不銹鋼管擠壓機有多種類型,有機械擠壓機和液壓擠壓機(液壓擠壓機又有水壓和油壓之分);立式擠壓機和臥式擠壓機,一般機械擠壓機以立式居多,而液壓擠壓機則以臥式居多;此外還有三柱式擠壓機和四柱式擠壓機之分,一般老式擠壓機有不少是三柱式的,而三柱式擠壓機又有正三角“Δ”和倒三角“V”布置之分,現代擠壓機都已普遍采用四柱式。原上鋼五廠的40MN(4000t)擠壓機是二柱式擠壓機,但由于二柱式擠壓機擠壓時的擠壓中心線調整要求與兩根張力柱的中心線在同一個平面內。否則,任何原因所引起擠壓中心線的偏離,都將導致不銹鋼管和空心型材擠壓時的壁厚不均。因此,二柱式臥式擠壓機不適合擠壓不銹鋼管(guan)和空心異形材,只能用于擠壓實心的棒材和型材。


 目前(qian),廣泛使(shi)用(yong)的(de)(de)四柱(zhu)式臥式擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)一般為500~6000t級(ji),并有(you)向(xiang)大噸位擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)發展的(de)(de)趨勢,10000t級(ji)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)已在不少國家(jia)使(shi)用(yong)。美國的(de)(de)空軍部門于(yu)20世紀中就(jiu)(jiu)已建成了6臺(tai)(tai)12000t級(ji)的(de)(de)大型擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji),3臺(tai)(tai)用(yong)于(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)鋁合金(jin),3臺(tai)(tai)用(yong)于(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)鋼及難熔合金(jin),柯(ke)蒂斯(si)·萊特公司建成的(de)(de)一臺(tai)(tai)120MN(12000t)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji),就(jiu)(jiu)是其中擠(ji)壓(ya)(ya)鋼材的(de)(de)一臺(tai)(tai)。


 表8-29中(zhong)所列是(shi)國外一(yi)些(xie)擠壓機(ji)的結(jie)構(gou)及使(shi)用(yong)情(qing)況,可以看出,臥式液壓擠壓機(ji)中(zhong),四(si)柱(zhu)式使(shi)用(yong)得比較普遍,且擠壓機(ji)上都具有內置式穿孔系統的結(jie)構(gou),同時(shi)可以生產不銹鋼(gang)管、棒、型(xing)材。



表8-30為英(ying)國菲爾汀設(she)計公(gong)司于1973年后設(she)計制造(zao)投產的兩臺臥式管型(xing)材擠壓(ya)機的主要技術性能。


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  四(si)柱(zhu)臥(wo)式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)如圖8-29所示,可(ke)以看出,四(si)柱(zhu)式、臥(wo)式并設有(you)內置式獨(du)立的穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)系(xi)統的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji),由前橫(heng)梁(liang)、后(hou)橫(heng)梁(liang)、主(zhu)柱(zhu)塞活動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)梁(liang)和穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)柱(zhu)塞活動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)梁(liang)等部(bu)分組(zu)成(cheng)(cheng)。后(hou)橫(heng)梁(liang)固定在基(ji)礎上,前橫(heng)梁(liang)則(ze)通過(guo)滑(hua)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)軸承或滑(hua)軌(gui)可(ke)以隨(sui)著擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力的大小前后(hou)浮動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)。前后(hou)橫(heng)梁(liang)通過(guo)4根張力柱(zhu)連結在一起形成(cheng)(cheng)剛性(xing)框(kuang)架結構。主(zhu)柱(zhu)塞動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)梁(liang)由主(zhu)缸和回程缸帶動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong),穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)梁(liang)由穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)缸和回程缸帶動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong),按(an)照(zhao)工藝程序在基(ji)礎滑(hua)道(dao)(dao)上移(yi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿固定在主(zhu)柱(zhu)塞上,而(er)芯棒系(xi)統固定在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)梁(liang)上。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒則(ze)由擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒移(yi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)缸帶動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong),并鎖緊和松開。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)所有(you)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)梁(liang)的前后(hou)移(yi)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)都可(ke)以在基(ji)礎滑(hua)道(dao)(dao)上自如的進行。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)同時還設有(you)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)中(zhong)心線的調整機(ji)(ji)構,以確(que)保設備(bei)磨損時不(bu)致影響到擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的中(zhong)心線,保證擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)產品的質(zhi)量。


圖 29.jpg


  液壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)管(guan)型(xing)材(cai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)(shi)制造成(cheng)(cheng)臥式(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji),其(qi)噸(dun)位(wei)可以(yi)在(zai)600~33000噸(dun),供給擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)作(zuo)為動力源(yuan)的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)水的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)壓(ya)(ya)(ya)力都(dou)在(zai)24~32MPa.一(yi)臺具有(you)(you)單擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒和帶有(you)(you)雙(shuang)工位(wei)的(de)(de)(de)(de)旋轉式(shi)或抽屜式(shi)模架的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji),其(qi)裝(zhuang)入空心坯料(liao)、清(qing)除擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)余(yu)料(liao)、清(qing)理擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內襯以(yi)及其(qi)他方面的(de)(de)(de)(de)所有(you)(you)輔助(zhu)工序(xu)都(dou)在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)中心線上完成(cheng)(cheng),且不(bu)是(shi)(shi)在(zai)主要工序(xu)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間內同(tong)時(shi)完成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de),結構上不(bu)是(shi)(shi)屬于先進的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji),其(qi)生(sheng)產能力每(mei)小(xiao)時(shi)可以(yi)達到60~80次(圖8-30).而(er)高(gao)生(sheng)產率的(de)(de)(de)(de)現代化管(guan)型(xing)材(cai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)配置有(you)(you)在(zai)旋轉框架內的(de)(de)(de)(de)兩個(ge)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒,使大部分輔助(zhu)工序(xu)與主要工序(xu)同(tong)時(shi)完成(cheng)(cheng),使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產能力提高(gao)到每(mei)小(xiao)時(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)100~120次(圖8-30)。


  美國 Lone Star 鋼(gang)廠的55MN(5500t)臥式(shi)鋼(gang)管(guan)(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)機是(shi)由 Mannesmann-Meer提(ti)供技(ji)術和Fielding公司共同設計制造的。該擠(ji)(ji)壓(ya)機采用(yong)了雙(shuang)工位(wei),能(neng)軸向移動和轉動的擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)座上安置2個(ge)坯料擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong),用(yong)安裝在(zai)雙(shuang)工位(wei)旋轉模架上的2只(zhi)模子生產石油管(guan)(guan)和不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)產品。5500t臥式(shi)鋼(gang)管(guan)(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)機的主(zhu)要性能(neng)如下:

圖 30.jpg

擠壓機公稱壓力                             5500t

總(zong)擠壓(ya)力等級                               5500t,4000t,1500t

擠壓力等級(當扣除回程(cheng)力時(shi))      4950t,3150t


 該擠(ji)壓機配備有不(bu)銹鋼(gang)管擠(ji)壓次數(shu)的自動計數(shu)器(qi)。


 近代(dai)所有(you)的(de)(de)快速水(shui)力(li)(li)(li)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)都配備有(you)一(yi)個高壓(ya)(ya)(ya)水(shui)蓄力(li)(li)(li)器。就像(xiang)自由鍛造壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)一(yi)樣,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)具(ju)有(you)幾(ji)級不(bu)同的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)。如20世紀50年(nian)代(dai)末(mo)期(qi)建成(cheng)的(de)(de)一(yi)些鋼管和(he)型鋼擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),不(bu)再采用(yong)(yong)一(yi)個單(dan)獨的(de)(de)3000t水(shui)壓(ya)(ya)(ya)缸(只(zhi)能用(yong)(yong)減小(xiao)蓄力(li)(li)(li)器中壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)辦法來變(bian)換(huan)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)),而改用(yong)(yong)一(yi)種可以在500~3000t,按6個不(bu)同等級來變(bian)換(huan)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。這(zhe)樣就使(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)應用(yong)(yong)范(fan)圍擴(kuo)大(da)很多。


 擠(ji)壓筒對于模子的(de)位置固定不變,這就(jiu)要求送(song)錠器(qi)具有(you)不同(tong)的(de)長(chang)(chang)度(du)(du),以(yi)適(shi)應坯(pi)料在較長(chang)(chang)的(de)范(fan)圍(wei)內變化,通常送(song)錠器(qi)被設計(ji)成1號和(he)2號兩部分,在自動操作(zuo)中(zhong),當(dang)擠(ji)壓桿將坯(pi)料推進擠(ji)壓筒一定長(chang)(chang)度(du)(du)時(shi),1號送(song)錠器(qi)自動退(tui)出(chu),2號送(song)錠器(qi)繼續送(song)坯(pi)料進擠(ji)壓筒,直至(zhi)擠(ji)壓筒的(de)端面位置。此(ci)外,為了節省時(shi)間和(he)高壓水,要盡可能地縮短行程(cheng)長(chang)(chang)度(du)(du)。


 在(zai)不銹鋼管和型鋼擠壓(ya)(ya)機上,目前尚不能(neng)在(zai)同一(yi)個(ge)過(guo)程中、在(zai)同一(yi)臺擠壓(ya)(ya)機上進行(xing)擠壓(ya)(ya)和穿(chuan)孔兩個(ge)工序。這是因為(wei)在(zai)長鋼坯穿(chuan)孔之后,要保持玻(bo)璃潤滑劑薄膜是困難的。因此,當(dang)空心坯進行(xing)擠壓(ya)(ya)時,移動(dong)穿(chuan)孔芯棒所(suo)需(xu)要的壓(ya)(ya)力就(jiu)(jiu)比較(jiao)小了。這樣在(zai)主柱塞(sai)中所(suo)裝設的穿(chuan)孔芯棒移動(dong)裝置做成內置式的穿(chuan)孔裝置就(jiu)(jiu)能(neng)夠滿足(zu)工藝要求(qiu)了。


 在(zai)具有多級(ji)壓(ya)力的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)上,也可以(yi)利(li)用(yong)一個(ge)(ge)裝(zhuang)置在(zai)外面的(de)水(shui)壓(ya)缸,借助這(zhe)個(ge)(ge)水(shui)壓(ya)缸可以(yi)用(yong)來移動或固定(ding)芯棒,或者作為一個(ge)(ge)獨(du)立的(de)穿孔裝(zhuang)置,成為外置式的(de)穿孔裝(zhuang)置。并且(qie),這(zhe)個(ge)(ge)水(shui)壓(ya)缸往(wang)往(wang)可以(yi)加(jia)到(dao)主水(shui)壓(ya)缸的(de)任何一個(ge)(ge)組(zu)合(he)中(zhong),形成多級(ji)壓(ya)力的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)。


 近代(dai)的擠壓機(ji),由于(yu)極高的擠壓速(su)度(du)和空程(cheng)速(su)度(du),因而(er)要求(qiu)采(cai)用(yong)特殊的措施(shi)來進(jin)行(xing)安裝。對于(yu)低速(su)工作的擠壓機(ji)來說,主(zhu)液(ye)壓缸可以安裝在(zai)地腳板上,而(er)地腳板再固(gu)定(ding)在(zai)基(ji)礎上。而(er)對于(yu)高速(su)工作的擠壓機(ji),基(ji)礎就必須能承(cheng)受沖(chong)擊負荷。


 為(wei)了避免沖擊,必(bi)(bi)須將(jiang)擠(ji)壓(ya)機(ji)的前(qian)梁(liang)安裝在活動的地(di)腳(jiao)板上,擠(ji)壓(ya)時,前(qian)梁(liang)通(tong)過滑動軸承可以隨著擠(ji)壓(ya)力(li)(li)的大(da)小,在軌(gui)道上前(qian)后浮(fu)動。因此在操縱閥和擠(ji)壓(ya)機(ji)之間的所有高壓(ya)管道都必(bi)(bi)然要(yao)適(shi)應擠(ji)壓(ya)機(ji)前(qian)梁(liang)在擠(ji)壓(ya)過程中隨著擠(ji)壓(ya)力(li)(li)的變化前(qian)后浮(fu)動。


 為了提(ti)高擠(ji)壓(ya)機(ji)的生產能力,擠(ji)壓(ya)機(ji)的很多動作以及輔助設備的工作周期應該實現自動化(hua)或(huo)半(ban)自動化(hua)操作。只有當一(yi)些動作相(xiang)互交叉地(di)進行,才(cai)有可(ke)能縮短擠(ji)壓(ya)機(ji)的工作周期。因(yin)此(ci),需(xu)要特(te)別注意使擠(ji)壓(ya)機(ji)的各(ge)個相(xiang)關部分在擠(ji)壓(ya)過程(cheng)中所處的位(wei)置(zhi),不(bu)致被(bei)隨后的動作所干擾。在半(ban)自動化(hua)或(huo)自動化(hua)操作的情況(kuang)下(xia),必須(xu)有轉換為手動或(huo)者按(an)鈕操作的可(ke)能性(譬如(ru)在進行擠(ji)壓(ya)機(ji)調整或(huo)空載行程(cheng)時)。


 當擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)要達到60~80根/h的(de)(de)生產(chan)率(lv),在(zai)坯料和擠(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)運送當中就(jiu)不能(neng)有(you)停(ting)歇(xie)時(shi)間。同(tong)時(shi),裝(zhuang)料器(qi)退(tui)出(chu)的(de)(de)速度(du)也(ye)不能(neng)慢。在(zai)這樣(yang)高的(de)(de)生產(chan)效率(lv)的(de)(de)情況下(xia),裝(zhuang)料器(qi)必須(xu)在(zai)裝(zhuang)有(you)主缸的(de)(de)后橫(heng)梁向前運動的(de)(de)時(shi)候就(jiu)迅(xun)速地退(tui)出(chu)。擠(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)收集裝(zhuang)置必須(xu)在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)余料被推(tui)出(chu)后,將其收集起來,并且將壓(ya)(ya)余連同(tong)擠(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)一(yi)起送到一(yi)個墊(dian)片分離裝(zhuang)置上,將擠(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)同(tong)壓(ya)(ya)余分離開。此后,擠(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)便(bian)自(zi)動地進(jin)(jin)入一(yi)個冷卻系統進(jin)(jin)行冷卻,然后再送回(hui)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)繼(ji)續使用。


 在(zai)擠壓(ya)車間里,由(you)于(yu)玻璃潤滑(hua)劑粉末的(de)沉積,往(wang)往(wang)會造成機械的(de)一(yi)些滑(hua)動部(bu)件在(zai)擠壓(ya)時(shi)很快地磨損。因此(ci),防護不(bu)便(bian)或不(bu)夠的(de)部(bu)件都(dou)采用特殊的(de)材料(liao)來制(zhi)作,這(zhe)些材料(liao)不(bu)是同(tong)玻璃不(bu)起作用就是易于(yu)清(qing)除(chu)殘留在(zai)上面的(de)玻璃。而對于(yu)像主柱塞(sai)或其他(ta)運動部(bu)件上不(bu)可(ke)(ke)能這(zhe)樣(yang)做(zuo)時(shi),就用可(ke)(ke)移動的(de)或固(gu)定的(de)罩子或可(ke)(ke)伸縮的(de)軟(ruan)性(xing)的(de)折(zhe)疊物(俗稱手(shou)風琴(qin))遮蓋起來,并且加(jia)以密封,防止玻璃粉末進入。


 此外,適當的(de)壓(ya)力(li)潤滑(hua)也(ye)可以使一些部件免受玻璃(li)粉沉積的(de)影響。


根據德國工廠的(de)(de)(de)(de)經驗,對于擠(ji)壓速度(du)的(de)(de)(de)(de)要求是在設計壓力(li)達到(dao)80%~90%的(de)(de)(de)(de)時候(hou),就應該能(neng)夠得到(dao)所要求的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓速度(du)。因此,建議采用以下的(de)(de)(de)(de)關系式來確定建立水(shui)泵房時的(de)(de)(de)(de)高壓水(shui)效率:


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 有(you)些擠壓機,這個效率(lv)(lv)僅(jin)僅(jin)只有(you)在40%~60%的(de)范圍內操作,有(you)時還(huan)要低(di)(di)一些。幾乎在所有(you)的(de)情況下(xia),此效率(lv)(lv)低(di)(di)的(de)原(yuan)因都是(shi)由于(yu)水力系統的(de)結構不良(liang),而由于(yu)擠壓機使用不好的(de)僅(jin)僅(jin)只有(you)小部分。


 至(zhi)今(jin)擠壓(ya)機(ji)絕大部(bu)分(fen)都(dou)還是(shi)采用水(shui)來(lai)傳動。當要求在一個短時間內具有很(hen)(hen)高的(de)(de)速(su)度,就(jiu)必須有一個高壓(ya)水(shui)蓄力器,因為在很(hen)(hen)短的(de)(de)擠壓(ya)時間(2~4s)內所需要的(de)(de)水(shui)量是(shi)非常大的(de)(de)。當采用直(zhi)接(jie)傳動時,所安設的(de)(de)水(shui)泵能力就(jiu)要很(hen)(hen)大。水(shui)在一個封閉的(de)(de)系統中,并(bing)且在水(shui)里(li)加入1%~1.5%的(de)(de)油,既避免(mian)設備生銹,同(tong)時還可以起到潤滑劑(ji)的(de)(de)作用。


 近年來所安裝的(de)高壓水泵房,幾乎大(da)部分都(dou)是采用(yong)32MPa(約316個(ge)大(da)氣(qi)壓),大(da)家都(dou)把這(zhe)一壓力看作(zuo)為(wei)(wei)各種不同因(yin)素的(de)最為(wei)(wei)有(you)利的(de)綜合指標。如果水的(de)壓力低(di),則活塞、閥門和(he)輸送管道的(de)斷面(mian)尺寸就(jiu)要(yao)(yao)加(jia)大(da),同時(shi),由于擠壓機要(yao)(yao)求具有(you)高的(de)工作(zuo)速度,如果壓力低(di),水的(de)流(liu)量就(jiu)會很(hen)大(da),這(zhe)樣對(dui)設備有(you)害。


 可(ke)以(yi)從一(yi)個(ge)(ge)集中(zhong)的(de)蓄力總站得到更高的(de)壓力。這對(dui)于擠(ji)壓機(ji)(ji)和(he)穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)聯合(he)(he)操(cao)作的(de)時候特別有利(li)。同(tong)時,這也是一(yi)種很(hen)經(jing)(jing)濟的(de)工作方法,可(ke)以(yi)使(shi)大(da)型的(de)不(bu)銹(xiu)鋼管和(he)型鋼擠(ji)壓機(ji)(ji)得到3~5個(ge)(ge)或者更多的(de)壓力等級,這樣就可(ke)以(yi)同(tong)時經(jing)(jing)濟合(he)(he)理地適應(ying)各(ge)種不(bu)同(tong)產(chan)(chan)品規格的(de)生產(chan)(chan)。