现代锻锤技术的发展与创新（二）

赫明机械

　　⑹.创新设计连缸梁内部结构；
　　早期的电液锤动力头从主操作阀到二级阀阀座是由一根无缝管相连，两端焊接。这根管在工作过程中受交变载荷，锤头回程时该管带载，锤头打击时该管卸荷，周而复始，所以对工况比较恶劣的锤就会出现管子破裂和焊缝开裂的现象。
' {. g7 N3 `, C# Q! x1 u1 c　　由于这根管在连缸梁的箱体内部，一旦失效，很难修复，即使修复也很难保证质量，所以它就成为一个较大隐患，也是影响动力头寿命的主要因素。为解决这个问题，我们将二级阀阀座直接移到主阀下面，去掉了这根焊接管，而缸体采用整体优质铸钢件，从而实现连缸梁内部的无管化连接，提高了电液锤关键零件的可靠性。
' I( d# P% S$ p& d% m  }( S8 {　　⑺.开发设计了大通径阀和二级阀；
　　随着大吨位电液锤开发设计，主缸下腔油环形面积越来越大，必须有配套通径的快放阀和主阀，才能保证大吨位锤的打击能量和打击频率。我们在原有的50型阀的基础上开发设计了配套的70型主阀和二级阀，后又开发80型主阀和二级阀。我们在1吨、2吨自由锻和模锻电液锤采用50型阀，在3吨自由锻和3吨、5吨模锻电液锤上采用70型阀，在5吨自由锻电液锤上采用80型阀。
8 @9 V* v# q2 \$ j7 t- u　　⑻.新型的防撞顶装置使保护更加安全可靠；
　　自由锻锤的锤头运动特点是快打、快提，锤头撞顶机率高，对缓冲缸的缓冲特性要求高。通过对早期的电液锤缓冲缸结构缺点分析，我们改进了设计，将缓冲缸和蓄能器的气腔连同，使其压力匹配，提高了防撞顶的可靠性。
3 K+ Z; r  W! p+ Y* G　　⑼.解决系统发热问题
2 N. u+ ~8 j1 o6 t6 ?  u1 A　　电液锤系统发热问题，也是一个很大的技术难题，它严重影响系统的密封性能和工作性能，对此，我们采取了以下措施，有效控制了系统发热问题。一是最大限度地减少系统液阻，合理选择油管通径，把流速控制在合理范围内，二是提高主阀和二级阀耐磨损能力，减少内卸，三是采用散热系数较高的板式换热器和较大流量的冷却泵，提高冷却速度和油的循环次数。
　　⑽.解决油路振动问题；
  h2 t1 b) y: o　　电液锤的油路振动问题，对系统的可靠运行也是一大危害。为此我们采用阻断震动源和缓冲振动波的方法，取得了很好效果。一是凡与主机连接的管道和与液压站连接的高压管道都采用弹性连接；二是在高压管道上增加缓冲蓄能器；三是压力表全部采用耐震压力表，表座用四根拉簧悬挂起来，连接管采用微型胶管连接。
- X. C; P6 E5 ~7 F4 J4 @　　二、全液压电液锤
: L6 O' A3 Z" B: Z0 ?, k* ~　　全液压电液锤是工作缸上下腔工作介质全部采用液压油，工作缸下腔始终接蓄能器通常压，液压控制系统单独对上腔控制。提锤时，控制打击阀使上腔接通油箱，即可实现。打击时，控制打击阀使上腔与下腔联通，此时上下腔油压相等但作用面积大小不一样，因而能实现差动打击。
. s$ r' S( R- |9 }( S　　从原理上可以看出，在打击过程中上下腔要同时进出油，双腔流动，因此油速受很大的限制，否则效率会很低，最好的解决方式是降低流速。一但速度下降，要保持打击能量不变的情况(E=1/2mv2)，锤头质量必须加大。而要保持较高的打击频次的话，必须降低行程。简单地说就是“大锤头、短行程”，因此全液压锤仅适用于模锻锤上，尤其适合程控的模锻锤上，而不适合对手动操作灵活性很强的自由锻上。这种理论，我们可以从国际上锻锤发展趋势得到验证。
6 K& w$ w, x; g) C/ i, E　　三、程控全液压模锻锤
, _7 D& S, [! @3 G/ Y9 b/ H　　1、原理：
* i+ M: O3 \' w2 K; t( }　　程控全液压模锻锤的基本原理是：采用油泵-蓄能器传动，油缸下腔通常压，液压系统对上腔进行单腔控制。上腔进油阀(亦称打击阀)打开，来自油泵、蓄能器以及通过差动回路引来的下腔的共三部分高压油进入上腔，实现锤头的加速向下和打击行程，上腔一旦卸压，锤头立即快速回程，打击能量以控制打击阀闭合时间的长短来实现。
2 ^/ i* g2 P5 m' {; t2 t　　2、基本结构
9 r. m: m* }, [; F8 @% O; o- r　　⑴.机身采取立柱与砧座为一体的“U”形机身。这种结构形式虽然给铸造、起重和机械加工带来一定的困难，但却有如下优点：a.增加了立柱的纵向、横向和倾覆刚度，确保了锤头的精确导向，有利于提高原材料的利用率；b.U形机身使二个立柱亦成为砧座重量的一部分，有利于整机重量的降低和打击效率的提高；c.U形实心铸造机身产生的打击噪音明显小于箱形和弓形立柱的机身。
　　⑵.导轨：国内蒸—空锻锤的梳形导轨有力臂短，无温度补偿的缺点。为了不使锤头因升温膨胀使导轨间隙减小而导致卡死，只好加大导轨的冷态间隙，这就是在蒸—空锻锤上难以进行精密模锻的原因。我公司开发的50KJ程控全液压锤采用“X“形导轨结构。由于锤头受热时呈径向辐射状膨胀，导向面呈对角线布置，就不会因锤头受热膨胀而减小导向间隙。我公司的程控锤加大了导板的宽度，X形导轨又有较长的力臂，这就会明显地减小偏击时作用在导轨面上的比压，有利于延长导板的使用寿命。
　　⑶.液压系统
　　a.液压系统采用油泵—蓄能器组合传动，主油缸下腔始终与蓄能器相通，为常压。液压系统仅控制上腔，它是通过对打击阀闭合时间的控制来实现打击能量的大小，打击阀是三级控制阀，先导阀是一个二位三通换向阀，系统对它的质量要求很高，既要有高频率而且重复精度要求较高，因此我们选用进口原装件；
9 p9 ^! t# u9 k# ]) I　　b.打击阀采用锥阀结构，与传统的滑阀相比，具有无磨损的优点，密封可靠性大大提高；
: B4 V0 V7 `: E$ l: G) L+ |! @　　c.油箱采用顶置式结构，内部油路封闭在主阀块上，这样的结构使得液压系统实现了集成化，与油箱采用旁置式结构相比，管道系统长度大大缩短，能量损失降低1倍以上，另外通过集成化，油路连接实现了无管化连接，增加了连接的可靠性；
2 h6 N8 U, ?" a; V　　d.液压系统中在蓄能器与下腔之间设置了安全阀，一旦锤杆从中间断裂，马上将下腔油与蓄能器切断，从而提高了使用的安全性。
　　⑷.减振系统采用德国(青岛)隔而固技术，从而隔离了锻锤在打击过程中产生的振动。
　　⑸.程控系统是根据锻件需求程序控制打击能量和打击次数，我公司的程控全液压锤采用OMRON中型C200HS可编程序控制器，并配以数字输入输出模块，用以在控制面板上设定打击能量。在保护系统采用四路模拟量输入。电动机采用预埋温度传感器方法，采集温度数据以供PLC分析，油温用插入式传感器采集油温变化，用以全过程PID(循环控制)调节。
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