道都采用彈性連接；二是在高壓管道上增加緩沖蓄能器；三是壓力表全部采用耐震壓力表，表座用四根拉簧懸掛起來(lái)，連接管采用微型膠管連接。 |
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