郭改麗　余朝輝

(二重集團(tuán)(德陽)重型裝備股份有限公司，四川618000)

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設(shè)計

168 MN熱模鍛壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)分析

郭改麗余朝輝

(二重集團(tuán)(德陽)重型裝備股份有限公司，四川618000)

介紹了168 MN熱模鍛壓力機(jī)預(yù)應(yīng)力機(jī)架結(jié)構(gòu)、楔式結(jié)構(gòu)、封閉高度調(diào)整結(jié)構(gòu)、上頂料結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點(diǎn)。

168 MN熱模鍛壓力機(jī)；結(jié)構(gòu)；設(shè)計

隨著國內(nèi)大量蒸汽錘、摩擦壓力機(jī)的逐步淘汰，熱模鍛壓力機(jī)迎來了巨大商機(jī)。市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，越來越多的用戶要求產(chǎn)品采用更大型號的熱模鍛壓力機(jī)鍛造。為響應(yīng)市場需求，中國二重研制出了一臺168 MN熱模鍛壓力機(jī)。該壓力機(jī)是目前國內(nèi)生產(chǎn)的首臺最大規(guī)格的熱模鍛壓力機(jī)，代表了國內(nèi)熱模鍛壓力機(jī)設(shè)計和制造的先進(jìn)水平。

168 MN熱模鍛壓力機(jī)是在125 MN壓機(jī)的基礎(chǔ)上，結(jié)合鍛壓設(shè)備自動化、智能化的發(fā)展趨勢，采用了一系列科學(xué)合理的創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)，不僅保證了壓力機(jī)的使用性能，而且為實(shí)現(xiàn)自動化連線墊定了堅實(shí)基礎(chǔ)。本文分析了該壓機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1　預(yù)應(yīng)力機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計

熱模鍛壓力機(jī)機(jī)架是連接和安裝熱模鍛壓力機(jī)所有功能機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)，承受模鍛產(chǎn)生的力和力矩。因此，機(jī)身的合理設(shè)計對減輕壓力機(jī)質(zhì)量、提高壓力機(jī)剛度以及減少制造工時都具有直接的影響[1]。如圖1所示，為滿足機(jī)架剛度要求，168 MN熱模鍛壓力機(jī)不僅采用上梁、左右側(cè)機(jī)架、下機(jī)架組成的鑄鋼機(jī)架，而且采用四個拉桿將機(jī)架預(yù)緊，還在機(jī)架左右布置了三個橫向拉桿，使得機(jī)架在鍛造之前就具有一定的預(yù)應(yīng)力。

2　楔式結(jié)構(gòu)設(shè)計

168 MN熱模鍛壓力機(jī)采用楔式結(jié)構(gòu)，如圖2所示。楔塊上表面呈30°斜面，沿上梁下表面移動。楔塊下表面推動滑塊，實(shí)現(xiàn)滑塊下降，而滑塊上升則通過楔塊底部 “T”型掛鉤的回拉來實(shí)現(xiàn)。楔塊上、下表面采用鑲鋼滑板的形式，解決了楔塊表淬帶來的很多工藝問題。 楔式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)如下：

1—下機(jī)架　2—右側(cè)機(jī)架　3—橫拉桿　4—左側(cè)機(jī)架　5—上梁　6—拉桿圖1　預(yù)應(yīng)力機(jī)架Figure 1　Prestressed frame

(1)設(shè)備的垂直剛度高。楔式熱模鍛壓力機(jī)在公稱壓力下的垂直總變形僅是單點(diǎn)支承連桿偏心軸式熱模鍛壓力機(jī)的60%和雙點(diǎn)支承連桿偏心軸式熱模鍛壓力機(jī)的75%[2]。

(2)滑塊抗偏載能力高，傾斜度小，設(shè)備橫向剛度大。曲柄式壓力機(jī)和偏心軸式壓力機(jī)在進(jìn)行偏心鍛造時，機(jī)架導(dǎo)軌將會產(chǎn)生橫向變形，滑塊發(fā)生偏斜，并導(dǎo)致上下模具錯位。楔式熱模鍛壓力機(jī)利用整個楔形平面來承受鍛造力，使得工作臺的水平方向上都有很高的抗偏載能力，而且在滑塊的較大范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)全負(fù)荷鍛造。這就使得楔式熱模鍛壓力可以比較方便地安排工位，利于進(jìn)行多模膛和自動化模鍛。

圖2　楔式結(jié)構(gòu)Figure 2　Wedge structure

3　壓機(jī)封閉高度調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖3所示，封閉高度調(diào)節(jié)裝置位于連桿裝置上，由碟簧、液壓缸、連接桿、銷、液壓馬達(dá)、傳動齒輪及渦輪-蝸桿裝置等組成。工作時，液壓缸松開，使得連桿里面的偏心套處于松開狀態(tài)，此時，由液壓馬達(dá)驅(qū)動一對傘齒帶動渦輪蝸桿驅(qū)動偏心套來改變連桿長度，從而改變楔塊位置使得封閉高度能夠調(diào)整到需要的位置。調(diào)整完畢后，偏心套必須重新夾緊，以保證鍛造時封閉高度不動。偏心套的夾緊是通過連桿后部的彈簧帶動一組鉸鏈機(jī)構(gòu)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)連桿后部的變形，偏心套的放松由液壓缸壓縮碟簧來實(shí)現(xiàn)。液壓馬達(dá)和液壓缸在需要時通過快換接頭連接液壓站管路。這種封閉高度調(diào)整機(jī)構(gòu)目標(biāo)簡單，調(diào)整方便。能夠在調(diào)整量范圍內(nèi)任意調(diào)整滑塊垂直位置，因而可以保證鍛件精度，減少飛邊的厚度，從而提高材料的利用率。

4　上頂料結(jié)構(gòu)設(shè)計

壓力機(jī)設(shè)有液壓上頂料裝置(圖4)，其包含兩根頂料梁和四個頂料油缸。其中頂料梁穿過滑塊，頂料油缸通過螺栓固定在滑塊上，油缸的活塞桿朝下。每根頂料梁兩端分別與一個頂料油缸的活塞桿連接，通過液壓缸活塞桿的伸縮實(shí)現(xiàn)頂料梁的上、下動作。頂料梁的下方與頂料桿接觸，頂料梁動作帶動頂料桿動作。液壓頂料較之機(jī)械頂料的優(yōu)點(diǎn)是：頂料高度和頂料速度均可調(diào)節(jié)，頂料結(jié)構(gòu)簡單。

圖3　封閉高度調(diào)整機(jī)構(gòu)Figure 3　Closed height adjustment structure

圖4　上頂料結(jié)構(gòu)Figure 4　Top ejector structure

5　結(jié)論

168 MN熱模鍛壓力機(jī)作為國內(nèi)首臺最大規(guī)格的熱模鍛壓力機(jī)，采用可靠的預(yù)應(yīng)力機(jī)架，保證了機(jī)架的剛度；采用楔式結(jié)構(gòu)，不僅提高了設(shè)備的剛度和抗偏載能力，而且方便安排工位，便于實(shí)現(xiàn)自動化；采用簡單可靠、目的明確的封閉高度調(diào)整結(jié)構(gòu)，能夠有效保證鍛件精度，減小飛邊厚度，從而提高材料利用率；采用液壓式上頂料結(jié)構(gòu)，使得頂料結(jié)構(gòu)大大減化。168 MN熱模鍛壓力機(jī)設(shè)計創(chuàng)新點(diǎn)多，技術(shù)水平高，代表了國內(nèi)熱模鍛壓力機(jī)設(shè)計的先進(jìn)水平。

[1]李永堂，付建華，等.鍛壓設(shè)備理論與控制[M].國防工業(yè)出版社,2004.

[2]李忠民，盧喜，等.熱模鍛壓力機(jī)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1990.

編輯李韋螢

Structure Analysis of 168 MN Hot Die Forging Press

Guo Gaili, Yu Zhaohui

The design features of prestressed frame structure, wedge structure, closed height adjustment structure and top ejector structure in 168 MN hot die forging press have been introduced in the paper.

168 MN hot die forging press; structure; design

2016—01—29

郭改麗(1982—)，碩士，工程師，從事機(jī)械設(shè)計。

TG315.4+2

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