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安陽鍛壓領(lǐng)導(dǎo)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)用戶服務(wù)、追求用戶滿意度”為宗旨,為社會提供優(yōu)質(zhì)鍛造設(shè)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(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)化為模具上下運動做功的機器,它的結(jié)構(gòu)起源是古老的印刷機。由于旋轉(zhuǎn)能量能夠帶來極大的能量,但飛輪旋轉(zhuǎn)能量又必須通過螺旋裝置(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:
1、打擊時噪音比較小。電動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合,鍛造時不會產(chǎn)生瞬間的沖擊力,因此噪音很小,是一種環(huán)保類產(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(shè)有頂料裝置,適用于無飛邊模鍛及長桿類鍛件的鐓鍛,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、極易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線。由于電動螺旋壓力機鍛造過程中,不易出現(xiàn)跳模等異常情況,工藝過程比較穩(wěn)定,因此易于實現(xiàn)自動化。
螺旋壓力機的缺點如下:
1、相比鍛錘,能量大,鍛造力小,不適合形狀復(fù)雜及薄壁類鍛件,打擊時,機身受封閉力,一旦超負荷極易出現(xiàn)機身開裂問題。選擇螺旋壓力機的噸位須適應(yīng)特性。
 
設(shè)備型號 打擊能量 公稱打擊力 打擊頻次
630噸電動螺旋壓力機 80KJ 6300KN 20/分鐘
25KJ數(shù)控模鍛錘 25KJ 10000KN 60/分鐘
80KJ數(shù)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(shè)備上進行。當(dāng)鍛件復(fù)雜工序多時,生產(chǎn)線上設(shè)備配置多,整條線投資大。
螺旋壓力機在發(fā)展階段中,出現(xiàn)了摩擦壓力機、液壓螺旋壓力機、離合器式螺旋壓力機、電動螺旋壓力機四種主要傳動形式,現(xiàn)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(jié)構(gòu)簡單、價格低廉是其主要特點。但是存在以下問題:
(1) 傳動效率低,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(yīng)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驅(qū)動飛輪旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)滑塊上下運動的一種螺旋壓力機。液壓螺旋壓力機性能優(yōu)于摩擦壓力機,但是存在以下問題:
(1) 液壓系統(tǒng)復(fù)雜,管道敷設(shè)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,一般鍛造工廠維修困難。
(3) 價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,又稱高能螺旋壓力機。其特點是螺桿快速驅(qū)動滑塊,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型產(chǎn)品。但是存在以下問題:
(1) 機器結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,既有機械離合器傳動,又有用于滑塊回程的液壓傳動。
(2) 常用的滑塊回程方式是采用液壓缸推動滑塊,同時使螺桿作反向運動。在鍛擊和回程時,主螺桿和螺母的螺牙為同一受力面,潤滑液不易補充,導(dǎo)致螺母螺牙容易損為解決這一問題,德國一家公司采用低速大扭矩液壓馬達,通過螺桿帶動滑塊回程,這樣一來使原本十分復(fù)雜的機器變得更為復(fù)雜。
4、電動螺旋壓力機
    電動螺旋壓力機采用電機直接驅(qū)動飛輪,主機結(jié)構(gòu)比摩擦壓力機還要簡單,由于近年電力電子技術(shù)取得很大進展,帶動電動螺旋壓力機得到很大發(fā)展,在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。
   該類產(chǎn)品分為兩大類:
   一類是電機的轉(zhuǎn)子與螺桿連為一體的電機直接傳動形式,這一方案的特點是傳動環(huán)節(jié)少,但須設(shè)計低速、大扭矩專用電機,螺桿導(dǎo)套磨損后會影響電機的氣隙,電機受震動影響易出現(xiàn)故障維修困難,因此國外也主要集中在中小規(guī)格上,國內(nèi)這幾年也在研究推廣此技術(shù),主要在小規(guī)格上,大部分鍛造用戶處在觀望狀態(tài)。
   二類是電機經(jīng)齒輪或皮帶帶動飛輪螺桿的電機機械傳動形式。由于此類產(chǎn)品采用的電機一般為高速,低扭矩型,因此需要通過減速裝置降速提高扭矩。該類型由于采用的電機及相應(yīng)的控制系統(tǒng)類型不同,造成了兩種結(jié)構(gòu):
a、采用開關(guān)磁阻電機+控制系統(tǒng):
    開關(guān)磁阻電機系雙凸極可變磁阻電動機,其定、轉(zhuǎn)子的凸極均由普通硅鋼片疊壓而成。轉(zhuǎn)子既無繞組也無永磁體,定子極上繞有集中繞組。
優(yōu)點是起動電流小,轉(zhuǎn)子慣量小、不發(fā)熱。
缺點是電機定轉(zhuǎn)子均開有少數(shù)的齒槽,電機轉(zhuǎn)動時齒槽效應(yīng)較大,電機震動較大、噪聲大;低速轉(zhuǎn)矩脈動大;電機功率密度低,低于傳統(tǒng)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(yīng)用到高精度的場合。
b、采用交流異步電機+變頻器控制系統(tǒng):
 交流異步變頻電機是目前在國內(nèi)大量使用的鼠籠式感應(yīng)異步電動機的改進型。為了適應(yīng)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,其定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特性實質(zhì)上與三相鼠籠感應(yīng)異步電動機一樣,定子上裝有對稱三相繞組,而在圓柱體的轉(zhuǎn)子采用鑄鋁結(jié)構(gòu),依靠電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。
優(yōu)點是感應(yīng)異步電動機在國內(nèi)大量使用,維修方便。
缺點是起動電流較大、轉(zhuǎn)子慣量大,并有電流通過。在頻繁正反轉(zhuǎn)的情況下易發(fā)熱。安鍛智能在深入研究各種傳動形式的具體特點后,開發(fā)設(shè)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(zhuǎn)沖擊中受損小,壽命長。
    安鍛智能公司開發(fā)的電動螺旋壓力機集眾家所長,延續(xù)了電動螺旋壓力機的優(yōu)勢,通過創(chuàng)新改造避開了舊結(jié)構(gòu)的缺點,現(xiàn)敘述如下:
一、改進機身結(jié)構(gòu),提高機身抗過載能力,擴大電動螺旋壓力機使用范圍,提升壓力機的可靠性。



 電動螺旋壓力機輸出的能量一部分用于鍛件成形,一部分轉(zhuǎn)化為機身彈性能量,當(dāng)飛輪提供的有效能量遠大于鍛件實際需要的變形能時,這部分能量將大部分轉(zhuǎn)化為機身彈性載荷,一旦彈性載荷超過允許值會大大縮短機身的壽命,嚴重的情況還會造成機身斷裂。安鍛智能開發(fā)的系列電動螺旋壓力機全部對機身進行了優(yōu)化設(shè)計,機身內(nèi)部尤其在導(dǎo)軌受力處,增加了通常的加長筋板,1000噸(含1000噸)以上的壓力機又增設(shè)了預(yù)應(yīng)力拉杠,見上圖。通過設(shè)計,多余的能量讓拉杠來承受,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
     安鍛智能電動螺旋壓力機吸收行業(yè)的長期積累經(jīng)驗,采用長滑塊、長導(dǎo)軌的導(dǎo)向形式,導(dǎo)向精度高,抗偏載能力得以較大提高。除滑塊長度對偏載有影響外,螺桿直徑對偏載影響也很大,行業(yè)內(nèi)的經(jīng)驗是偏載不能超過螺桿的投影面積。日本榎本機工株式會社開發(fā)的雙螺桿寬臺面電動螺旋壓力機,實現(xiàn)多模腔鍛造。安鍛智能可根據(jù)用戶需求,特殊設(shè)計大螺桿機型,滿足多模腔用戶的需求。
三、根據(jù)客戶需求,定制各種鍛件自動化生產(chǎn)線
    安鍛智能根據(jù)按照客戶鍛件要求,為客戶設(shè)計交鑰匙的自動化生產(chǎn)線。
 
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