锻造操作机液压控制系统设计.pdf

文章 编号 1 6 7 2 一 叭 2 1 2 0 1 3 0 3 0 0 4 4 0 2 锻 造 操 作 机 液 压 控 制 系统 设 计 牛勇 。张 营杰 ，范 玉林 。卫凌 云 中国重 型机械 研 究院股 份公 司 金属 挤压／ 锻 造装 备 技术 国家 重点 实验 室 ， 陕西 西安 71 0 0 3 2 摘要 锻 造操 作机 是重 大装备 制 造 的关键 设备 。本 文分 析 了 1 0 0 0 k N ／ 2 5 0 0 k N i n锻 造操 作 机工 艺 参数 要 求 ， 在 此基础 上设 计 了液压 控制 系统 ， 并讨论 了该 系统 的技术特 点 。 关键 词 机械 制造 ； 锻 造 操作 机 ； 液压控 制 系统 ； 设 计 中图分类 号 T G3 1 5 文献 标识 码 A 0 引 言 随着 国民经济 的高 速发 展 ，交 通 运输 、船 舶 动 力 、电力 电器 和机 械制 造等 行业对 大 型 自由锻 件 的 质量 提 出 了更 高要 求 。锻造 操作 机是 锻件 精确 制造 的基 本装 备之 一 ，与 自由锻 造压 机配 合进 行锻 造作 业 能极大 提 高锻造 生产 效率 和锻件 制 造质 量 ，降低 制造 成本 。 在现代 化 的锻造 车 间 ， 尤其 在 大型 自由锻 造 液压机 上 ， 配备 锻造操 作 机 已是 必不 可少 ， 而 且 锻 造压 机机 组设 备 中配备 双锻 造操 作机 已逐 步成 为 一 个 新 的发 展 趋 势 。 锻造 操作 机运 行速 度 、控制 精度 是保 证锻 件 质 量 的重要 指标 ， 而 大 中型锻 造操作 机 的大 负载 、 大 流 量 对液压 控制 系统 设计 带来 了很 大 困难 ，因此 液 压 控 制系统 设计 是锻 造操 作机 设计 的关 键之 一 。本 文 分 析 了 l O 0 0 k N ／ 1 2 5 k N m锻 造操 作 机液 压 控制 系统 要 求 ， 在 此基 础上 设计 了该 操作 机液 压控 制 系统 ， 并 讨论 了该 系统 的技 术先 进性 和 可靠性 。 1 1 0 0 0 k N ／ 1 2 5 k N i n锻 造 操作机 快锻 技术 参数 锻 造 操作 机 本 体 包括 夹 持装 置 、吊挂装 置 、 车 体 、 车 轮装 置和行 走 装置等 。 在液压 控 制系统 的驱动 下 完 成大 车 行走 ， 钳 口夹 持 松 开 ， 钳 杆上 升 下 降 、 上 倾 下倾 、 左 右平移 摆 动动作 。 大 型锻造 操作 机 吊挂装 置 主 要 有 两 种 常 见 的 结 构 形 式 ， 1 0 0 0 k N／ 1 2 5 k N m 锻造操 作 机采用 图 1所示 的平 行连 杆式 ，本 文 根据 设 计 了液压 控制 系统 。 i n锻造 操作机液压 控制 系统设 计 专项 0 4专项 资助项目 2 0 1 0 Z X 0 4 1 3 - 0 2 1 ， 男， 博士， 工程师， 从事锻压设备与工艺技 前部吊臂 前转臂平升缸 图1 平行连杆式锻造操作机吊挂装置 杆 臂 g-1 1 0 0 0 k N／ 1 2 5 k N m锻 造操 作机 技 术要 求 项 目 参 数 最 大夹持力／ k N 1 0 0 0 最大夹持力矩／k N m 2 5 0 0 钳杆提升高度／ m m 3 6 0 0 钳杆上下倾 角， o 向上 6 。 ， 向下 9 。 行 走定位精度／ ra m 5 旋转定位精度／ 。 1 。 1 0 0 0 k N／ 1 2 5 k N 1 1 3 锻 造 操 作 机 液压 控 制 系统 包 括 夹 紧控 制 系统 、 旋 转 控 制 系统 、 升 降控 制 系 统 、 倾 斜 控制 系统 和行 走控 制系 统等 ，各 控制 系统 单独 控 制 ， 互不 影 响 。 2 ． 1夹 紧控 制系统 夹 紧控 制 系统 的主要 功 能 是 完 成钳 口的 夹 紧 、 夹紧保 压 和松 开 ，为 了缓 冲锻 造作 业 时钳 口被 动受 力 ， 系统 设 有溢 流 阀 ； 夹 紧缸 进排 液 采 用 比例 阀 ， 加 紧 和松开 速度 方便 调节 ；加 紧缸 大腔 连接 比例 溢 流 阀 ， 夹紧 力调 节方 便 ， 如 图 2所示 。 2 ． 2旋转 控制 系统 旋 转 控 制 系统 的 主要 功 能是 完 成 钳 口的旋 转 ， 为 了缓 冲锻 造作业 时的被 动受力 ， 系统设 有溢 流 阀 ； 旋 转 马 达 进 液 采 用 比 例 阀 ， 旋 转速 度 调 节 方 便 ， 如 图 3所 示 。 2 ． 3升 降控制 系统 升 降 控 制 系 统 的 主 要 ．r3 j 能 是 完 成 钳 杆 的升 降 ， 为 了缓 冲锻 造 作 业 时钳 杆 被 动受 力 ， 系 统设 有 溢 流 阀 ； 为 了 满 足 锻 造 作 业 时 快 速 回 弹 的 需 要 ， 系 统 设 有 蓄 能 器 和 方 向 阀组 成 的快 速 回弹 系 统 ； 平 升 缸 进 液选 用 比例 阀 ， 平 升 速度 调 节 方便 ， 如 图 4所 示 。 2 ． 4 倾 斜 控制 系统 倾 斜 控 制 系 统 的 主 要 功 能 是 完 成 钳 杆 的倾 斜 ， 为 了缓 冲锻造 作 业 时钳 杆 被 动受 力 ， 系 统设 有 溢 流 阀 ； 倾 斜 缸 进 排 液 选 用 比例 阀 ， 倾 斜 速度 调 节 方便 ， 如 图 5所 示 。 2 ． 5 行 走 控制 系统 行 走 控 制 系 统 的 主 要 功 能 是 完 成 操 作 机 的行 走 ， 为 了缓 冲锻 造作 业 时 被动 受 力 ， 系 统设 有 溢 流 阀 ； 行 走 马 达 进 排 液 选 用 比 例 阀 ， 行 走 调 节 方 便 ， 如 图 6 所 示 。 前 行走 和后 行走 图 2 夹紧控制系统 图3 旋转控制系统 控 制 系统 之 间设有 隔 离 阀 ，可 以实现 反 向制 动 和间 隙 消除 ， 保证 行走 控制 精度 。 3液压 控制 系统 的技 术特 点 锻造 操作 机使 用性 能 和可靠 性直 接 由液 压控 制 系统水 平 决定 ， 为保 证操 作机 精 确性 、 安 全性 和可 靠 性 ， 在 系统 设计 时采 取 了如下 措施 1 采用 比例 换 向 阀实现 动作控 制 ， 保证 各 动作 的控 制精 度 。 2 前 后行 走控 制 系统之 间设 有 隔离 阀 ， 可 以实 现 反 向制 动和 间隙 消除 ， 保 证 行走 控制 精度 。 接 图 4 升降控制系统 3 通 过 溢 流 阀 和 蓄能器 缓 冲锻造 作 业 时锻造 压机 对操 作 机 的作 用 力 ， 保 证 设 备 安 全 。 4 对 操 作 机 各 动 作 分 开控 制 ， 提 高 系 统 的可靠 性 。 4小 结 本 文对 1 0 0 0 k N ／ 1 2 5 k N m 锻 造 操 作 机 液 压控制 系统要求作 了分 析 ， 在此基础上 设 计 了该操作 机液压 控制 系统 ， 讨 论 了该 系 统 技 术 先 进 性 和 可 靠 性 。期待对业 界 同 仁提供 参考和帮 助。 图5 钳杆倾斜控制系统 文章编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 01 3 0 3 0 0 4 6 0 3 多工位 液压 机 及 其 自动化 送 料 生产 线 的研 发 崖 华青 ， 合 肥合锻 机床 股份 有 限公 司 张星 技术 中心 ， 安徽 合 肥 2 3 0 6 01 摘 要 提 出 了研发 自动化送 料 多工位 压制 液压机 的必要 性 ， 确 定并 详细 叙述 了多工位液 压机 及其 自动化 送 料 的设 计方案 。 该产 品的研发 成功 ， 大 大提 高 了液压机 的生产效 率 ， 降低 了生产 成本 ， 得 到 国 内外广 大客 户 的 认 可 。 关键 词 机械 设 计 ； 液压 机 ； 多工 位 ；自动 化送 料 中 图 分 类 号 T G 3 1 5 ． 4 文 献 标 识 码 A 0前 言 自动化 上下料 液压 机 的研究 是 目前 国 内外 液 压 机 设计 制造 的一 大 主流 。 由于 液压 机一 直受 能耗 、 生 产 效率 、 安全 等方 面 的限制 ， 国内液压 机制 造 商一 直 不 能实 现 突破 ， 在 高端 液压 机制 造 中 ， 国外 技术 和装 备 生产 线处 于严 格 的保 密状 态 ，生产 厂 家 以高 昂 的 价格销 售 和对外 垄 断 。 自动化送 料 的多 工位 液压 机 的技术 优势 是 产 品从 料 片经传 输带 传输 到压 机 ， 经 机器人 精确 放入第 一 工位 即空 工位 ，再 经过 压机 上 冲孑 L 、 压边 、 切边 、 成形 等工 序 ， 产 品完 成 。产 品从 料 带到成 品全 部 为 自动化传 输 ， 生产效 率成 倍 提高 ， 原 收稿 日期 2 0 1 2 0 8 1 0 作者简介 崖华青 1 9 7 4 一 ， 女， 硕士， 工程师， 从事液压机研发设计 来需 要 多 台液 压机 才能 实现 的产 品压 制 ，现在 只需 一 台液压 机加 上 自动化线 即可完成 ，前 期 投人 大 大 减 少 。 由于该项 技术 需要 在 多工位成 形 的 同时 ，解决 成形 时不 同工 位压 制产 生 的偏载 问题 ，因而对 设备 和模 具设 计方 面都 有特 定要 求 。 目前 自动 化 多工 位 装备 生 产线制 造技 术被 几家 国外公 司垄断 ，设 备 十 分 昂贵 。 基 于 目前 国 内市场 的实际需 求 ， 合肥 锻压 根 据需 要 ， 开发研 制 了 自动化 多工位 系列 液压 机 ， 专 门 用 于各 种零件 的 自动化 生产 。该 机各 项技 术参 数 均 已达到 国 际先 进水 平 ，远远 超过 国内 同行 业 技术 水 平 。 该 产 品 的研 发成 功 ， 改 变 了我 国 目前 落后 的产 品 生 产工 艺 ， 对 我 国生产 制造 业具有 极其 重要 的意义 。 【 参考 文献 】 [ 4 】姚保 森． 我国 锻造液压机的 现状与发展． 锻压 装备与 制造技术， 『 1 1 余发国， 高峰， 郭为忠， 等．锻造操作机的回顾与展望． 机械设计 2 0 0 5 ， 4 0 3 2 8 3 O ． 与研究， 2 0 0 7 专刊， 1 2 1 5 ． 【 5 ] 张营杰， 卫凌云， 牛勇， 等．锻造操作机发展现状与研究方向． 锻 [ 2 】 高峰， 郭为忠， 宋清玉， 等． 重型制造装备国内外研究与发展． 机 压装备与制造技术， 2 0 1 2 ， 4 7 2 1 1 - 1 3 ． 械工程学报， 2 0 1 0 ， 4 6 1 9 ， 9 2 ～ 1 0 7 ． 【 6 ] 高俊峰． 我国快锻液压机的发展与现状． 锻压技术， 2 0 0 8 ， 6 1 - [ 3 ] 蔡墉 ． 我国 自由锻液压机和大型锻件生 产的发展历程 ． 大型铸 5 ． 锻件 ， 2 0 0 7 ， 1 3 7 4 4 ． De s i g n o f h yd r a ul i c s y s t e m f o r f o r g i ng ma ni p ul a t or N I U Y o n g ， Z H A N G Y i n g j i e ， F A N Y u l i n ， WE I L i n g y u n e n t ， C h i n a Na t i o n a l He a v y Ma c h i n e r y 2 ， S h a n x i C h i n a u f a e t u r i n g i mp o r t a n t e q u i p me n t i n p o we r ， wa r 1 0 0 0 k N／ 2 5 0 0 k Nm f o r g i n g ma n i p u l a t o r h a v e s i g n e d a n d t h e t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s h a v e c e me n t ； Re l i a b i l i t y