168 MN热模锻压力机的结构分析

郭改丽　余朝辉

(二重集团(德阳)重型装备股份有限公司，四川618000)



设计

168 MN热模锻压力机的结构分析

郭改丽余朝辉

(二重集团(德阳)重型装备股份有限公司，四川618000)

介绍了168 MN热模锻压力机预应力机架结构、楔式结构、封闭高度调整结构、上顶料结构的设计特点。

168 MN热模锻压力机；结构；设计

随着国内大量蒸汽锤、摩擦压力机的逐步淘汰，热模锻压力机迎来了巨大商机。市场调查发现，越来越多的用户要求产品采用更大型号的热模锻压力机锻造。为响应市场需求，中国二重研制出了一台168 MN热模锻压力机。该压力机是目前国内生产的首台最大规格的热模锻压力机，代表了国内热模锻压力机设计和制造的先进水平。

168 MN热模锻压力机是在125 MN压机的基础上，结合锻压设备自动化、智能化的发展趋势，采用了一系列科学合理的创新设计技术，不仅保证了压力机的使用性能，而且为实现自动化连线垫定了坚实基础。本文分析了该压机的结构设计。

1　预应力机架结构设计

热模锻压力机机架是连接和安装热模锻压力机所有功能机构的基础，承受模锻产生的力和力矩。因此，机身的合理设计对减轻压力机质量、提高压力机刚度以及减少制造工时都具有直接的影响[1]。如图1所示，为满足机架刚度要求，168 MN热模锻压力机不仅采用上梁、左右侧机架、下机架组成的铸钢机架，而且采用四个拉杆将机架预紧，还在机架左右布置了三个横向拉杆，使得机架在锻造之前就具有一定的预应力。

2　楔式结构设计

168 MN热模锻压力机采用楔式结构，如图2所示。楔块上表面呈30°斜面，沿上梁下表面移动。楔块下表面推动滑块，实现滑块下降，而滑块上升则通过楔块底部 “T”型挂钩的回拉来实现。楔块上、下表面采用镶钢滑板的形式，解决了楔块表淬带来的很多工艺问题。 楔式结构的优点如下：

1—下机架　2—右侧机架　3—横拉杆　4—左侧机架　5—上梁　6—拉杆图1　预应力机架Figure 1　Prestressed frame

(1)设备的垂直刚度高。楔式热模锻压力机在公称压力下的垂直总变形仅是单点支承连杆偏心轴式热模锻压力机的60%和双点支承连杆偏心轴式热模锻压力机的75%[2]。

(2)滑块抗偏载能力高，倾斜度小，设备横向刚度大。曲柄式压力机和偏心轴式压力机在进行偏心锻造时，机架导轨将会产生横向变形，滑块发生偏斜，并导致上下模具错位。楔式热模锻压力机利用整个楔形平面来承受锻造力，使得工作台的水平方向上都有很高的抗偏载能力，而且在滑块的较大范围内能够实现全负荷锻造。这就使得楔式热模锻压力可以比较方便地安排工位，利于进行多模膛和自动化模锻。

图2　楔式结构Figure 2　Wedge structure

3　压机封闭高度调整结构设计

如图3所示，封闭高度调节装置位于连杆装置上，由碟簧、液压缸、连接杆、销、液压马达、传动齿轮及涡轮-蜗杆装置等组成。工作时，液压缸松开，使得连杆里面的偏心套处于松开状态，此时，由液压马达驱动一对伞齿带动涡轮蜗杆驱动偏心套来改变连杆长度，从而改变楔块位置使得封闭高度能够调整到需要的位置。调整完毕后，偏心套必须重新夹紧，以保证锻造时封闭高度不动。偏心套的夹紧是通过连杆后部的弹簧带动一组铰链机构运动来实现连杆后部的变形，偏心套的放松由液压缸压缩碟簧来实现。液压马达和液压缸在需要时通过快换接头连接液压站管路。这种封闭高度调整机构目标简单，调整方便。能够在调整量范围内任意调整滑块垂直位置，因而可以保证锻件精度，减少飞边的厚度，从而提高材料的利用率。

4　上顶料结构设计

压力机设有液压上顶料装置(图4)，其包含两根顶料梁和四个顶料油缸。其中顶料梁穿过滑块，顶料油缸通过螺栓固定在滑块上，油缸的活塞杆朝下。每根顶料梁两端分别与一个顶料油缸的活塞杆连接，通过液压缸活塞杆的伸缩实现顶料梁的上、下动作。顶料梁的下方与顶料杆接触，顶料梁动作带动顶料杆动作。液压顶料较之机械顶料的优点是：顶料高度和顶料速度均可调节，顶料结构简单。

图3　封闭高度调整机构Figure 3　Closed height adjustment structure

图4　上顶料结构Figure 4　Top ejector structure

5　结论

168 MN热模锻压力机作为国内首台最大规格的热模锻压力机，采用可靠的预应力机架，保证了机架的刚度；采用楔式结构，不仅提高了设备的刚度和抗偏载能力，而且方便安排工位，便于实现自动化；采用简单可靠、目的明确的封闭高度调整结构，能够有效保证锻件精度，减小飞边厚度，从而提高材料利用率；采用液压式上顶料结构，使得顶料结构大大减化。168 MN热模锻压力机设计创新点多，技术水平高，代表了国内热模锻压力机设计的先进水平。

[1]李永堂，付建华，等.锻压设备理论与控制[M].国防工业出版社,2004.

[2]李忠民，卢喜，等.热模锻压力机[M].机械工业出版社,1990.

编辑李韦萤

Structure Analysis of 168 MN Hot Die Forging Press

Guo Gaili, Yu Zhaohui

The design features of prestressed frame structure, wedge structure, closed height adjustment structure and top ejector structure in 168 MN hot die forging press have been introduced in the paper.

168 MN hot die forging press; structure; design

2016—01—29

郭改丽(1982—)，硕士，工程师，从事机械设计。

TG315.4+2

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