炸药压制液压机的设计与结构探讨.pdf

文章 编 号 1 6 7 2 0 1 21 2 0 1 1 0 3 0 01 6 0 3 炸 药 压 制 液压 机 的设 计 与 结构 探 讨 胡明杰 ，叶臻 ，刘飞 ，居 久培 扬州 捷迈锻 压 机械 有 限公 司 ，江 苏 扬州 2 2 5 1 2 7 摘 要 - 本 文基 于 炸 药压制 爆 炸机 理 ， 列举 了多种 炸 药压 制 液压 机 防爆 结构 及 功 能部 件 的典 型设 计 ， 并对 这 些典 型 的结构 型 式进 行 了阐述 及其 优缺 点分 析 。 在 总结 炸 药压 制液 压机 结构 设计 的基 础上， 提 出 了进 一步 改进 的 方 向和 措 施 。 关键 词 机械 制 造 ； 液压机 ； 结 构设 计 ； 压爆 机理 中图分 类号 T G3 1 5 ． 4 文献标 识码 B 1前 言 炸药 压装 工 艺不 仅在 军用 而且 在 民用 爆破 器 材 的制 备 上 也广 泛 应 用 ， 如 石 油 射孔 弹 、 平 炉射 孔 弹 、 各种 工程 爆破 用 的扩 爆药 柱等 。 从 统 计规 律上 看 ， 炸 药压 装爆 炸事 故 发生 率较 高 。炸 药压爆 机 理 可 以用 热点 学来 说 明 。 热点 学认 为 ， 在机 械作 用下 产 生 的热 量 来 不及 均匀 分 布到 整个 装药 上 ，而是 将 能量 集 中 到局 部个 别小 点 上 ，当这 些小 点 上 的温度 超 过炸 药 的爆 发点 时 ， 炸药 就在 这些 小 点处 开始 反应 ， 然 后 扩 散到 整个 压装 炸 药 ， 引起 整个压 装 炸药 的爆 炸 。 为 减 少或 杜绝 炸药 压 装过 程 中爆炸 事故 的发 生 ，在 深 入 了解 炸药 压爆 机 理 的基础 上 ， 从 炸 药压 制 的装 备 、 工 艺和 管理 上采 取 有效措 施 达 到防 患于未 然 的 目的 。 本文 重点 是 根据 炸药 压爆 机 理 ，在炸 药压 制装 备 液 压机 的结构 部分 进行 实用 性 的创 新 ，使 装 备 更 好地 满足 炸 药压 制 - V 艺要 求 ， 提高 防爆 性 能 。 2结 构 设 计 2 ． 1相 互 隔 离 的 压 制工 作 区域 和操 作 控 制 区 域设 计 炸药 从压 制 到退模 均 属 于危 险作业 ，为保 证 操 作 人 员及 设备 的安全 ，应 设计 有互 相 隔离 的压 制 工 作 区 域 和操 作 控 制 区域 图 1 ， 即 炸药 压 制 液 压 机 压 隔 炸 电 图 1 相互隔离的压 制工作 区域和操作控 制区域 1 ．液压控制系统2 ． 观察孔3 ． 电气控制系统4 ． 防爆 墙5 ． 炸药压制液压机6 ． 移动工作台7 ． 移动工作台 路轨8 ．移动工作台进出通道 控制 系统外 置 降低 了因爆 炸带 来 的损失 。 2 ． 2滑块 驱动 结构 2 ． 2 ． 1下 压 式 滑 块 驱 动 结 构 图 2 主油缸通 过 锁 紧螺母 安装 在上 横 梁上 ，滑块 在 主 油缸 的下方 ，主油 缸活 塞杆 通过 连 接螺 母 和滑 块 连接 在 一起 ，滑 块在 主油 缸 的驱 动下作 上 下往 复 运 图 2 下压式滑块结构液压机 1 ．液压管路2 ． 上横梁3 ． 主油缸4 ． 滑块5 ． 液 压控制系统6 ． 电气控制系统7 ．基础 动 。优点 结 构简 单 ， 技术 成熟 ， 控制 操 作方 便 ； 成本 较低 。缺 点 液压 管路 裸露 在机 身侧 面 ， 遇 到炸 药爆 炸容 易 引起火 灾或 二次 爆炸 。 2 ． 2 ． 2上 顶式 滑块 驱 动结构 图 3 图 3 上顶式滑块结构液压机 1 ． 防爆墙2 ． 液压控制系统3 ． 电气控制系统 4 ． 滑块5 ． 主油缸6 ．液压管路7 ．基础 主油 缸通 过锁 紧螺母 安 装在 下横 梁上 ，滑块 在 主油缸 的上方 ，主 油缸 活塞 杆通 过连 接螺 母 和滑 块 连 接在 一起 ，滑块 在主 油缸 的驱 动下 作上 下往 复 运 动 。优 点 液压 管路 排 布在基 础 内 ， 遇 到 炸药爆 炸 不 易引起 火灾 或二 次爆 炸 。缺 点 结 构 较为 复杂 ， 成 本 较 高 。 2 ． 3滑块 导 向结构 2 ． 3 ． 1四柱 导 向结构 普 通 四柱液 压机 的滑 块均 采用 导套 与 立柱 导 柱 配 合 并 用立 柱 导 柱 导 向 。其 特 点是 零 件 数 量 少 、 形状 简单 、 工 艺性 较好 。但 由于立 柱 导 柱 刚度 较 差 ， 承受偏 心 载荷 能力较 低 ， 在偏 心 载荷 下滑 块 与 底 座 工 作 台 产生 倾 斜 和 水平 位 移 ， 所 以滑 块 的运 动 精 度较 低 ， 同时 由于立 柱 导柱 导 向面磨 损 后 不 能 调整 ， 磨 损后修 复 比较 困难 ， 所 以滑块 的运动 精 度 越 来越 低 。 2 ． 3 ． 2滑块 复合 导 向结构 图 4 此 结构是 在 四柱 液压 机基 础上 在机 身 四角 加装 四个 立 柱 ，立 柱 与上 横梁 和底 座组 成 了一个 封 闭框 架结 构 ， 滑块 上下 往 复运动 由立 柱 和导 柱 同时 导 向。 优点 结 构能 承受 较大 偏心 载荷 ； 滑 块运 动精 度 高 。 2 ． 4 立 柱 导 向面 防护 1 普通 的 四柱式 炸药 压制 液压 机绝 大部 分 立 柱 导 向面没有 任何 保 护 ，仅一 小部 分有 相关 保 护措 施 ， 但 也 只 能做 到局 部 保 护 ， 不 能 进 行全 行 程 保 护 。 如遇 炸 药爆 炸 ， 会 直接 导致 立柱 导 向面损 伤 ， 从 而影 响液 压 机 的正常 使用 。 2 带 伸 缩 功 能 的 对 开 式 立 柱 防 爆 护 罩 图 5 有分 体移 动护 套 和分体 固定 护套 。分体 移动 护套 固 定于 滑块 的顶 部 ， 并 随滑块 同时上下 运动 ， 分 体 移动 A A A ．．． ． ． ． ．．L ． 1 X x局部放大 图4 滑块复合导向结构 1 ． 上横梁2 ． 导柱3 ． 立柱4 ． 滑块5 ． 底座6 ． 调整 导轨 E - 主 ● ’ k - 1 一 1 X1 ]I __ l 一 一 ． r_ 一 图5 带伸缩功能的对开式立柱防护罩 1 ．上横梁2 ．立柱3 ． 分体固定护套4 ． 分体移动 护套5 ． 滑块6 ． 防尘圈7 ． 密封圈8 ． 导向环 护套 与 立柱 导 向面配 合处 装有 导 向环 ，保证 分 体移 动 护套 随滑 块上 下运 动 时 ， 具有 足够 的导 向精 度 ， 防 止立 柱 拉伤 ， 此外 配合 处安 装有 防尘 圈 ， 防止灰 尘进 入 污染 立柱 导 向面 ；分体 固定 护套 固定 于上 横 梁底 部 ，分 体 固定护 套与 分体 移动 护套 配合 处通 过 密封 圈进 行 密封 。优 点 可 以全 行程 保护 立 柱导 向面 ， 在 发 生炸 药爆 炸时 ， 立柱 导 向面不 会受 到 损坏 ； 由于 防 爆 护套 是对 开式 结构 ， 安装 拆卸 方便 。 2 ． 5移动 工作 台结 构 常 规 的 移动 工 作 台 图 6 为一 体 式 结 构 ， 驱 动 装置 直接 安装 在移 动工 作 台体上 ， 遇 到炸 药爆 炸 时 ， 图6 常规移动工作台 1 ． 驱动装置2 ． 移动工作台体 整个 移动 工作 台包 括驱 动装 置 和控制 部分 都 可 废 ， 损 失较 大 。 具 有 防爆功 能 的分体 式柔 性联 接 的移 动 工 图 7 由三 部分 组 成 牵 引机 、 柔 性联 接 装 置 和 工 作 台体 。 牵 引机 是整 个移 动 系统 的动力 源 ， 防 罩 将整 个驱 动装 置及 控 制 系统完 全包 裹 ，传 动装 置 及 驱 动轮 安装 于牵 引机 的底 部 ，牵 引机 周边 都 焊接 有 保护 钢 板 ，这样 保证 了牵 引机 不会 因为炸 药 爆炸 而损坏 。移动 工作 台体 通过 柔性 联 接装 置 和牵 引机 相 联 。联 接装 置可 以有 效抵 消移 动 工作 台体 起 动或 停 止 时惯 性造 成 的 冲击 振 动 。优点 遇 到 炸药 爆 炸 时 ， 只会使 移 动工 作 台体受 到损 伤 ， 根据 损伤 程 度对 移动工 作 台体 进行 修 复和更 换 即可 ， 损失 较 小 ； 移 动 工作 台运 行过 程 平稳 。 】 2 3 4 x局部放大 图7 具有防爆功能的分体式柔性联接的移动工作台 1 ． 驱动装置2 ． 防爆护罩3 ． 柔性联接装置4 ． 移动 工作 台体5 ．减震垫 2 ． 6移 动工 作 台驱动 结构 2 ． 6 ． 1 两 轮驱 动结 构 见 图 6所 示 优 点 移 动工 作 台移动 距离 较长 。缺点 移 动工 作 台运 行 稳定 性较 差 ， 对路 轨 的水平 度要 求 较高 ， 否 则容 易 出现 打滑 现象 ， 造成 移动 困难 。 2 ． 6 ． 2 油缸 驱动 结构 图 8 图 8 油缸驱动的移动工作台 1 ．移动工作 台2 ．驱动油缸 优 点 移动 工作 台运 行稳 定性 较好 。缺点 移 动 工作 台移动 距离 较 短 ， 受 油缸 行程 的限制 。 2 ． 6 ． 3四轮 同步驱 动结 构 图 9 驱 动装 置 通 过 链 轮 和链 条 驱 动 第 一 组 滚 轮 转 动 ， 同时通 过链 轮 和链 条带 动第 二组 滚 轮转 动 ， 由于 链 轮 同步 转动 ，从 而保 证 了两组 滚 轮 的 同步转 优 点 移动 工作 台的通 过性 能大 大提 高 ； 降低 了 的水 平度 要求 ， 更 适用 于 恶劣环 境 ； 移 动工 作 台 S lZ - 稳 ； 移 动工作 台移动 距离 长 。 移 动工 作 台路 轨结 构 1 常规 的移 动工 作 台路 -* J r 为 整体 式结 构 ， 适 用 动工 作 台移 动距 离较 短 的场合 。当移 动工 作 台 较 长 时 ， 整体 式结 构焊 接后 容 易变 形 ， 安装 时 对 图9 四轮同步驱动的移动工作台 1 ． 第一组链轮2 ． 第二组链轮3 ．驱动装置 4 ．第一组滚轮5 ． 第二组滚轮 基础 的制作要 求 较高 ，否 则会 导致 移 动工 作 台在 移 动 过程 中 出现移 动 困难和 卡死 现象 。 2 柔性 联 接多 段组 合式 移动 工 作 台路轨 图 l 0 由若 干段 路 轨组 成 ， 每 两段 固定 路 轨 间通 过 浮动 路 轨互 相连 接 ，浮 动路轨 相对 于 固定 路轨 有 一个 上 下及 左 右微 量位 移 的空 间 。 优点 移 动工 作 台路轨 的 长 度不 受 限制 ； 降低 了安 装调 试难 度 。 1 2 1 2 图 l 0 柔性联接多段组合式移动工作台路轨 1 ． 固定路轨2 ． 浮动路轨3 ． 柔性联接装置 2 ． 8工作 台板 加热方 式 1 电加 热 具 有加 热温 度 高 、 加 热 温度 均匀 、 温 差 波动小 等 优点 。 主要用 于小 型 、 小 台面液 压机 。 2 蒸汽 加热 主要用 于 大型 、 大 台面液 压机 ， 应 用 范 围较 广 。 3结 束 语 现 有 炸药压 制 液压机 存 在几何 精 度 、 运动 精 度 、 速 度控 制精 度 、 模 具 配合 精度 和压 药 工艺 等 问题 ， 导 致 爆 炸事故 频 繁发 生 。 因此 ， 今 后还 将进 一 步加 大对 压 制工 艺 和液压 机 精度 的研 究 ，逐步 减 少和 杜绝 安 全 事故 的发 生 ， 同时 提高 液压 机 的生产 效 率 。 【 参考文献 】 [ 1 ] 刘光烈． 炸药压装爆炸事故剖析． 爆破器材， 1 9 9 4 ， 1 2 6 2 8 ． [ 2 ] 帅长红， 主编． 液压机设计、 制造新工艺新技术及质量检验标准 规范． 北京 北方工业出版社， 2 0 0 6 ． [ 3 】 天津锻压机床厂． 中小型液压机设计计算． 天津 天津人民出版 社 ． 1 9 7 7 ． [ 4 】 陈胜涛． 闭式框架机身压力机的滑块导向结构 【 J 1 ． 锻压机械， 1 9 9 2 ， 2 7 1 1 O l 6 ． [ 5 ] 李剑峰， 薛丽菲 ， 李 强．关于精整线卷取机的一些探讨．锻压装备 与制造技术． 2 0 0 9 ， 4 4 4 3 5 3 7 ． 文章编 号 1 6 7 2 01 2 1 2 01 1 0 3 0 0 1 9 - 0 2 3 6 ／ 4 2 M N 双 动 油 压 机 液 压 系统 大 修 解 决 方 案 李威 ，梅立 业 济 南铸 造锻 压机 械研 究所有 限公 司， 山东 济 南 2 5 0 0 2 2 摘 要 文章探 讨 了 3 6 ／ 4 2 MN油压 机在 大修 过程 中所遇 到 的 问题及 其 解决 方案 。 关键 词 机械 制 造 ； 油压机 ； 液 压 系统 ； 大修 中 图分类 号 T G3 1 5 ．4 * 6 文 献标 识码 B 1前 言 液 压机 的结 构 和用途 多种 多样 ，在结 构类 型 上 有 四柱 型 、 框 架 型 、 钢 丝缠 绕 型 、 下 拉型 、 卧式双 缸 对 挤压 型 和立 式单 缸挤 压 型等 等 ，它们基 本 上都 是 以 液压 泵 站为 动力 驱动 其做 功 的 。在 用途 上 又可 分 为 低 速高精 度 成型 压机 、快 速锻 造压 机 、挤 压成 型 压 机 、 单动 压机 和双 动压 机 等等 。 随着现 代液 压技 术 的 发展 和 现代 化生 产 的需求 ，还 会不 断 出现适 用 于 各 个 领 域 的 新 型 压 机 。 2设备 组成 及主 要技 术参 数 本压 机属 于双 动 成型 液压 机 ，其 主要技 术 参数 有 主滑 块 三缸 公称 力 3 6 MN 中缸 公称 力 2 0 MN， 回 程 力 4 MN， 压边 滑 块 公 称 力 0 ． 5 ～ 6 MN 无 级 可 调 ， 回程力 0 ． 7 5 MN ； 主 滑 块 工作 行 程 1 5 0 0 mm， 压 边 滑 块工 作 行 程 1 5 0 0 mm；工作 台面有 效 尺 寸 长 宽 4 5 0 0 mmx 3 0 0 0 mm， 地 面 以上 高 度 1 0 1 0 0 mm， 地 面 以 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 2 2 8 作者简介 李威 1 9 8 2 一 ， 女， 工程师， 从事液压传动与控制技术的 研发设计 下 深 度 6 2 0 0 mm； 主 系统 油 泵 2 5 0 S C Y1 4 1 B最 大 流 量 2 5 0 x 4 L ／ mi n ，最 大 压 力3 1 ． 5 MP a 实 际 使 用 2 4 ． 5 MP a ；液 压 垫 油 泵 1 6 0 MC Y1 4 1 B最 大 流 量 1 6 0 x 2 L ／ mi n，最 大 压 力 3 1 ． 5 MP a 实 际 使 用 压 力 2 4 ． 5 MP a ；设备 总重 量 4 8 5 t ，最 大不 可拆零 件 重量 6 4 ． 8 t 下 横 梁 。 3设 备 使 用 条 件 电力 系 统 电源 3 8 0 V， 5 0 Hz ；环 境 温 度 一 5 C～ 5 0 ℃； 工 作介 质 N 4 6抗磨 液 压油 ， 按 实 际用 量 加 入 ； 冷却 循环 管 式水 冷却 器独 立冷 却循 环 系统 。 4油压 机大 修主 要 问题及 解析 设备 主机 部分 由太 原机 器 厂生产 ，液压 系 统 由 济南 铸造 锻压 机械 研究 所提 供 ，设备 正 常使 用 十几 年 ， 设 备性 能及 工 艺要 求满 足用 户生 产需 求 。 因此 ， 3 6 ／ 4 2 MN双动板 油压 机 液压 系统 大修 将 不涉 及 主机结 构 更改 ； 不 涉及 液压 系统原 理更 改 ； 不 涉及 电 器 控 制 原理 、 电器 动 作 顺 序 、 电器 接线 方 式 的更 改 ； 也不 涉及 整体 布置 方式 的更 改 ； 不 涉及 阀块结 构 、 油 箱 结构 、 电器控 制 柜结构 的更 改 。 Re s e a r c h o n s t r u c t u r e a nd de s i g n o f e x pl o s i v e f o r mi n g hy dr a u l i c p r e s s