1、16MN和45MN的快鍛液壓機組技術(shù)附件1、快鍛液壓機組的組成 快鍛液壓機組主要包括以下幾個部分（見示意圖1）：壓機本體、液壓系統(tǒng)、全液式鍛造操作機、砧庫、送料回轉(zhuǎn)車、地下式升降回轉(zhuǎn)臺、電氣和計算機控制系統(tǒng)（操縱、顯示、監(jiān)控、故障自斷等）、通風、照明、排污、報警等公用設(shè)施等。 圖1.快鍛機組結(jié)構(gòu)示意圖（1）壓機本體 主機主要由機架、工作缸、回程缸、導(dǎo)向裝置、上砧夾緊快換裝置、上砧旋轉(zhuǎn)裝置、移動工作臺、橫向移砧裝置、上下砧、潤滑系統(tǒng)、行程檢測裝置、支架、托板及墊板等組成?？戾懸簤簷C主機結(jié)構(gòu)形式有兩種，整體框架雙柱式下拉式結(jié)構(gòu)和分體預(yù)應(yīng)力機架雙柱斜置上壓式結(jié)構(gòu)，16MN和45MN的快鍛液壓機在結(jié)構(gòu)

2、上的對比如表1所示：表1. 16MN和45MN快鍛液壓機結(jié)構(gòu)名稱快鍛液壓機（16MN）快鍛液壓機（45MN）機架整體框架結(jié)構(gòu)，與壓機中心線呈35斜置預(yù)應(yīng)力組合機架，由上、下橫梁和兩件矩形空心立柱通過拉桿、螺母預(yù)緊形成一個剛性框架，整個機架與壓機中心線35斜置活動橫梁無有工作缸一個主工作缸一個主工作缸和兩個側(cè)缸，均為單作用油缸回程缸兩個活塞缸，固定在固定梁上兩個柱塞式單作用油缸，設(shè)置于下橫梁與活動橫梁之間導(dǎo)向裝置導(dǎo)套裝置固定在固定梁矩形孔內(nèi)，在矩形立柱的4個面，分別有八塊導(dǎo)向板導(dǎo)向裝置安裝在活動梁與導(dǎo)向套形成的矩形孔中，上下個5副，每柱10副，共20副，每個立柱的四個面上加工有5個導(dǎo)向面上砧夾緊

3、快換裝置與45MN快鍛液壓機相似由4個預(yù)壓的蝶形彈簧組和可液動的T型拉桿組成上砧旋轉(zhuǎn)裝置與45MN快鍛液壓機相似上砧旋轉(zhuǎn)裝置由中間液動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和T形螺栓組成移動工作臺與45MN快鍛液壓機相似移動工作臺由臺面、墊板、支座、左右托板、驅(qū)動油缸組成橫向移砧裝置與45MN快鍛液壓機相似橫向移砧裝置由支架、滑塊、導(dǎo)向板、勾板、拖板、驅(qū)動油缸組成上下砧與45MN快鍛液壓機相似上下砧為鍛造工具，直接與熱鍛件接觸潤滑系統(tǒng)集中敞開式潤滑集中潤滑系統(tǒng)和個別單點手動潤滑方式行程檢測裝置與45MN快鍛液壓機相似回程缸內(nèi)安裝有超聲波感應(yīng)行程檢測裝置，檢測精度25m（2）液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)主要為快鍛液壓機工作提供動力源，是

4、為壓機噸位大，工作環(huán)境溫度高，高壓大流量，工作頻次高，控制精度好，而且適應(yīng)多種鍛造程序和工藝需要，優(yōu)化性能等條件而設(shè)計的。系統(tǒng)采用油泵直接傳動，伺服比例閥控方式。 快鍛液壓機液壓系統(tǒng)主要由主泵系統(tǒng)、主控制系統(tǒng)、輔助控制系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測與排污裝置等組成。不同噸位的快段液壓機組的液壓系統(tǒng)在布置上有所區(qū)別，20MN以下，主泵臺數(shù)較少，液壓系統(tǒng)相對簡單，全部布置在地面以下；25MN以上，主泵臺數(shù)較多，液壓系統(tǒng)復(fù)雜，全部布置在地面。表2為16MN和45MN快段液壓機液壓系統(tǒng)的基本組成及功能。表2. 16MN和45MN快段液壓機液壓系統(tǒng)基本組成及功能液壓系統(tǒng)組成基本功能備注16MN快段液壓機

5、45MN快段液壓機主泵系統(tǒng)驅(qū)動壓機壓下和回程主泵系統(tǒng)主要采用6臺德國Rexroth A2F0500斜軸式軸向柱塞泵，閥體主要采用意大利atos產(chǎn)品。主泵系統(tǒng)主要采用8臺德國Rexroth A4F0500斜軸式軸向柱塞泵，和4臺A4V50500斜盤變量柱塞泵，各主泵控制閥組內(nèi)先導(dǎo)閥、壓力控制插裝閥采用意大利atos產(chǎn)品，主控制系統(tǒng)驅(qū)動壓機壓下和回程主控制系統(tǒng)包括主控閥站、卸載閥站、單向閥站。主控制閥站中，主控閥全部集成為一體，主缸、回程進液閥采用美國Pareker比例插裝閥，回程缸安全閥組、支撐閥組、其它先導(dǎo)閥采用意大利atos產(chǎn)品。主缸卸載閥站所有液壓閥集成為一體，并選用德國Rexroth的比

6、例伺服鍛造閥組及先導(dǎo)閥插裝閥組。主控制系統(tǒng)包括壓機操縱與控制系統(tǒng)，主缸的進液及卸壓、排液與回程缸的進液閥基本選用德國公司Rexroth的比例伺服鍛造閥組。此快鍛液壓機具有3個壓力級別，1500t3000t4500t，為了每個鍛造壓力下壓機能夠根好的工作，3個油缸的充液卸壓閥站為3個獨立的裝置?？刂葡到y(tǒng)為主變量泵、主控制系統(tǒng)的所有比例伺服閥、WRC閥組和蓄能器所需的先導(dǎo)控制油提供油源與45 MN鍛造液壓機相似由一個1.2m3、一臺德國Rexroth的A4VS0125變量泵和泵頭安全閥塊、5m精度的濾油器（賀德克）、蓄能器（賀德克）、壓力表和傳感器、獨立的過濾冷卻循環(huán)系統(tǒng)、油箱自動補油管路等組成。

7、輔助控制系統(tǒng)驅(qū)動控制移動工作臺、橫向移砧臺、上砧快換裝置主要有1臺A2F160斜軸式手動變量柱塞泵，驅(qū)動電機及液壓閥站組成。壓力油來自主泵中的其中一臺變量泵。工作臺與移砧裝置各具有相同的控制回路，由各種液壓閥體組成，并且兩組閥體集成于一個閥塊中。循環(huán)系統(tǒng)對系統(tǒng)油液進行加熱、冷卻、過濾的，向主泵提供壓力油由主油箱、充液罐、氣罐、兩臺循環(huán)及冷卻泵、循環(huán)閥站、加熱器、板式換熱器、兩套磁芯網(wǎng)式過濾器等組成。相似檢測與排污裝置主要檢測油溫、壓力、液位并進行控制、檢測、報警，排送泄露的油或水送至地面處理主要由壓力、溫度檢測控制裝置、電動、手動放氣裝置、副郵箱、倒油泵、排污泵、接油盤等組成。相似（3）全液式

8、鍛造操作機全液式鍛造操作機是配合主機完成鍛造過程的主要輔助設(shè)備，主要通過其機械手夾鉗所鍛鑄件，配合主機鍛造。全液式鍛造操作機主要有無軌和有軌兩種。目前，國內(nèi)尚無技術(shù)成熟的無軌鍛造操作機，主要依靠進口。國內(nèi)主要是有軌鍛造操作機。無軌鍛造操作機相對于有軌鍛造操作機具有占地面機小、操作靈活的特點。目前，無軌鍛造操作機是蘭州蘭石重工新技術(shù)有限公司技術(shù)攻關(guān)項目。不同型號的有軌鍛造操作機基本結(jié)構(gòu)是相同的，主要由機架、鉗桿、吊掛系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、供電供水拖鏈、行走軌道及電氣控制等12個部件組成，能完成六打動作：鉗口加緊松開、鉗桿平行升降及上下傾斜、鉗桿水平面移動、鉗桿正反旋轉(zhuǎn)、操作機行走等

9、動作。鍛造操作機的選型常根據(jù)快鍛液壓機的選型進行匹配，也可根據(jù)用戶的實際需求進行匹配。（4）砧庫用與存放待用的鍛造工具（上砧和下砧）的工作平臺。（5）送料回轉(zhuǎn)車送料回轉(zhuǎn)車是專門給操作機準確送料和使鍛件調(diào)頭的有軌小車。（6）地下式升降回轉(zhuǎn)臺地下式升降回轉(zhuǎn)臺一般設(shè)置在主機和操作機之間承接錠坯，并能通過旋轉(zhuǎn)使鍛件調(diào)頭。（7）電氣和計算機控制系統(tǒng)鍛造液壓機組動作復(fù)雜，結(jié)構(gòu)龐大，控制對象和監(jiān)測點較多，分布范圍廣且較為分散（分為地上、地下多個控制單元），故采用以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的通用工業(yè)現(xiàn)場控制總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由帶有網(wǎng)絡(luò)控制功能的可編程控制器、工業(yè)現(xiàn)場總線控制單元、工業(yè)控制計算機和工業(yè)監(jiān)控計算機聯(lián)網(wǎng)組成機組實

10、時控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。表3為16MN和45MN快段液壓機組電氣和計算機控制系統(tǒng)的基本組成及功能。表3.16MN和45MN快段液壓機組電氣和計算機控制系統(tǒng)基本組成及功能電氣和計算機控制系統(tǒng)組成基本功能備注16MN45MN電源控制系統(tǒng)為整個系統(tǒng)提供電源AC380V動力電源、AC220V控制電源、DC24V控制電源、12V、5V傳感電源，直流穩(wěn)壓電源采用德國Phoenix高精度一體化電源相同可編程(PLC)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)完成壓機、操作機的手動工作方式、各種輔機動作、故障報警與診斷、模擬顯示等任務(wù)，還要完成整個網(wǎng)絡(luò)的管理與協(xié)調(diào)以美國Modicon公司Quantum系列PLC為核心相同工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)確保從

11、單元層到現(xiàn)場層的集成通信整個機組自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以MB+連接，網(wǎng)絡(luò)模塊采用分布式Momentum系列相同工業(yè)計算機的（IPC）控制系統(tǒng)完成壓機的半自動、自動及與操作機聯(lián)動工作方式，對系統(tǒng)的壓力、位移、溫度的參數(shù)進行實時采集，并在顯示屏實時顯示計算機采集信息主要通過 Modbus接口傳遞相同人機對話操作系統(tǒng)用于操作機組的操作平臺及輔助系統(tǒng)操作平臺面板主要由手動操作柄、工作方式設(shè)定、輔助系統(tǒng)控制開關(guān)、急停開關(guān)及TFT觸摸屏等及部分組成相同主泵驅(qū)動系統(tǒng)完成壓機和輔助系統(tǒng)泵站電機的控制主泵電機采用美國A-B公司新產(chǎn)品智能馬達控制器（SMC plus)作為起動設(shè)備，采用6臺主泵電機（250kw)和1臺輔助

12、泵電機（55kw）共用一套SMC的啟動方案主泵電機采用10 KV高壓真空接觸器直接啟動；操作機主泵電機采用法國TE公司的軟控制器（ATS）作為起動設(shè)備，采用1臺主泵電機（220kw）和1臺主泵電機（160kw）共用一套SMC的啟動方案監(jiān)控系統(tǒng)（模擬顯示屏）具備聲光報警功能，在機組運行時，對機組進行監(jiān)控，便于維修人員分析、檢查、排除故障、是系統(tǒng)易于維修模擬顯示屏以液壓系統(tǒng)為原理圖，采用絲網(wǎng)印刷的控制簡圖，顯示所有電源信號、開關(guān)量狀態(tài)、模擬量幅值相同檢測系統(tǒng)該系統(tǒng)對機組的系統(tǒng)參數(shù)，如油溫、液位、主泵壓力、壓機行程位移、操作機大車行走、鉗桿旋轉(zhuǎn)角度等非電量參數(shù)，通過各種傳感器反饋給控制系統(tǒng)，由控制計

13、算機進行控制，通過TCP/IP與監(jiān)測計算機通訊，所有參數(shù)均能在TFT觸摸屏上以量化和圖形的方式動態(tài)顯示。工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)置在操作臺上，方便機組操作人員動態(tài)監(jiān)視壓機液壓站，電調(diào)鏡頭具有調(diào)焦功能，可清晰觀測各種儀表數(shù)值，準確反映現(xiàn)場工況。機組通訊系統(tǒng)設(shè)置無線對講機，方便操作人員與室外人員進行交流2、 快鍛液壓機組的主要參數(shù)（1）快鍛液壓機鍛造參數(shù)快鍛液壓機的鍛造參數(shù)如表4示：表4.快鍛液壓機鍛造參數(shù)序號項目壓機噸位(t)公稱壓力參數(shù)單位1常鍛次數(shù)800-20008-20MN43（回程量100mm）次/分2500-450025-45MN40（回程量100mm）2快段次數(shù)800-20006.3-16

14、MN90（回程量25mm）次/分2500-450016-30MN85（回程量25mm）3常鍛加壓速度800-20008-20MN95mm/s2500-450025-45MN914快鍛加壓速度800-20006.3-16MN115mm/s2500-450016-30MN1355空程下降速度800-2000350(可調(diào))mm/s2500-4500250(可調(diào))6回程速度800-2000350(可調(diào))mm/s2500-4500250(可調(diào))7移動工作臺速度0-300mm/s8移砧裝置速度0-300mm/s（2） 快段液壓機基本參數(shù) 快鍛液壓機的基本參數(shù)如表5示：表5.快鍛液壓機基本參數(shù)公稱壓力結(jié)構(gòu)形

15、式傳動方式及介質(zhì)工作液體壓力工作行程（mm）8MN整體框架雙柱下拉式油泵直接傳動介質(zhì)為液壓油31.5MPa100012.5MN120016MN140020MN160025MN預(yù)應(yīng)力雙柱斜置上壓式180031.5MN200045MN2200（3） 鍛造操作機基本參數(shù) 鍛造操作機的基本參數(shù)如表6示：表6 鍛造操作機基本參數(shù)噸位（t）形式公稱夾持重量（KN）夾持力矩（KN.M）夾持鍛件尺寸（mm）3全液壓有軌直移式3060120-520550120120-62010100200180-94016160320180-110020200400190-120030300800400/p>

16、0600-1600 （4）控制精度 快鍛液壓機鍛造尺寸控制精度為1mm；鍛造操作機鉗頭旋轉(zhuǎn)控制精度為1，操作機行走距離控制精度10mm，操作機鉗頭旋轉(zhuǎn)步進角度預(yù)選。3、 快鍛液壓機組的技術(shù)特性（1）壓機結(jié)構(gòu) （a）在結(jié)構(gòu)形式上，小型壓機（20MN以下）以雙柱下拉式為主，重心低、穩(wěn)定性好、管道短、液壓沖擊小。而中大型壓機（25MN以上）采用上推式，以減少活動部分管量、易于控制、節(jié)省能源。（b）在壓機整體放置時，小、中、大型壓機均采用斜置，即整個機架與壓機的中心線呈35斜置。從而，在兩立柱的前后左右形成較大的柱向凈空距，便于擺放移動工作臺和橫向移砧裝置，并還有以下優(yōu)點：對操作工有良好的可視性；對鍛

17、工有良好的操作性，空間大；對鍛造大的環(huán)形或鍛件有開闊的工藝尺寸空間；對放置和吊取工具工裝天車容易接近。（c）在橫向移砧裝置、上砧快換選裝置、砧庫和移動工作臺配合可隨時方便地換砧，提高鍛造頻率。（2） 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)是快鍛液壓機組的核心技術(shù)，目前不同型號的快鍛液壓機，其液壓傳動方式均為油泵直接傳動。在液壓控制方式上采用閥控方式。閥控方式中，油泵為定量泵和變量泵，采用比例閥組和伺服閥組控制系統(tǒng)流量、壓力，促進高壓大流量液壓系統(tǒng)工作平穩(wěn)，避免了較大的沖擊振動，而且系統(tǒng)發(fā)熱小，不致油溫過高而影響其性能，甚至影響生產(chǎn)，即使在炎熱的夏季也能保證液壓系統(tǒng)的正常運行。 （3）鍛造操作機 鍛造操作機采用帶固定

18、活塞桿和運動剛體的夾緊油缸驅(qū)動，克服了傳統(tǒng)活塞式移動夾緊缸存在的偏心載荷，及需設(shè)有一個導(dǎo)向來引導(dǎo)。沒有導(dǎo)向和摩擦，使夾緊的機械效率提高，油缸密封的使用壽命提高。 鉗桿提升回路由油缸、蓄能器組成具有垂直緩沖性能的“同步浮動”系統(tǒng)，使操作機能在壓機大壓下量的鍛造工序中平穩(wěn)工作，克服軸類鍛件的“香蕉彎”現(xiàn)象。 夾緊與旋轉(zhuǎn)回路采用比例溢流閥，由計算機控制工作壓力，使得加緊力，旋轉(zhuǎn)力矩可根據(jù)鍛件大小進行選擇。 行走驅(qū)動采用無間隙式傳動，提高傳動精度，并有效減少了反向傳動時的沖擊。 鉗桿的旋轉(zhuǎn)和操作機大車行走采用比例換向閥，由計算機控制，可實現(xiàn)無級調(diào)速。 總的來說，鍛造操作機具有夾持力矩大，動作靈活，控制準確，而且有側(cè)移及上下傾斜功能；并且其液壓系統(tǒng)可靠，能適應(yīng)多種工況的工藝要求，在計算機的控制下可實現(xiàn)自動操作與聯(lián)動操作。 （4）電氣和計算機控制系統(tǒng) 電氣和計算機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)功能及特點如下所述： （a）實現(xiàn)機組手動、半自動、自動、聯(lián)動及模仿的工作制度：手動狀態(tài)壓機和操作機分別手動控制；半自動狀態(tài)壓機與操作機分別手動控制，但壓機到下給定值時，能自動停在下給定值位置上；自動狀態(tài)壓機能按給定鍛造參數(shù)，自動鍛打一道次，在予置下一道次后，能連續(xù)自動鍛打，操作機手動控制；聯(lián)動狀態(tài)壓機與操作機聯(lián)動進行自動鍛造（分坯料單獨進給和旋轉(zhuǎn)復(fù)合進給）；模仿狀態(tài)直接調(diào)用自動或聯(lián)動時所