張 曉 程 里

（1.重慶長(zhǎng)征重工有限責(zé)任公司 重慶 2.重慶理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 重慶）

一、前言

蒸空鍛錘的一次能源利用率不足2%，有的甚至更低，而電液動(dòng)力頭的一次能源利用率可達(dá)20%，故節(jié)能率可達(dá)90%以上。對(duì)原有蒸空鍛錘的驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)行改造，取消原有動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)。用電液驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)形式來(lái)取代蒸汽錘，用電液錘動(dòng)力頭替代原蒸汽錘或空氣錘的汽缸，原錘的錘體和基礎(chǔ)都保持不動(dòng)。

由于模鍛鍛造“提錘—落錘”產(chǎn)生的沖擊力沖擊金屬變形，以達(dá)到金屬成型的目的。許多人認(rèn)為鍛錘的運(yùn)動(dòng)都是上下運(yùn)動(dòng)，都是提錘越高打擊力越大，不理解操作方式的不同對(duì)鍛造工藝過程的影響；參與電液錘改造工作的單位越來(lái)越多，競(jìng)爭(zhēng)激烈，常宣傳操縱方式不變，操作工人不必重新培訓(xùn)，只要鍛錘改造好，原來(lái)的操作工人可立即操作設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)等，使工人的技術(shù)培訓(xùn)被忽略，誤導(dǎo)了使用單位。采用以往操作習(xí)慣的單位，普遍感覺鍛錘打擊力不夠，從而采用加重錘頭，加大主缸工作壓力的方式來(lái)提高打擊能量，從而使設(shè)備架體連接螺栓強(qiáng)度處于超負(fù)荷狀態(tài)，造成設(shè)備壽命降低。螺栓頻繁斷裂，上下砧子打壞，背架打裂的案例屢見不鮮，同時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷產(chǎn)生及安全可靠性降低等一系列問題。

二、蒸空錘和電液錘的特點(diǎn)

蒸空錘和電液錘在原理和結(jié)構(gòu)上有很大區(qū)別。蒸汽-空氣模鍛錘由自由鍛錘發(fā)展而來(lái)，工作原理和基本結(jié)構(gòu)與自由鍛蒸汽錘相同，只是為了適應(yīng)模鍛工藝的要求，在結(jié)構(gòu)上做了相應(yīng)改進(jìn)。模鍛錘是借助蒸汽（或壓縮空氣）經(jīng)分配機(jī)構(gòu)（即滑閥）交替進(jìn)入汽缸內(nèi)活塞上部或下部，帶動(dòng)錘頭作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。模鍛錘歷史久遠(yuǎn)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用性能好，生產(chǎn)效率高、操作方便、造價(jià)低，適合于多模槽鍛造，應(yīng)用很廣泛。蒸汽—空氣模鍛錘的打擊力可在較大范圍內(nèi)調(diào)整，根據(jù)鍛件變形情況可實(shí)現(xiàn)輕擊、重?fù)?、單次打擊和連續(xù)打擊。為了便于控制制坯工步時(shí)快速小行程的輕擊，模鍛時(shí)開始輕擊和最后重?fù)簦浴案?dòng)”代替了自由鍛錘的空懸，即在不打擊時(shí)，錘頭不斷地在空中上下“浮動(dòng)”。為了便于單人操作，將操縱手柄改為腳踏板，10 t以上的模鍛錘是由專人司錘，3 t以上模鍛錘可在操縱拉桿中串聯(lián)液壓接力器。在操縱系統(tǒng)上還有一個(gè)特點(diǎn)是配汽滑閥與節(jié)流旋閥聯(lián)動(dòng)，節(jié)流閥只在打擊時(shí)開口增大，這樣可更靈敏地控制輕重?fù)?，并在“浮?dòng)”時(shí)節(jié)省蒸汽。

改造后的電液錘，錘的頂部裝有流量大、效率高、體積小的液壓動(dòng)力頭，代替?zhèn)鹘y(tǒng)蒸—空模鍛錘的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。目前電液錘的改造主要有兩種，一種為氣液雙作用式，即抬錘為液壓，打擊能量由重力做功與氣體膨脹做功相結(jié)合。另一種為雙液壓作用式，又稱全液壓電液錘即抬錘和打擊都是液壓直接作用于錘頭運(yùn)動(dòng)部件上，而不是由氣體直接作用的錘桿活塞上，錘頭的提升和打擊全以液壓為動(dòng)力，即錘桿活塞上、下腔是液壓油驅(qū)動(dòng)，解決了油氣互串的問題。整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)快、靈敏度高，對(duì)于模鍛錘來(lái)說(shuō)減少了悶?zāi)r(shí)間，提高模具壽命。

三、工作原理不同帶來(lái)的操作習(xí)慣的改變

蒸空錘以蒸汽（或壓縮空氣）為工作介質(zhì)，驅(qū)動(dòng)錘頭上、下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行打擊，并適應(yīng)模鍛工藝過程需要的鍛錘，力量是靠錘頭高提悠出來(lái)的。原蒸—空鍛錘操縱時(shí)，有晃錘和急停收錘這樣的動(dòng)作。為了提錘迅速、不悶錘，操作工往往在錘頭接觸鍛件前50～100 mm高時(shí)便提前提錘，靠錘頭下行慣性進(jìn)行打擊，并根據(jù)提前提錘的早晚和錘頭提升的高度變化實(shí)現(xiàn)輕重打擊，而電液錘操作方式則不能這樣做，原因是蒸空錘采用的氣體具有可壓縮性，而電液錘中介質(zhì)為液壓油，不可壓縮（壓縮量極小），如果提前收錘，則錘頭便停止下行，不能達(dá)到預(yù)期錘頭要到達(dá)的位置，錘頭打擊不到位，打擊力不夠?？梢哉f(shuō)蒸汽錘沒有靜止的懸錘動(dòng)作。

電液錘操縱系統(tǒng)的控制方式為位置控制（刻度指向刻度盤位置來(lái)操作），手柄從上端點(diǎn)到下端點(diǎn)有回程位、慢上位、中位、慢下位、打擊位5個(gè)區(qū)域。以實(shí)現(xiàn)鍛錘鍛造工藝要求實(shí)現(xiàn)5種動(dòng)作，即懸錘、全行程的單次打擊、任意位置的單次打擊、連續(xù)重打或輕打、急停和急收錘。錘頭動(dòng)能近似地和行程成正比，所以要想降低錘頭打擊能量，只需減小打擊行程。根據(jù)要求的打擊能量，決定回程高度，再進(jìn)行打擊操作。如果錘頭停留位置太高，在打擊前，只需將手柄放到慢下位置錘頭就低速下滑，到希望打擊的高度時(shí)，再將手柄放到打擊位置，就可得到相應(yīng)于這個(gè)行程的打擊能量。相反，如果錘頭停止位置太低可以將手柄放到慢上位置，使錘頭慢速回程到希望的高度再轉(zhuǎn)成為打擊。如果啟動(dòng)打擊后又不想打擊了，只需快速提起手柄至回程位，用活塞下腔的高壓油，阻止錘頭下降，完成急停收錘的操作。其實(shí)電液錘動(dòng)力頭也可完成晃錘和急停收錘這些動(dòng)作，但須知，不論蒸空錘還是電液錘，這種動(dòng)作是一種能耗嚴(yán)重的動(dòng)作，對(duì)電液錘來(lái)說(shuō)，除加大能耗外，將引起工作油液的顯著溫升，為此建議使用者改變這一操縱上的舊習(xí)慣，盡量避免晃錘和收錘，以避免不必要的油溫升高；嚴(yán)禁錘頭提得過高，尤其是急提手柄后必須很快將手柄放到中位，避免造成主活塞密封圈啃壞或活塞撞頂。急停收錘時(shí)，注意避免撞頂，盡量科學(xué)使用電液錘。

四、電液錘的日常使用與維護(hù)

電液錘是一種先進(jìn)和精密的鍛造設(shè)備，對(duì)其使用和維護(hù)要求都較高，在使用維護(hù)方面就應(yīng)該改變?cè)瓉?lái)那種能打就打，能湊合就湊合使用的不良習(xí)慣，嚴(yán)禁野蠻操作。保持機(jī)器時(shí)刻處于良好的使用狀態(tài)。

（1）首先應(yīng)觀察3塊壓力表：低壓氣表、高壓氣表與電接點(diǎn)壓力表的指示。以CJ325全液壓電液錘為例，泵出口溢流閥調(diào)定壓力最高為13MPa，連缸梁內(nèi)安全閥調(diào)定壓力不超過13.5 MPa，屏幕設(shè)置壓力超壓保護(hù)，最高不超過16 MPa，油箱上的緩沖蓄能器充氣壓力為系統(tǒng)壓力的0.6～0.8倍，以上設(shè)定值要由專業(yè)人員設(shè)置，操作人員不得隨意調(diào)整。

（2）開機(jī)前必須檢查所有螺栓、螺母是否有松動(dòng)，特別是連缸梁頂部螺母和導(dǎo)軌板連接螺栓，如有松動(dòng)必須進(jìn)行均勻預(yù)緊。

（3）開機(jī)前首先檢查各截止閥的狀態(tài)，氣瓶組的總截止閥和各氣瓶截止閥打開，放油截止閥及充氣截止閥均關(guān)閉。檢查蓄能器氣壓是否在設(shè)定壓力，壓力不足應(yīng)先充氣。檢查立柱導(dǎo)軌潤(rùn)滑狀況，如果必要，先用手動(dòng)噴油槍噴油潤(rùn)滑導(dǎo)軌再開機(jī)。

（4）工作時(shí)，司錘應(yīng)隨時(shí)注意傾聽油泵在高壓供油狀態(tài)和卸荷狀態(tài)聲音的不同及卸荷指示燈的亮、滅時(shí)間間隔。

（5）液壓閥動(dòng)作與操作有一定的滯后，操作時(shí)應(yīng)“輕拉慢放”，帶有“節(jié)拍”地操作。打擊時(shí)應(yīng)一次完成打擊動(dòng)作，不得反復(fù)多次出現(xiàn)微行程打擊和收錘動(dòng)作。

（6）回程時(shí)爭(zhēng)取做到，按下一錘要求的打擊能量決定回程高度。如果做不到，寧可先回低，打擊時(shí)先回再打。

（7）工作時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)軟管破裂或松脫等原因造成系統(tǒng)大量向外漏油，要立即按“急停”按鈕關(guān)閉系統(tǒng)，予以消除。

（8）勤觀察油溫表，油溫升高過快時(shí)，必須及時(shí)找出原因予以消除。一般情況下當(dāng)油溫＞35℃時(shí)，應(yīng)開冷卻系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)冷卻；油溫達(dá)55℃時(shí)，要關(guān)機(jī)停錘,禁止強(qiáng)制運(yùn)行。若油溫＜35℃時(shí)，應(yīng)停止冷卻。起動(dòng)冷卻泵時(shí)，先打開冷卻系統(tǒng)管道上的各閥。

（9）在極端特別的情況下，泄漏壓力油會(huì)可能導(dǎo)致著火。因此，動(dòng)力頭特別是油路和軟管必須特別注意維護(hù)。任何泄漏要立即密封；破損軟管要立即用新管替換。同時(shí)鍛錘砧座的周圍不準(zhǔn)堆放成品、發(fā)熱的坯件和切邊等。冬季當(dāng)室溫較低時(shí)，開機(jī)前可以用加熱的鐵塊利用熱輻射預(yù)熱上、下模具，但不得超過400℃。不得用明火直接烘烤錘桿。

（10）操作手柄包含了提錘、慢上、懸錘、慢降、打擊5個(gè)控制位置。操作手柄各連接處必須足夠牢靠，軸承必須有效，銷釘、螺母必須緊固且具有防松措施，以防意外發(fā)生。

（11）需要錘頭停留在上端時(shí)，必須開泵，蓄能器內(nèi)充滿壓力油，把操縱桿固定在回程位置，保證錘桿活塞下有油壓支撐。在操縱桿上掛“錘下操作，嚴(yán)禁降錘”的紅字標(biāo)牌，以確保安全。

（12）下班停機(jī)時(shí)，先關(guān)閉氣瓶組的總截止閥后再停機(jī)。然后打開放油截止閥將蓄能器及主缸中的油放凈，待錘頭完全落到模具上后再關(guān)閉放油閥，關(guān)閉電控箱及電控柜電源。

五、改變操作習(xí)慣的重要性

一般而言，新人較老人更易接受和掌握電液錘的操作，特別是有經(jīng)驗(yàn)的老同志接受較困難。然而，對(duì)于模鍛生產(chǎn)，不光是操作，還有對(duì)模鍛過程金屬流動(dòng)成型經(jīng)驗(yàn)和理解，一個(gè)零件從預(yù)鍛到入模成型，一般要打擊3～8錘不等。開始輕擊，成型時(shí)中擊，接近薄板厚度時(shí)，變形抗力特大對(duì)設(shè)備危害也很大，要求設(shè)備精準(zhǔn)控制打擊力量，打擊速度要快，同時(shí)提錘速度要快，否則工件脫模影響模具壽命。因此，電液錘改造后，使操作人員的操作觀念更新并改變傳統(tǒng)操作習(xí)慣顯得尤為重要。一般情況下，有條件的最好參加供貨單位的全部培訓(xùn)工作。技術(shù)培訓(xùn)分理論知識(shí)和應(yīng)知應(yīng)會(huì)培訓(xùn)，有集中專題培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，使工人對(duì)電液錘操作有較清晰的了解，習(xí)慣電液錘的操作方式。