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小型快锻液压机更新自由锻锤的浅析机械委设计研究院底学晋李建华内容提要本文结合我国小型锻造液压机发展的历史,在总结工厂设计经验的基础上,对于机械制造工厂在技术改造设计中以小型快锻液压机更新或建设项目中替代 自由锻锤时,压机与锻镶湘比所具有的优点,以及关于液压机本身的选型、驱动方式、液压机更新锻锤的经济效益等一系列与工厂设计有密切关系的问题进行了分析,以供工厂设计者和需进行技术改造的工厂在设备选型、方案设计及编报可行性研究报告时参考。一、概述在“把更多的资金用于现有企业的技术改造和改建扩建,提高更新改造投资在固定资产投资总额中的比重”的方针指导下,不少厂家为适应生产发展的需要,拟用比较新型的小型锻造液压机来更新工厂已用多年的自由锻锤,以提高其锻件生产的能力和质量。为此,我们拟从工厂技术改造设计的角度,根据我们过去的工作经验和教训,对有关小型快锻液压机更新自由锻锤的 问题,进行一些介绍分析,供各建设单位参考。锻造工艺的出现已有两千多年的历史,但用锻造液压机来生产锻件,仅有一百多年 的时间。从年在维也纳第一次用液压机锻铁和模锻,用 液压机锻钢之后,才使液压机进入了机械制造工业的热加工行列。经过大约七十年的生产实践和世界钢铁工业的发展,人们总结了用液压机进行锻件生产的经验,使液压机有了较大的发展。但五十年代以前所设计制造的液压机的结构和传动方式等,变化不大。从五十年代开始,为了改善锻件生产过程中的劳动条件,提高锻件质量和生产效率以适应工业发展,尤其是高强度耐热合金等加工的需要,经过多年的实践、总结、提高,形成了一种以高效锻成高质量、高精度锻件为主攻目标的,快速化、高精度、机械化、自动化配套水平较高的所谓“新型锻造液压机组”。据资料统计,除我国之外的世界各国,从一年间,按照新型锻造液压机的要求而设计制造或改造了各种等级的锻造液压机达台之多,其中名义压力的占以上,达台,而没有一台能力超过二十年代已设计制造的工等级的锻造液压机。这些锻造液压机分布在工业比较发达的美、英、日、苏、西德等个国家。由此可见世界上锻造液压机发展的动向和特点,即重点发展动作速度快、运行平稳、操作视野大的小型下拉式倒装式锻造液压机。由于该型液压机运动部份重量大、能耗高、基础深、施工工作量大、造价高,因此人们又在研究、设计、推广缸动下推式 自由锻造液压机。我国从五十年代末期开始研究、设计和制造,但是由于当时各种因素的干扰,使液压机的更新改造工作停顿下来。七十年代中期在机械工业部有关部门召开的“锻压技术发展方向座谈会”上,与会代表针对当时的形势和我国设计、制造、使用小型锻造液压机的实践经验,一致认为以小型快锻液压机代替 自由锻奎弱进行锻件生产,不仅易于实现主机及配套设备的机械化、自动化,改善工人的劳动条件,提高生产率,而且用它生产的锻件质量也比较稳定,能源可得到比较合理的利用。所以,用新型锻造液压机逐步更新及以上能力的自由锻锤,是锻造设备的方向。我国现有能力以上的 自由锻造水压机台左右。从六十年代开始,国内设计、制造了、单臂式缸动下推式及、田双材一卜 拉式锻造液压机多台已用于或即将用于锻件生产最近北京币机厂等单位又在研究、设计洲及正装缸 动 下推式 自由锻造液压机据年原一机部系统调杳统 计,所属工厂已装自由锻锤台,自由锻锤台今后,随着现有企业技术改造的深入发展新型自由锻造液压机将会在设备更新中有较大发展、二、工业性对比分析采用小刑快锻液压机组的日的是替代自由锻睡促进锻压技术的发展一般说来采用小型液呀机进行锻件生产,比采用能力相兴的自由锻锤具仃如下优点了易于达到较好的锻透性消除材料内部发裂、孔隙等缺陷、咸少内外变形不均 所产生的内应力,提高锻件内在质量和综合机械性能生次操作条件好工 人劳动强度低小型锻造液长机一般都设有移动工作台、砧库、移砧工作台和快速换砧装置锻坯调头用转料台车等辅助设施,不仅上下一料方便,而且可进行多砧锻造还叮以利用液压机不占、移动工作台配合进行模块类锻件翻转等难度较人的操作了别利用液压机净空尺寸大、有效行程长的特点,可以锻造直径较大的环件和高度较大的锻件扫生 产同等址杂级、尺寸和重量相 同的锻件,在生产使用中产生的振动和噪音小,对厂房、基础和周环境的影响较小易于达到环境保护、劳动卫生等部门的控制指标要求液压机的能源转换效率高尤其是以泵直接传动的液压机组用人吨位液压机进行小锻件生产时因其供液的能量可以根据需要而变化能耗也就随之相应增加或减少小型锻造液压机易于实现尺寸控制和微机控制的机械化、自动化生产能够提高锻件的精度小型锻造液压机不仅可以更新侧能落后、易于造成墓础下陷和公害的燕空自由锻睡,而且其生 产能力人单位产品能耗低如将通常用以更新一万山锻锤的川一 川宁夜压机与锻锤相比,其差距见丧性能参数的 对比锻件生 产设备的性能参数规定该设备应川范围是能否完成某种工艺工序的先决条件友列自由锻锤与锻造液压机的主要技术参数对比情况,日此可 见新型锻造液压机的优越性一表中四卞整体机身缸动下推式结构的液压机系北京靛厂近年拟新开发的产品,虽然尚未经过生产实践的考验,但就其结构、性能参数来分析,应该是可行的,这点已被国外使用的该类液压机所正实。表中其它设备均为国内工厂已用设备小型快锻液压机的生产率一般比锤要高倍左右。表锤与液压机生产能力对 比表单单位位自由锻锤锤锻造液压机机飞可可锻最人钢锭币量量乌乌撤撤粗粗亏亏拔拔 长长弓川川可可锻最大环形件直径径了川川可可锻最 大轴类件直 径径叮】百川川川川币币鼠鼠飞飞亏毛百丰川川一,毛、长长度度下丁笼 卜卜可可锻盘类锻件最 大直径径二一士士 之之十,锻锻件公差尺寸可控精度度卜、煤一趁一牛、一古川、川川一戮黑三三班工作制的锻件年产量量量弓三咤飞单单位产品动能消耗量量量量量量量量注锻件公差尺寸可控精度以轴类件的 径向公 差计单位产品动能消耗量在 十算中已去除两者类 同的因素,仅将锤用蒸汽及液压机泵站用电的耗最以等价热值折算成标准煤括号内数据 为锤用压缩空气驱动时的标煤耗量表自由锻锤与锻造液压机性能参数对比表性性能参数 名称称单位位自由锻锤锤锻造液压机机结结构刑式式二二拱犬犬桥式式型机身缸动式式双柱下拉式式双季 仁卜才立式式四柱整体机身击励式式动动力介质种类类蒸汽或编空气气绍一之“七行二乙,知矛兴,碑沪沪乳化 液或油油乳化 液或油油油油油或乳化液液介介质卜力力了川叮动动 力传输 形式式燕气或压缩空气气了仿 了、肚凡门 己伯性二飞飞水 泵蓄势器器水 油直接接油 泵直接接油 泵直接接净净空距距,呀众众卞主中心跄或或次川 川川川川川川川川川川川川川川川川川川川喉深一。斜向。斜向机机架间净空即即蒸汽或月二月 商空气气川川最最人行程程最最 人工作速度度最最高锻造次数数 川川一】团川川纵纵向 移动工作 台尺寸寸飞设设备右她面以匕内高度度一违 卜卜设设备拍地部手粕勺尺寸寸一一,一一设设备推础最低标高设设备本休谊量量量一艺艺之之设设备总重重重重。丫百丫,硬,没没备占地面积长竞,”丁不包括所需汽气源的设备重量乡不包括泵站设备的重量,但包括部分辅助设施,如砧库、移砧装置、操作机,输转料小车等的 重量地坪标高为士。三、选型分析锻造液压机构型式的选择综观国内外所设计制造的新型自 由 锻造 液压机,就其结构来说,有正装下推式和倒装下拉式之分若以机架型式来区分,则有形单臂、四柱、双柱三种形单臂机架虽然具有结构简单、易于制造和维修、工作中可以从三个方向接近砧子、操作方便、视野大、基础浅、工程简单、施工容易等优点,但由于它是单劈受力,为保证其刚度和强度,则需设计较为笨重的机架。即使这样,机架在生产使用中仍有点头现象,难以保证锻件精度。因此,只适于设计制造名义压力不大于的锻造液压机。三梁四柱式锻造液压机是传统的结构型式,在实际使用中所产生的振动较小,它所选配的泵站多建在地面上,有较好的维修保养条件同时,设备基础浅、工程简单、易于施工。但由于设备在地面上的高度大、重心高、抗偏载能力差、本体易晃动使机架与柱联接处的螺纹易产生疲劳破坏。另外,由四柱形成的工作开间小,影响视野,操作不便。双柱下拉及正体框架式锻造液压机 均 为 倒装型。其重心较低,稳定性及导向性好,有较好的抗偏载能力。在运行中,机架本身即使稍有晃动也不会影响动力接管,有比较可靠的传动性能。这种型式的液压机,其立柱多用斜对 角布置的型式,形成较大的操作和视野空间,与之配合的行车吊钩易于靠近工作砧,因此上料、取件较为方便。与正装型的三梁四柱式压机比较,设备在地面上的部分高度低,设备本体重量轻,造价便宜。但从项目建设和日常运行维护的角度看,上述有些优点会转化成影响发展的阻力。下传动的锻造液压机的机身,大部分都安装在地面以下,因此基础较深,工程复杂,施工工作量大。为保证压机的传动性能,所配套的直传泵站多建成地下或半地下式,这无疑增加了基础工程的复杂性和施工难度,恶化了泵站工作和维修的条件。另外,还需增设专门的通风、照明、安全报警及通讯联络等设施。在地下水位较高或有地面滞水的地方,以及已有厂房面积较小、柱基深度不大的情况下,要装置这种锻造液压机,则要采取一系列特殊化处理措施。加之该型压机的运动质量大,所产生的惯性不易控制这也影响了它的发展为此,一种新型的吸收了上述压机优点的缸动式锻造液压机正在设计研究之中北京重机厂的产品设计部门根据国外小型锻造液吸机的发展新 趋 势,正在设曰缸 动下推式 自由锻造液压机这种压机不仅具有机架高度小、稳定性好、抗偏载能力强的优点而且与双柱下拉式压机相比,还独具运动 部分轻、惯性小、易控制、从础结构简单、工程量小、易施工以及运行中的导向性好、可提高锻件尺寸精度等一系列特 点一是用来更新自由锻锤的小型压机的较好结构型式动力传输方式的选择小型快锻液压机的动力传输方式,一般有用泵直接传动和 泵一蓄势 器 系统传动两种选择动力的传愉方式应本着节能、实用、价廉、维修方便的原则一据此,以刊的能力的锻造液压机为例,将两种传动方式进行比较,见表锻造液压机以变量泵直接传动时供液到勺 出口压力可随压机的 负荷而变化并能以其流量的变化来控制压机的工作速度,因此动力介质的需要量可根据压机的最高速度来选择同时,还可利用管道系统中的调压阀较方便地调整供液压力,使液压机在停止上作 寸宝 飞系内处几低一状态咸少动介质的漏损延长叼门密封日内寿命这 此 都优几泵一蓄势器传动的锻造液、用泵一蓄势 器传,为、全多用定 过泵液机的 负荷和供液测内出一压力之飞万艾子互直接的 关系黝勺 供液碳不会随养液机的负丫初甲变化夜眼的上作速度依靠分配器归口啪勺开启狱来拧制即借介质流量来达到箫势器本身听具有的卜川汽不仅确定液压机的最高、力使价系中的、力调整困难,而比惹势器与分配 器之问的骨系常处几高压状态所以这种传动恻式的管系中介质漏损比较严币,阀门与密封的使川寿命较短山此司见,单台锻造液卜机配用多州摘“速泵直接传动优几泵一洽协器传儿渔 七在以护为传动介质寸、不仅听击 图州牛易配会、比能好而 跳效率高、运仃凡捻、夺命 长、于艾资少了 多台扣组介用一个泵站,寸,贝盯土川泵一洁势 器的专功方式比较厂犷适表动力传输方式比较表项目名称单位泵直接传动泵一蓄势器传动液压机出力液压机行程次数液压机锻造压下量工作 介质泵的流量泵的行程传动效率电机额定功率平均功率消耗总效率主要阀门和密封件寿命泵站及操纵系统总重量泵站最小面积电每吨锻件能耗比日几油或乳化液】乳化液或油妇月月八曰,一冬今 补月只日日石八曰口暇曰八日日沙乃曰八门,叫弓勺四、经济效益简析投资占劝为便于一匕较,寸之拟选用锻睡机组与之能力相近的下拉式新沙决锻夜以机绍为例,进 行同是新建的 从本建设投资沾算,结 采见戈在投资估韵一时、凡石人 日家一式出版的机电产品录”的设备,其价格均按年 门介汁劝,未考虑近年来由钢材、木材、琳料等价而产 生的价格上浮因素,因此不能作为投资限额的依据表中的非标准设备均为倪,价并酌情计入“、的上浮因素投资月收期经济效益的重要标志之一是投资,收期 的 长短在投资回收期的宝算中,锻件、均年产量系按该设备三班制生产时可生产的中等址杂级的锻件数量。而锻件的价格,则参照目前工,尸小型锻件的实际售价情况而定实际上,在我川各锻件生产家中,是将锤锻件和液且机所生产的锻件分别一价的。本文不采用各自计价的作法,一要是为遗兔给人以偏见之嫌。各厂外售锻件的利润比例变化较大,为便于比较本文概以叭汁。同时为简便计算起见,采用了静态分析法,计算结果 列于表表基建投资估算表序序号号项日名称称仁要内容容自 由锻 锤机组组数数数数数量量总价价数最最总价价万元子万元锻压设备备锤或液压机机台台台台一一动 力设备备配套泵站及锅炉房建设费用分难含厂区管道套套会会工工,一业灯,配套加热炉与热处理炉面积积二二了操作 机械械配套用操作机及送转料小车等等台台套套一房建筑筑设备安装用生产面积及车间内辅助面积分摊摊。设备从础曹曹以设备的,、计含上方工程个个个个】。运杂安装费费按序号艺之 和的时。计计计不可预见费费按序 号一之和的。计计计投资合计计计计卫表投资回收期计算表项项 日名称称单位位吸自由锻锤机组组一液压机组组基基建投资额额万儿儿锻锻件几均年产歇歇孚锻锻件传价价兀川川年年 生产六值值万元元、年年创利润拐万 元元投投资回收 期期年年艺。每每吨锻件投资额额兀五、初步结论通过述分析和比较,可以明显地看出小型快锻液压机与自由锻锤相比,不仅生产能力大、生产效率高、易提高锻件质量、易实现锻造操作的机械化与自动化、有利于劳动环境的公害治理,而且能量转换效率高、有利于节能。因此以小型快锻液压机更新或替代自由锻锤,不仅符合锻压设备的发展方向,有利于促进锻件生产技术的发展,而且从长远的观点看,易于获得较大的经济效益。但是就目前情况来说,小型快锻液压机的建设,尤其是在已有厂房内安装这种下拉式快锻液压机,尚存在影响其经济效益的一系列有待解决的实际问题,如工程量大,设备配套和基础施工都比较复杂,运行中对维修要求较高,一次性投资大,以及由于专业化协作生产开展不力而造成的设备生产能力难以得到充分发挥等。这些问题均需人们进一步研究和探索解决办法。代分之咭,于,份之简讯新型天然矿物涂料一种根据国内外先进工艺,以天然矿物质为原料的新型无机内外墙建筑饰面涂料一一型天然矿物涂料最近在北京研制成功,填补了我国涂料不分层不沉淀类型的空白。一型天然矿物涂料采用水溶性乳液为主要成膜物,以无机高分子分散胶体为主的混合成膜粘合剂配制而成具有天然矿物的共性及独特矿物的特性其涂料分散均匀,不沉淀,稳定性强,使用方便不需搅拌,可直接在水泥面、新老石灰墙面、木材和纸面上施工,色彩鲜艳均匀。它粘结力强,塑性好,成膜温度低,涂层干燥决具有优良的耐水、耐酸碱、耐摩擦、耐污染性能,而且无毒、无味、无污染不掉粉可用水冲洗和擦洗,抗暴晒,抗严寒。它适用于喷涂、刷徐、滚涂法施工。每公斤可涂刷至平方米。一型天然矿物涂料已由北京矿务局建材总厂杨佗砖厂批量生产。本刊编辑部资料组