两个横梁压机

刘海春

(扬州诚德钢管有限公司，江苏 江都 225215)

0 前言

6万t多功能液压机主要用于船用模锻件、铁路铸改锻、大型航空模锻件的生产;无缝钢管反向挤压和大型筒状零件内定径。液压机本体通用，借助各自的专用工艺装备，实现600 MN模锻、350 MN挤压(φ1 200×200)和350 MN定径(φ6 000×200)。为了满足企业产品创新发展的需求，陕西多伦科技发展有限公司设计了两个横梁液压机。

大型钛合金铝合金模锻件主要应用于大型客货飞机;厚壁无缝钢管主要应用于重型化工和超临界电站;超大型筒状零件用于半真空高速铁路隧道建设。

1 两个梁压机的主要参数

两个梁压机的主要参数如下:

公称吨位/MN 600

压力分级/MN 350/600

回程吨位/MN 50

柱间距/mm 6 500×11 000

活动梁行程/mm 3 000

工作台面尺寸/mm 7 500×8 000

工作台移动驱动力/MN 5

工作台行程/mm 8 000

工作台速度/mm·s－1200

活动横梁空程下降速度/mm·s－1120

活动横梁的工作速度/mm·s－160(350MN)

活动横梁的工作速度/mm·s－130(600MN)

活动横梁的回程速度/mm·s－1150

1、喷洒浓度要合适 叶面追肥一定要控制好喷洒浓度，浓度过高很容易发生肥害，造成不必要的损失。特别是微量元素肥料，蔬菜从缺乏到过量之间的临界范围很窄，更要严格控制。浓度过低则收不到应有的效果。

上顶出缸吨位/MN 6

上顶出缸行程/mm 200

上顶出缸速度/mm·s－1200

下顶出缸吨位/MN 20

下顶出缸行程/mm 700

下顶出缸速度/mm·s－1200

定位缸速度/mm·s－1200

工作介质 矿物油

工作介质压力/MPa 35

增压器介质压力/MPa 60

2 两个梁压机的结构特点

6万t多功能液压机主机采用两梁四柱的结构，如图1所示。区别传统的三梁四柱和封闭框架钢丝缠绕结构，设备机构简单、操作空间大、重量合理、单件加工具备工艺操作性(毛坯的准备，机床范围和承重，天车及热处理，运输和安装等)。

压机采用多根圆柱拉杆预应力结构。它由固定梁，活动梁，拉杆(80根)，圆形压柱(4件)，环行主缸和螺母等组成。四个导向柱中间采用了多根φ250预应力拉杆，每个拉杆预应力290 MPa，预应力拉杆外安装了四个预应力压套，压套上部插入固定梁中，压套下部插入四个主油缸中，预应力压套还对动梁进行导向。每个压套外的环行油缸(φ3 500/φ3 000)在59 MPa油压作用下产生150 MN的压力，四个油缸共产生600 MN的压力用于模锻;环行油缸(φ3 500/φ3 000)在35 MPa油压作用下产生87.5 MN的压力，四个油缸共产生350 MN的压力用于挤压和定径。预应力拉杆采用优质整体锻件，预应力压套采用锻焊结构，主油缸(20SiMo)采用双层筒预应力结构或者钢丝缠绕结构，动梁和固定梁采用铸焊结构。动梁和固定梁分别设置移动工作台，用于工具和毛坯进入压机中心、工具和成品半成品离开压机中心。动梁和固定梁分别设置顶出装置，用于模锻件的脱模具和定径时分瓣式定径工具的收缩。四个φ680回程缸能够产生50 MN的回程力，回程缸为活塞缸，双球面柱塞分别与动梁和底座相联接，可大大提高密封件的使用寿命。柱塞导向采用优质合金铜，导套与柱塞之间采用干油集中润滑。

用低合金钢铸焊结构制造固定梁和活动梁，固定梁和活动梁采用两片预应力组合梁结构，(采用德国桥梁标准DIN1690Ⅲ级进行超声探伤和DIN1690Ⅱ级进行磁粉探伤或用渗透法做表面裂纹检验，并做熔炼和试块两种化学分析和物理性能检验)。活动梁上下端面附近装设有导向铜套，活动梁与导向铜套在压套外上下运动，它的下部与四个主工作缸柱塞活动铰连接。

图1 主机采用两梁四柱的结构Fig.1 Main body with two beams and four columns

3 液压系统

多功能液压机的液压系统是完成液压机及其辅助机构各种行程和动作速度的控制和动力源装置。液压机的液压系统由泵组、增压器组、控制阀组、充液系统、冷却系统及油箱管道等组成。液压系统须满足液压机性能参数的要求。液压控制系统具有高压、大流量、高精度的要求，在保证系统冲击小的情况下，控制阀要有快的速度和稳定的启闭特性。(1)主泵采用五十台Oilgear进口PVV500高压柱塞伺服比例变量泵(动态响应时间200 ms)，公称压力35 MPa，主系统总供油量为37 500 L/min。主要控制压机下降、加压、回程、停止等动作，控制系统的结构紧凑合理，便于维修，使用可靠。配置10 kV高压双输出轴电机(800 kW，1 490 r/min)，共25台，装机功率:20 000 kW。(2)阀组是液压系统中的主要组成部分。主控制阀组采用DN200大通径插装阀，主要由两组进液阀、卸载排液阀、安全阀等组成，控制工作缸和增压器的加压、卸载和排液;卸载阀在卸压时的开启速度为先慢后快，使主缸卸荷平稳，减少冲击震动，同时开启速度快。进液采用插装式快速锥阀组(即二级先导控制形式)，该阀启闭平稳快速，能减缓液压系统的换向冲击，完全满足了该压机的高压、大流量、锻造次数高的要求。四个主缸(600 MN)工作时，通过增压器大腔卸压，系统安全可靠。回程阀组采用DN200大通径插装阀，主要由两组进液阀、卸载排液阀、安全阀等组成，控制回程缸的进、排液;回程缸的缸腔进液时，动梁上升;回程缸的杆腔进液，用于动梁空程下降时，向下拉动梁。所有插装阀和充液阀全部采用高精度电子比例方向阀控制。移动工作台阀组采用了比例插装阀控制，主要由进、排液阀、安全阀;分别控制活塞缸腔和杆腔的进、排液;安全阀控制了工作压力;工作台运动速度由开启泵的数量调节。上、下顶出缸、定位缸分别由各自的阀组进行控制，采用插装阀，工作准确、可靠;避免误操作。(3)充液阀实际上为一可控单向阀。由于流量较大，本系统采用两个10 m3的充液油箱及四个DN350的充液阀;充液行程时，在回程缸向上作用下克服活动横梁自重，造成工作缸和充液油箱之间压差，将充液阀自动吸开(接力器帮助开启充液主阀)，充液油箱中油液直接充入工作缸。回程时，充液阀在其接力器活塞杆作用下被顶开，使工作缸中大量液体排入充液油箱中。四个主油箱容积200 m3，串联布置。

4 电气系统

电控系统采用西门子集散控制系统。该系统采用模块化结构，在工业处理过程中采用更多的分散控制，以PROFIBUS现场总线将装置连接在一起，使系统的快速性、稳定性和可靠性达到最高，同时使整个系统的装配费用、硬件成本、设备调试和维修成本减少到最少。

高压控制系统的主要任务是通过接受低压控制系统的指令，实现高压电机的启、停控制，并实时地将高压电机的温度、电流等参数反馈给PLC系统。PLC将这些数据给过运算后送往HMI系统显示。

高压控制系统由高压进线柜、高压开关柜、高压启动柜和多路巡检仪等组成。高压真空断路器采用施耐德宝光产品，高压电机启动采用液体电阻启动方式。多路巡检仪通过PROFIBUS总线与PLC系统联结。

整个机组的自动控制系统以SIMATIC S7-315-2DP为基础，其具有模块化结构，极好的升级容量与坚固性;自动化系统属本电控系统中的关键系统，能完成机组联动、设备协调运动控制;对压机主缸、回程缸的压力采用贺德克压力变送器实时检测，通过操作台实时显示或报警。

5 结论

6万t多功能液压机采用两梁四柱、多根圆柱拉杆预应力结构，能够生产大型模锻件、大型无缝钢管和筒状零件，机械设备重量约为11 000 t;与传统结构的国产8万t大型模锻压机相比较(机械设备重量约29 000 t)，两个横梁压机具有设备简单、投资少、性能稳定、节能环保、运行成本低的效果。

［1］支风春，谢云岫，刘宪文.国外多向模锻设备［J］.一重技术，1995.66(4):2－15.

［2］林峰，颜永年，吴任东.重型模锻液压机承载结构的发［J］.锻压装备与制造技术，2007.42(5):27－31.

［3］俞新陆.液压机现代设计理论［M］.北京:机械工业出版社，1987.

［4］路甬祥.电液比例控制技术［M］.北京:机械工业出版社，1988.

［5］韩巧荣.中国铝型材加工业的发展方向［A］，铝型材技术(国际)论坛文集［C］.广州:2004.

［6］刘宏献.锻造液压机的技术发展与创新［A］，中国国际自由锻会议论文集［C］.成都:2010.