新型程控液压模锻锤精品文稿.ppt

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1、新型程控液压模锻锤第1页，本讲稿共30页1、锻锤的特点和发展趋势2、液压模锻锤特点和发展概况3、新型程控液压模锻锤结构 和工作原理4、新型程控液压锤液压系统5、新型液压锤的程序控制系统6、未来的发展 主要内容主要内容第2页，本讲稿共30页1、锻锤的特点和发展趋势第3页，本讲稿共30页1.1锻压机械分类 锻压机械是机床行业中的一个重要门类，在机械制造业中一直起着重要作用。按照工作原理与结构特点的不同，锻压机械可大致分为三大类：1.机械压力机类：它采用机械传动，是一种定行程设备，其工作行程主要取决于机械传动部分结构；2.液压机类：利用帕斯卡原理，采用液压传动，是一种定力设备，其输出力的大小主要取决

2、于液体工作压力和工作缸面积；3.锻锤类：采用蒸汽空气驱动，液气驱动或机械驱动，利用锤头在下落过程中积蓄的能量完成锻件变形。是一种定能量设备，其输出能量主要来自于气缸中气体膨胀作功和锤头的重力位能。第4页，本讲稿共30页1.1.锻锤类设备的发展史锻锤类设备的发展史1.早期的锻锤，滑块靠皮带或一个带有摩擦辊的夹板来提升，其安全性主要取决于操作者的经验。每次打击前，操作者都要定出滑块提升的高度及打击能量。2.上世纪初，这种锤发展成为空气驱动方式，在锤的上端加压，锤头（滑块）以这种上端加压方式提升和加速，在空气或蒸汽的压力下，向下运动，操作者要控制排放阀，就可控制上端压力，从而控制打击能量。锻锤具有结

3、构简单，价格便宜，工艺万能性强，成形速度快，频率高和可以多击成形等特点。(1)优点：蒸空锻锤能耗大，热效率极低，以蒸汽为动力时，其能量有效利用率有足2%；有砧座锤振动大，噪音大，影响了附近居民生活和精密仪器的工作；(2)缺点:第5页，本讲稿共30页动力设备复杂，运行和维护费用高；蒸汽锅炉排放的烟尘严重污染环境；浪费水资源，煤及煤渣运输量大。(3)对蒸空锻锤进行改进和更新换代，其中主要有：1.对击锤；蒸空对击锤的研制和应用消除了有砧座锤剧烈的振动，但蒸汽驱动方式没变，且下锤头行程大，操作不方便；2.高速锤；采用液气驱动，提高了效率，振动小，但速度过高，力重比高，机身负荷大，易损坏，打击频率低，闷

4、模时间长；3.电液锤；采用液压驱动，用于传统的蒸空锤进行节能技术改造（俗称“换头”），目前太原科技大学、北京理工大学，西重所，济南铸锤所都在进行这方面的研究、开发工作。4.液压模锻锤 它采用液压驱动原理和下锤头上跳与上锤头对击的结构型式是一种高效、节能和环保型机电液一体化新产品，用于传统蒸空锻锤的更新换代，是锤类设备的研究和发展方向。第6页，本讲稿共30页2.液压模锻锤特点和发展概况第7页，本讲稿共30页 液压模锻锤是充分利用锤类设备的特点，结合对击锤、高速锤等设备的优点而发展起来的一种新型模锻设备。它采用液压驱动原理和下锤头上跳与上锤头对击的结构型式是一种高效、节能和环保型机电液一体化新产品

5、，用于传统蒸空锻锤的更新换代，是锤类设备的研究和发展方向。第8页，本讲稿共30页2.1液压模锻锤的特点液压模锻锤能量利用率高、节能效果显著，与蒸汽驱动锻锤相比，节能达90%以上；液压模锻锤采用下锤头微动型（或锤身微动）上跳的对击式结构，在不影响锻造操作的情况下，消除了强烈的振动；液压锤采用电液驱动，简化了动力源，节约投资，并省去了动力站运行和维护费用；消除了蒸汽锤锅炉房严重的环境污染；消除了大量的水资源；实现了锻造程序控制和机电液一体化。第9页，本讲稿共30页2.2液压模锻锤发展概况国外有代表性的产品有：德国Lasco公司在上世纪四十年代，生产了第一台带有液压装置提升滑块的模锻锤出现了，它用于

6、飞机制造业。五十年代初这种液压模锻锤进入市场并得到进一步的发展。对于提供同等的能量而言，滑块质量的增加，意味着落下速度及落下的高度的降低，也就是说设备可以设计得更加紧凑。Lasco公司开发的GH等系列电液无砧座锤，该产品采用上、下锤头对击的结构型式和全液压传动与控制，下锤头靠下方气垫驱动，可实现能量预选和程序控制。驱动的改进使机身更加紧凑，采用单U形机架，由于这些改进，打击次数从30 次/分提高到约120 次/分。这些都使锻锤的性能得到极大改善。我国有引进产品。第10页，本讲稿共30页 上端液压驱动和单体U 形机架的锻锤其独特之处是打击节拍快，成形能量稳定，系统能量充足。第11页，本讲稿共30

7、页 液压驱动系统设计紧凑并安装在设备上端的一个顶端组件中，以适应车间的简陋环境，顶端组件还包括一个储油箱，并由抗震基础支撑。成形能量是由移动块的速度决定的，移动块包括锤头、上模，以及装有活塞及各种固定模具部件的活塞杆。驱动系统驱动系统第12页，本讲稿共30页形机架和导向系统形机架和导向系统 U 形机架的特点是质量分布合理，它采用有限元方法设计，对结构进行了专门测试并考虑了对加热工操作引起的变形给予补偿。对锻件质量有直接影响的导向系统为X 形，其目的是中和由于温度升高引起的滑块的变形。第13页，本讲稿共30页控制系统控制系统 LASCO 液压模锻锤都装有记忆程序控制系统。在控制柱上，装有生产过程

8、的操作，调节，监控和带屏幕的键盘操作终端。锻造操作者即可程序化也可人工控制。在程序控制时，锻造步骤和每次的打击能量及节拍都可预选并通过脚踏板操作。有关的锻造参数可由操作者输入。数据管理系统中贮存了产品的有关参数。当再生产这些产品时就不必重复设置，这就减少了停机时间。纪录系统建立了生产和停产的时间诊断系统还以文本或图像的方式指出错误 第14页，本讲稿共30页智能检测监控系统智能检测监控系统 能对成形能量测试中的一些重要环节进行监控，因而能给用户提供更好的服务，使产品的质量和产量都得到很大提高，这些也是我们的宗旨。另外，系统安装一个指示器，使设备得到定期的养护。考虑到系统的磨损，可调整锻锤自动排放

9、阀的作用时间，这样可使成形能量的偏差在可接受的范围内，每次锻打的实际成形能量数值都输入到排放阀作为更正的参数，当达到一定值时，将在屏幕上出现维护提示，液压系统也采取类似的控制方式，液压蓄能器到一定的时间开始蓄能，计时器则开始计时，如果下一次蓄能的时间间隔低于定值，则表明需要维护。通过对蓄能器蓄能时压力上升的速度的测试，就能确定液压泵的磨损情况，这一系列的程序是重复执行的。第15页，本讲稿共30页捷克SMERAL工厂研制开发了KJH、KHZ系列液压模锻锤，该产品采用液气驱动和锤头与锤身对击的结构型式，锤身上跳靠杠杆 拉杆机构驱动。可实现能量预选和程序控制。我国常州锻造厂、成都锻造厂等曾引进该设备

10、。第16页，本讲稿共30页国内液压锤研究与开发情况二十世纪七十年代末，太原科技大学与海安锻压机床厂合作开发了6.3T-M 液压模锻锤，该锤采用液气驱动原理和锤头与锤身对击式结构型式；吉林工大与吉林锻压设备厂合作开发了2.5 T-M、5T-M 等规模的液压模锻锤，该锤结构和原理与捷克KJH相近；济南铸锻所研制了10T-M 液压模锻锤，其结构类似于普通对击锤，之后又研制开发了液压对击，气压回程的消振液压锤系列产品；第17页，本讲稿共30页江苏海安百协开发了CHK系列程控全液压短行程模锻锤在吸收和借鉴国内外液压模锻锤现有技术基础上，太原科技大学 与长冶锻压机床厂、安阳锻压机械股份公司合作开发了新一代

11、程控液压模锻锤系列产品。动力头采用了锥阀式控制、全液压驱动、程序控制、在线传感、数字显示等高新技术。采用整体铸钢砧座、床身，可方便拆换放射形宽导轨结构。不仅具有简单可靠的结构，而且具有极为周到的运行监控系统、故障自动诊断系统、能量自控、程序打击系统。锤架和砧座连成U形整体，第18页，本讲稿共30页3 新型程控液压模锻锤结构 和工作原理第19页，本讲稿共30页 太原科技大学研究开发的新型程控液压模锻锤采用液气驱动，液压回程，气体膨胀打击的原理，借助于联通油路，使气缸中气体膨胀作功转变为上、下锤头（或锤身）系统的打击动能从而实现锻件变形。这种驱动方式充分发挥了气体、液体两种工作介质各自的特点，如气

12、体的流动性和膨胀性好，可以实现锻锤快速打击；液体的压缩性极小，可以控制下锤头（或锤身）的上跳速度和上跳量。在结构型式上，又分为下锤头微动型和锤身微动型两种。第20页，本讲稿共30页3.1下锤头微动型液压锤原理和结构特点图1是6.3KJ程控液压锤；图2是6.3KJ程控液压锤主机；图3是25KJ下锤头微动型程控液压锤；图4是下锤头微动型液压锤主机结构简图；图5是下锤头微动型液压锤工作简图；第21页，本讲稿共30页6.3KJ程控液压模锻锤第22页，本讲稿共30页6.3KJ程控液压锤主机部分第23页，本讲稿共30页25KJ下锤头微动型液压模锻锤第24页，本讲稿共30页下锤头微动型液压锤主机结构简图第2

13、5页，本讲稿共30页下锤头微动型液压锤工作原理简图第26页，本讲稿共30页 如图4、图5所示，将液压锤工作缸上腔一次性充入压强空气或氮气，进而封闭。回程时工作缸下腔进入高压液体，推动上锤头上升并使气室中气体进一步压缩蓄能。阀1打开，阀2关闭时，回程缸中液体经阀1进入联通缸，上锤头在上腔气体膨胀作用下加速下行，并通过联通油路推动下锤头微动上跳，实现对击。打击后，阀1关闭，阀2打开，高压液体使上锤头再一次提升，下锤头下方安装两个气垫8，不仅起减振和缓冲作用，而且可为下锤头上跳提供80%左右的动力。第27页，本讲稿共30页下锤头微动型液压锤结构特点下锤头微动型液压锤的质量比（m2/m1)较小(一般为=46)，因此运动部分重量和锤头总量轻，节约材料；上、下两油缸均安装在外框架上，联通油路上无需设置活动接头，减少了漏油的可能，节省了加工维修量；工作时，上锤头在U型下锤头中导向，下锤头在外框架中导向，可保证导向精度和锻造精度；该型式液压锤需要一个刚度较好的外框架。由于下锤头质量小而且结构简单，加工工艺性好，加工成本低，安装方便；第28页，本讲稿共30页3.2锤身微动型液压锤工作原理和结构25KJ锤身微动型程控液压锤第29页，本讲稿共30页第30页，本讲稿共30页