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安陽(yáng)鍛壓領(lǐng)導及全體員工奉行“為鍛造行業(yè)發(fā)展服務(wù)、為鍛造行業(yè)用戶(hù)服務(wù)、追求用戶(hù)滿(mǎn)意度”為宗旨,為社會(huì )提供優(yōu)質(zhì)鍛造設備和服務(wù)。

螺旋壓力機的發(fā)展與創(chuàng )新

2020-09-05
 螺旋壓力機是一種能將飛輪旋轉能量轉化為模具上下運動(dòng)做功的機器,它的結構起源是古老的印刷機。由于旋轉能量能夠帶來(lái)極大的能量,但飛輪旋轉能量又必須通過(guò)螺旋裝置(螺桿螺母)才能把力傳到模具上,受作用力與反作用力的影響,使得機身、螺桿、螺母等一些對力敏感部件也受到封閉力影響,因此螺旋壓力機特別適合大能量成形,但作用力受限的機器。
螺旋壓力機模鍛有如下優(yōu)點(diǎn):
1、打擊時(shí)噪音比較小。電動(dòng)螺旋壓力機一般打擊速度都是0.7米/秒,且一般用于大變形一次成形場(chǎng)合,鍛造時(shí)不會(huì )產(chǎn)生瞬間的沖擊力,因此噪音很小,是一種環(huán)保類(lèi)產(chǎn)品。
2、打擊速度適中,便于塑性較差的金屬成形,因此特別適合鋁合金等材料的鍛造。
3、鍛造范圍廣,適用于模鍛、鐓鍛、精壓、校正、切邊、彎曲等成形工序。由于滑塊行程不固定,并設有頂料裝置,適用于無(wú)飛邊模鍛及長(cháng)桿類(lèi)鍛件的鐓鍛,也可用于擠壓和切邊工序。
4、安全性高。由于速度適中,操作方便,因此工人操作安全性較高。
5、極易實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。由于電動(dòng)螺旋壓力機鍛造過(guò)程中,不易出現跳模等異常情況,工藝過(guò)程比較穩定,因此易于實(shí)現自動(dòng)化。
螺旋壓力機的缺點(diǎn)如下:
1、相比鍛錘,能量大,鍛造力小,不適合形狀復雜及薄壁類(lèi)鍛件,打擊時(shí),機身受封閉力,一旦超負荷極易出現機身開(kāi)裂問(wèn)題。選擇螺旋壓力機的噸位須適應特性。
 
設備型號 打擊能量 公稱(chēng)打擊力 打擊頻次
630噸電動(dòng)螺旋壓力機 80KJ 6300KN 20/分鐘
25KJ數控模鍛錘 25KJ 10000KN 60/分鐘
80KJ數控模鍛錘 80KJ 31500KN 60/分鐘

2、螺旋壓力機承受偏心載荷的能力較差,通常用于單型槽模鍛,制坯一般在其它輔助設備上進(jìn)行。當鍛件復雜工序多時(shí),生產(chǎn)線(xiàn)上設備配置多,整條線(xiàn)投資大。
螺旋壓力機在發(fā)展階段中,出現了摩擦壓力機、液壓螺旋壓力機、離合器式螺旋壓力機、電動(dòng)螺旋壓力機四種主要傳動(dòng)形式,現比較如下:
1、摩擦壓力機
     摩擦壓力機是老式的螺旋壓力機,結構簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉是其主要特點(diǎn)。但是存在以下問(wèn)題:
(1) 傳動(dòng)效率低,能量利用率只有10%左右。能耗高,在能源日益緊張的情況下,摩擦壓力機的應用將受到制約。
(2) 摩擦帶易磨損,需經(jīng)常更換。
(3) 打擊能量不易精準控制。
(4)摩擦帶磨損粉末中重金屬含量高,人體吸入危害極大。
2、液壓螺旋壓力機
    液壓螺旋壓力機是利用液壓傳動(dòng)驅動(dòng)飛輪旋轉實(shí)現滑塊上下運動(dòng)的一種螺旋壓力機。液壓螺旋壓力機性能優(yōu)于摩擦壓力機,但是存在以下問(wèn)題:
(1) 液壓系統復雜,管道敷設工作量大,液壓泄漏對環(huán)境有污染。
(2) 維修技術(shù)水平要求高,一般鍛造工廠(chǎng)維修困難。
(3) 價(jià)格遠高于摩擦壓力機。
3、離合器式螺旋壓力機
    上世紀70 年代末推出,又稱(chēng)高能螺旋壓力機。其特點(diǎn)是螺桿快速驅動(dòng)滑塊,滑塊在小行程能輸出額定能量值和達到鍛擊力,鍛造頻次高,我國鍛造企業(yè)引入德國的螺旋壓力機大多為此類(lèi)型產(chǎn)品。但是存在以下問(wèn)題:
(1) 機器結構十分復雜,既有機械離合器傳動(dòng),又有用于滑塊回程的液壓傳動(dòng)。
(2) 常用的滑塊回程方式是采用液壓缸推動(dòng)滑塊,同時(shí)使螺桿作反向運動(dòng)。在鍛擊和回程時(shí),主螺桿和螺母的螺牙為同一受力面,潤滑液不易補充,導致螺母螺牙容易損為解決這一問(wèn)題,德國一家公司采用低速大扭矩液壓馬達,通過(guò)螺桿帶動(dòng)滑塊回程,這樣一來(lái)使原本十分復雜的機器變得更為復雜。
4、電動(dòng)螺旋壓力機
    電動(dòng)螺旋壓力機采用電機直接驅動(dòng)飛輪,主機結構比摩擦壓力機還要簡(jiǎn)單,由于近年電力電子技術(shù)取得很大進(jìn)展,帶動(dòng)電動(dòng)螺旋壓力機得到很大發(fā)展,在國內外得到廣泛應用。
   該類(lèi)產(chǎn)品分為兩大類(lèi):
   一類(lèi)是電機的轉子與螺桿連為一體的電機直接傳動(dòng)形式,這一方案的特點(diǎn)是傳動(dòng)環(huán)節少,但須設計低速、大扭矩專(zhuān)用電機,螺桿導套磨損后會(huì )影響電機的氣隙,電機受震動(dòng)影響易出現故障維修困難,因此國外也主要集中在中小規格上,國內這幾年也在研究推廣此技術(shù),主要在小規格上,大部分鍛造用戶(hù)處在觀(guān)望狀態(tài)。
   二類(lèi)是電機經(jīng)齒輪或皮帶帶動(dòng)飛輪螺桿的電機機械傳動(dòng)形式。由于此類(lèi)產(chǎn)品采用的電機一般為高速,低扭矩型,因此需要通過(guò)減速裝置降速提高扭矩。該類(lèi)型由于采用的電機及相應的控制系統類(lèi)型不同,造成了兩種結構:
a、采用開(kāi)關(guān)磁阻電機+控制系統:
    開(kāi)關(guān)磁阻電機系雙凸極可變磁阻電動(dòng)機,其定、轉子的凸極均由普通硅鋼片疊壓而成。轉子既無(wú)繞組也無(wú)永磁體,定子極上繞有集中繞組。
優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小,轉子慣量小、不發(fā)熱。
缺點(diǎn)是電機定轉子均開(kāi)有少數的齒槽,電機轉動(dòng)時(shí)齒槽效應較大,電機震動(dòng)較大、噪聲大;低速轉矩脈動(dòng)大;電機功率密度低,低于傳統的異步電機,更低于永磁電機。另外很難做到伺服級,影響其應用到高精度的場(chǎng)合。
b、采用交流異步電機+變頻器控制系統:
 交流異步變頻電機是目前在國內大量使用的鼠籠式感應異步電動(dòng)機的改進(jìn)型。為了適應螺旋壓力機的工況,在基座強度、防護等級、通風(fēng)散熱等方面做了改進(jìn),其定子、轉子結構特性實(shí)質(zhì)上與三相鼠籠感應異步電動(dòng)機一樣,定子上裝有對稱(chēng)三相繞組,而在圓柱體的轉子采用鑄鋁結構,依靠電磁感應作用產(chǎn)生電磁轉矩。
優(yōu)點(diǎn)是感應異步電動(dòng)機在國內大量使用,維修方便。
缺點(diǎn)是起動(dòng)電流較大、轉子慣量大,并有電流通過(guò)。在頻繁正反轉的情況下易發(fā)熱。安鍛智能在深入研究各種傳動(dòng)形式的具體特點(diǎn)后,開(kāi)發(fā)設計的小齒輪由高分子材料制造,強度高且重量輕,慣量不到同樣尺寸鋼齒輪的1/5,這樣可以保證電機軸在頻繁的正反轉沖擊中受損小,壽命長(cháng)。
    安鍛智能公司開(kāi)發(fā)的電動(dòng)螺旋壓力機集眾家所長(cháng),延續了電動(dòng)螺旋壓力機的優(yōu)勢,通過(guò)創(chuàng )新改造避開(kāi)了舊結構的缺點(diǎn),現敘述如下:
一、改進(jìn)機身結構,提高機身抗過(guò)載能力,擴大電動(dòng)螺旋壓力機使用范圍,提升壓力機的可靠性。



 電動(dòng)螺旋壓力機輸出的能量一部分用于鍛件成形,一部分轉化為機身彈性能量,當飛輪提供的有效能量遠大于鍛件實(shí)際需要的變形能時(shí),這部分能量將大部分轉化為機身彈性載荷,一旦彈性載荷超過(guò)允許值會(huì )大大縮短機身的壽命,嚴重的情況還會(huì )造成機身斷裂。安鍛智能開(kāi)發(fā)的系列電動(dòng)螺旋壓力機全部對機身進(jìn)行了優(yōu)化設計,機身內部尤其在導軌受力處,增加了通常的加長(cháng)筋板,1000噸(含1000噸)以上的壓力機又增設了預應力拉杠,見(jiàn)上圖。通過(guò)設計,多余的能量讓拉杠來(lái)承受,大大提高了機身和整機的可靠性。
二、采用多種方式提高抗偏載能力
     安鍛智能電動(dòng)螺旋壓力機吸收行業(yè)的長(cháng)期積累經(jīng)驗,采用長(cháng)滑塊、長(cháng)導軌的導向形式,導向精度高,抗偏載能力得以較大提高。除滑塊長(cháng)度對偏載有影響外,螺桿直徑對偏載影響也很大,行業(yè)內的經(jīng)驗是偏載不能超過(guò)螺桿的投影面積。日本榎本機工株式會(huì )社開(kāi)發(fā)的雙螺桿寬臺面電動(dòng)螺旋壓力機,實(shí)現多模腔鍛造。安鍛智能可根據用戶(hù)需求,特殊設計大螺桿機型,滿(mǎn)足多模腔用戶(hù)的需求。
三、根據客戶(hù)需求,定制各種鍛件自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)
    安鍛智能根據按照客戶(hù)鍛件要求,為客戶(hù)設計交鑰匙的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。
 
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