大型模锻液压机移动工作台结构优化及应用

杜俊雷 陶 勇 于 江 陈 文 杨固川

(1.中国第二重型机械集团公司，四川 610052;2.四川建筑职业技术学院，四川 618000)

移动工作台是大型模锻液压机的重要工作部件，起到模具的安装、固定、锻件的顶出、移出等作用。生产操作的简便性和模锻件的精度很大程度上取决于压机移动工作台的结构，移动工作台的变形和滑动面的拉伤是液压机普遍存在的一个难题。

1 国内外大型压机移动工作台结构

国内外大型压机移动工作台的尺寸一般都比较大(见表1)，并且大都采用滑动形式，滑动面的磨损、拉伤在所难免，必须定期更换滑板，另外还存在润滑、污染等方面的问题。

表1 国内外部分大型压机移动工作台结构Table 1 Moveable table structure of some heavy duty presses at home and abroad

2 大型模锻液压机移动工作台的结构特点

由于大型模锻液压机模锻件的压制力大部分在400 MN 和800 MN 之间，这就要求移动工作台的结构尺寸超大(4 000 mm×8 000 mm)，单件重量超过300 t，移动工作台的行程为9 500 mm。如果采用滑动形式，滑动面的拉伤、磨损难以避免，经过综合考虑，移动工作台采用滚动形式。移动工作台内安装有八个滚轮(见图1)。移动工作台移入压机中心位置后有8 个工作台抬升缸与之相对应。压制工件时工作台抬升缸下沉，移动工作台底面和下面的垫板接触，8 个滚轮悬空。压制完成后，8 个工作台抬升缸提升，把8 个滚轮提升至可水平移动的平面内，8 个滚轮可以带动移动工作台移动。通过带8 个滚轮的移动工作台可以很方便、快捷地放置、夹取工件，这就有效地解决了滑动面的拉伤这一液压机普遍存在的难题。

3 大型模锻液压机移动工作台的安装位置及各部分功能

移动工作台安装在大型模锻液压机的固定工作台上(见图2)。工作台移动缸为活塞缸，与移动工作台铰接，带动移动工作台在固定工作台及固定支架上移动。固定支架为焊接件，与基础连接。在固定工作台和固定支架上专门设计有两排滚轮滑板，高强度、高精度的滚轮滑板有助于减少滚轮的摩擦和震动。两个侧顶出器安装在固定支架内，移动工作台开有三个顶出孔，中心部位的顶出孔，可供装在固定工作台里面的中间顶出器顶出工件用。当工件外形尺寸比较大的时候，移动工作台开出，用外侧的两个顶出器通过移动工作台两侧的顶出孔顶出工件。导向定位装置安装在工作台的两侧，除了导向功能外，还可以将移动工作台反扣在固定工作台及固定支架上，防止工作台左右方向的移动，当移动工作台行走的时候还可以防止移动工作台上下跳动。移动缸活塞杆和移动工作台为铰接，这样当移动工作台通过抬升缸下沉和上升的时候就不会影响移动缸里面的活塞和密封。在工作台移动缸的尾部设计有自动调整座，可以在移动工作台移动的时候，调整移动缸重心，防止移动缸偏心导致活塞产生卡阻现象。在移动工作台的上表面设计有多排T形沟槽可供安装固定工艺模座、模具用。

图1 大型模锻液压机移动工作台结构图Figure 1 Moveable table structure drawing of heavy duty die forging hydraulic press

图2 大型模锻液压机移动工作台布局图Figure 2 Arrangement plan of moveable table for heavy duty die forging hydraulic press

为了防止中间顶出器顶料时移动工作台被抬起，设置了4 个工作台压紧装置。工作台夹紧装置由连接块、压紧块、销轴、支座、液压缸等组成，连接块固定在移动工作台两侧边，支座和液压缸安放在固定工作台的连接块上，压紧块与支座用销轴连接。当移动工作台移出时，液压缸先将压紧块旋转一定角度，使压紧块离开连接块;移动工作台进入压机工作位置后，液压缸将压紧块旋转一定角度，使压紧块压住连接块，将工作台在垂直方向固定(如图3 所示)。

图3 工作台夹紧装置Figure 3 Fixture of work table

图4 移动工作台应力分布情况Figure 4 Stress distribution status of moveable table

4 大型模锻液压机的移动工作台强度分析计算

工作台承受液压机总吨位，工作时压力通过模具、垫板组作用于工件。结合整机特别是垫板组对工作台进行了分析计算，经过分析对比最终选择移动工作台的结构尺寸为4 000 mm×8 000 mm×1 300 mm。对该方案进行800 MN 压制力的公称载荷分析计算的结果见图4。因为移动工作台单件的尺寸超大，重量超过300t，并且整体性要求高，从制造角度考虑只能选择铸钢件。经过分析筛选最终选择了性能优良、铸造技术成熟的GS-20Mn5 铸钢材料。，该材料的屈服极限为MPa，从图4 的计算结果看承受800 MN 载荷时移动工作台的最大应力为125.6 MPa，远小于GS-20Mn5 的屈服极限，材料安全可靠。

5 实际应用

经过优化后的移动工作台，在近两年的调试、生产期间，最大承受了940 MN 的压制力，经检验移动工作台无任何损伤。由于优化后的移动工作台为滚轮结构，行走快捷、平稳，并且移动工作台无任何划伤、磨损。移动工作台的夹紧装置运行稳定、可靠，保证了中间顶出器顶料时移动工作台的稳定性。该结构还能方便、快捷的进行模具的固定和更换。

6 结语

本文结合工艺及大型模锻液压机结构的要求对移动工作台进行了结构优化设计，并且经过实践证明效果良好。优化设计避免了移动工作台划伤、磨损，减少了润滑量、污染，保证了移动工作台长期的稳定性，大大减少了维修量。

［1］天津市锻压机床厂编.中小型液压机设计计算-主机的设计和计算.天津:天津人民出版社，1977.

［2］俞新陆.液压机的设计与应用.北京:机械工业出版社，2006.