锻造液压机的现状及其展望

锻造液压机的现状及其展望摘要：现阶段，随着我国社会的不断发展，科技的不断进步，我国各个领域均得到了很好的发展。锻造液压机作为一种全液压控制设备，其主要是借助液体压力传输能量，对比传统的机械压力计，其传输速度和压力不需要进行调整，无论在哪一位置处都能输出所有功率和压力，执行结构动作可以达到期望值。液压元件通用性标准较高，尺寸与精度控制十分准确，故而常被应用在钢铁、机械、有色金属等行业中。关键词：锻造液压机；现状；展望引言锻造是热加工领域的基本工艺，大多数金属材料都可以通过锻造来改善其内部质量、工件外形和综合机械性能。锻造生产能力及锻造工艺水平的高低对一个国家工业、农业、国防及科学技术的发展都有一定的影响。随着中国经济全球化步伐的不断加快，锻造行业作为中国机械制造工业的基础产业也得到了迅速发展。国内锻造装备的需求量也急剧增加。本文就我国锻造压机的现状、传动方式及锻造油压机的研发情况作一个粗略的综合分析。锻造液压机简介锻造液压机的组成主要包括以下几部分：（1）本体部分，它是压制锻件的主要执行机构。（2）液压系统，用于驱动主机。（3）电气系统，主要的工艺控制系统。锻造液压机工艺应用范围广，适用于镦粗、拔长、冲孔、马杠扩孔、弯曲、剁切、错移等自由锻造的各种工序，也可用来进行胎膜锻造。由于它的机械化程度高，运行速度快，又能控制压下量的尺寸，特别适合锻造温度范围窄的高合金钢的钢锭开坯，广泛应用于机械、钢铁、有色冶金、铁路机车、船舶等行业。机组综合应用了机械液压技术、微电子技术、电控技术、网络通讯技术、传感测试技术、信息处理及软件编程等相关技术，涉及到机械、液压、电器、土建、通风、给排水等专业领域，是一项大型的系统工程。锻造液压机现状和特点国内大型锻液压机发展较早，自20世纪80年代就已经投入生产，接着大型自由锻液压机相继投产，很多超大型锻液压机也逐渐发展到高峰。21世纪初期，国内大型自由锻液压机迅速发展。自2006年第一台重型自由锻水压机之后，2008年第二台重型机器相继出现，紧接着2009年上海重型机器厂中生产了重量达165MN的自由锻油压机。2010年国内生产出了重量为185MN的自由锻油压机当前，国内已经有重量达万吨的自由锻造液压机9台，实际规模与锻造力都接近世界首位。另外，还有一些类似在建的自由锻压压机，数量近16台，占比全球中数量的50%。国内总锻液压机总数量近14台，其中包含已经成型的6台。这一数量占比全球总数的27%。锻造液压机大多在2014至2015年相继问世，这时国内逐渐成为锻造液压机生产大国。现阶段，锻造液压机主要特点如下。（1）模锻液压机和自由锻液压机数量占比居世界首位。（2）锻造液压机规格、数量、种类等较为合理。自由锻液压机朝着系列发展；国内锻造液压机种类日渐完善，更改了传统单一模锻情况。（3）国产程度进一步提升，在建与建成锻造液压机设备大部分为进口产品，某公司建造的重量达200MN的锻造液压机是由国外制造设计的，剩余建成锻造液压机则是由国内自主生产的，这表明国内设计制造锻造液压机的水平已经趋于世界前列。（4）自由锻液压机主要使用上推式油缸结构与三梁四柱全预应力框架；模锻液压机具有较多结构型式：像常见的板框式结构、预应力框架结构、钢丝缠绕框架结构。（5）液压系统主要使用油控系统。除了150MN重自由锻液压机中使用的为蓄泵式传动水控系统，剩余的都使用油泵直传与油控系统两种。（6）液压系统介质压力逐渐由高压朝着超高压等方向不断发展，一些已经达到63MPa°（7）锻造力逐渐朝着极限方向发展，目前最大的自由锻液压机规模已经超过1000MN°（8）锻造操作机械化程度越来越高。锻造液压机的发展趋势主机结构常用的主机结构有单臂式、双柱式、四柱式、上动式、下动式、双机架缸动式等等。下拉式结构的优点：重心低，锻造时上部晃动小，机器油箱传动系统全部在地坑里，因此，可有效地避免火灾的发生，但是，地坑的设置将增加厂房投资。整体机架下拉，会大大增加运动部分的质量，能源消耗大。因此，大吨位液压机（50MN及其以上）不宜采用机架下拉式结构。中小型液压机可以发展两柱下拉式结构。传统的三梁四柱式结构制造、使用、维修保养都较简单和方便。多年来，它一直是主力机型的代表形式，只是在工业技术的不断发展中，得到了充分地改进。中小压机，采用斜置两柱式也是很好的一种结构。上传动三梁四柱上动式锻造油压机，和下拉式相比，它的防火问题是一个技术难题。不论何种结构，主要看这种结构对锻造工艺的适应能力，便于操作就是好结构。当然，制造成本、耐用性能、是否便于维修等也是很重要的。传动方式19世纪，只能用蒸汽水压机，使用重力蓄能器和蒸汽增压器。20世纪，大功率水泵问世，使高压容器生产成为可能，出现了水泵蓄势器传动。20世纪70年代以后，由于高性能大流量油泵及其液压元器件、PLC、触摸屏、工控机和各种先进的测控元件等进入工业领域，锻造液压机得到了长足进步。但是，液压机主机的受力构件没有根本性的变化。目前，世界上新制造的液压机已经很少有水泵蓄势器传动。水泵蓄势器传动采用过的是“提阀式”的分配器、“水力接力器”的伺服控制、“随动阀”的小手把控制和“力矩电机随动旋阀”的分配器控制等，已远远落后于现代的”电液伺服控制的二通插装阀控制”，和“正弦传动”的“泵直接控制”的液压机。现在的PLC、触摸屏、工控机、电液伺服及二通插装阀的系统已经很成熟，采用这些技术可以对速度、压力、活动横梁的行程大小实现精确的控制，很容易实现锻造液压机生产自动化。对自由锻来说，“快锻”主要是用于“精整”工序，它占用工时不多，占用工时最多的工序是“拔长”和“镦粗”，因此，提高工作速度（空程；工作行程；回程）才是最主要的，在这里锻造次数的多少已不是很重要了。当然，对于少数专门生产合金钢细长轴类锻件的液压机，“快锻”才是液压机应持有的性能。有资料表明，水泵蓄势器传动锻造液压机系统的总效率为30%-40%，油泵直接传动锻造液压机系统的总效率为50%-60%。从节能观点出发，后者才是节能的系统，所以今后也不应再上水泵蓄势站。投资与成本以技术性能相当的30MN锻造液压机为例做一个比较。一台30MN的水压机仅水泵蓄势站（不包括压机操纵系统）造价600万元人民币；而相同工作速度的油泵直接传动油压机的全部液控、电控装置的造价低于220万元人民币。从电能消耗上讲，30MN水压机耗电大约1.8KW/h,而油压机耗电低于1.2KW/h。目前,高效高压大流量油泵在国内是个缺口，这是制约发展油泵直接传动的瓶颈，是必须解决的一个问题。结语总之，随着锻造行业的迅速发展和一些先进的控制技术、控制元器件的出现并得到可靠的应用，我国的锻造设备也会逐步向国际先进水平靠近。衷心希望中国锻造业兴旺发达，希望为我国锻造工业服务的锻造装备制造厂同仁继续努力，争取为锻造业提供最好最先进的锻