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(xiu)鋼(gang)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(bu)銹鋼管和空心異形材,只能用于擠壓實心的棒材和型材。
目前,廣泛使用的四(si)柱式臥(wo)式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)一般為500~6000t級(ji),并有向大噸位擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)發展的趨勢,10000t級(ji)的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)已在不少(shao)國(guo)家使用。美國(guo)的空軍部門于(yu)20世紀中就(jiu)已建(jian)成了(le)6臺(tai)12000t級(ji)的大型擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),3臺(tai)用于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋁合金,3臺(tai)用于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)及難(nan)熔合金,柯蒂斯·萊(lai)特公司建(jian)成的一臺(tai)120MN(12000t)的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),就(jiu)是其中擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)材的一臺(tai)。
表8-29中所列(lie)是(shi)國外(wai)一(yi)些擠壓機(ji)的(de)結構(gou)及使(shi)用情(qing)況(kuang),可以(yi)看(kan)出,臥式液(ye)壓擠壓機(ji)中,四柱式使(shi)用得比較普遍,且擠壓機(ji)上都具有內(nei)置(zhi)式穿孔系統的(de)結構(gou),同時可以(yi)生產(chan)不(bu)銹鋼管(guan)、棒、型材。
表8-30為英國菲爾汀設(she)計(ji)公司于1973年后設(she)計(ji)制造投產的兩臺(tai)臥(wo)式管型材擠壓(ya)機的主要技(ji)術性能。
四柱(zhu)臥式(shi)(shi)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)如圖8-29所(suo)示,可(ke)以(yi)(yi)(yi)看出(chu),四柱(zhu)式(shi)(shi)、臥式(shi)(shi)并設(she)有內置(zhi)式(shi)(shi)獨立的(de)穿(chuan)孔系統(tong)的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji),由前(qian)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)、后橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)、主柱(zhu)塞活動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)和穿(chuan)孔柱(zhu)塞活動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)等部(bu)分組(zu)成(cheng)。后橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)固定(ding)在(zai)(zai)(zai)基礎上,前(qian)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)則(ze)通(tong)過滑(hua)動(dong)(dong)軸承或滑(hua)軌可(ke)以(yi)(yi)(yi)隨著擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)力的(de)大小前(qian)后浮動(dong)(dong)。前(qian)后橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)通(tong)過4根張力柱(zhu)連結在(zai)(zai)(zai)一(yi)起形成(cheng)剛性框架結構(gou)(gou)。主柱(zhu)塞動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)由主缸和回程(cheng)缸帶動(dong)(dong),穿(chuan)孔動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)由穿(chuan)孔缸和回程(cheng)缸帶動(dong)(dong),按照工藝程(cheng)序在(zai)(zai)(zai)基礎滑(hua)道上移動(dong)(dong)。擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿固定(ding)在(zai)(zai)(zai)主柱(zhu)塞上,而芯棒系統(tong)固定(ding)在(zai)(zai)(zai)穿(chuan)孔動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)上。擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)則(ze)由擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)移動(dong)(dong)缸帶動(dong)(dong),并鎖緊和松開。擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)所(suo)有動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)的(de)前(qian)后移動(dong)(dong)都可(ke)以(yi)(yi)(yi)在(zai)(zai)(zai)基礎滑(hua)道上自如的(de)進行。擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)同時還(huan)設(she)有擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)中(zhong)心線(xian)(xian)的(de)調整機(ji)(ji)構(gou)(gou),以(yi)(yi)(yi)確(que)保設(she)備磨損時不(bu)致(zhi)影(ying)響(xiang)到(dao)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)中(zhong)心線(xian)(xian),保證擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)產品的(de)質量。
液壓(ya)(ya)(ya)的管型(xing)材擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)一(yi)般(ban)都是(shi)制造(zao)成(cheng)臥式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji),其(qi)噸(dun)位(wei)可以在(zai)600~33000噸(dun),供給擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)作為動(dong)力源的高壓(ya)(ya)(ya)水的工(gong)作壓(ya)(ya)(ya)力都在(zai)24~32MPa.一(yi)臺(tai)具有(you)單擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒和帶有(you)雙工(gong)位(wei)的旋轉式或抽(chou)屜式模架的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji),其(qi)裝入空心(xin)坯料、清除擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)余料、清理(li)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內(nei)襯以及其(qi)他方(fang)面的所有(you)輔助(zhu)工(gong)序(xu)都在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)中心(xin)線上(shang)完(wan)成(cheng),且(qie)不(bu)是(shi)在(zai)主要工(gong)序(xu)的時(shi)間內(nei)同(tong)時(shi)完(wan)成(cheng)的,結構上(shang)不(bu)是(shi)屬于先(xian)進(jin)的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji),其(qi)生產(chan)能(neng)力每小時(shi)可以達到60~80次(圖8-30).而高生產(chan)率(lv)的現(xian)代(dai)化(hua)管型(xing)材擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)配置(zhi)有(you)在(zai)旋轉框(kuang)架內(nei)的兩(liang)個擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒,使大部分輔助(zhu)工(gong)序(xu)與主要工(gong)序(xu)同(tong)時(shi)完(wan)成(cheng),使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)的生產(chan)能(neng)力提高到每小時(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)100~120次(圖8-30)。
美(mei)國 Lone Star 鋼(gang)廠(chang)的55MN(5500t)臥式(shi)鋼(gang)管(guan)擠壓(ya)(ya)機是(shi)由 Mannesmann-Meer提供技術(shu)和Fielding公司共同設(she)計(ji)制(zhi)造(zao)的。該擠壓(ya)(ya)機采(cai)用(yong)了雙工位,能(neng)軸向移(yi)動和轉(zhuan)動的擠壓(ya)(ya)筒座(zuo)上安置2個(ge)坯料擠壓(ya)(ya)筒,用(yong)安裝在雙工位旋轉(zhuan)模架(jia)上的2只模子(zi)生產(chan)石油管(guan)和不銹鋼(gang)管(guan)產(chan)品。5500t臥式(shi)鋼(gang)管(guan)擠壓(ya)(ya)機的主要性能(neng)如下:
擠壓機公稱壓力 5500t
總(zong)擠壓(ya)力等(deng)級 5500t,4000t,1500t
擠壓(ya)力等級(ji)(當(dang)扣除回程力時(shi)) 4950t,3150t
該(gai)擠壓機配(pei)備(bei)有不銹鋼管(guan)擠壓次數的(de)自動計數器。
近代所有(you)的(de)快(kuai)速(su)水(shui)力擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機都配備有(you)一(yi)個高壓(ya)(ya)水(shui)蓄力器(qi)。就像自由鍛造壓(ya)(ya)力機一(yi)樣,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機具有(you)幾級(ji)不(bu)同的(de)壓(ya)(ya)力。如20世紀50年代末(mo)期建成(cheng)的(de)一(yi)些(xie)鋼管和型鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機,不(bu)再采用(yong)一(yi)個單獨的(de)3000t水(shui)壓(ya)(ya)缸(只能用(yong)減小蓄力器(qi)中壓(ya)(ya)力的(de)辦法來(lai)變換擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)壓(ya)(ya)力),而(er)改用(yong)一(yi)種(zhong)可(ke)以在500~3000t,按6個不(bu)同等(deng)級(ji)來(lai)變換壓(ya)(ya)力的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機。這樣就使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)應用(yong)范(fan)圍擴大很(hen)多。
擠壓(ya)筒(tong)對于(yu)模(mo)子(zi)的(de)位(wei)(wei)置固(gu)定不變(bian),這(zhe)就要(yao)求送(song)(song)(song)錠(ding)器(qi)(qi)具有不同的(de)長(chang)度,以(yi)適應坯料在(zai)較長(chang)的(de)范圍內變(bian)化(hua),通常(chang)送(song)(song)(song)錠(ding)器(qi)(qi)被設計(ji)成1號和2號兩(liang)部(bu)分,在(zai)自(zi)動(dong)操作中,當擠壓(ya)桿將坯料推進擠壓(ya)筒(tong)一定長(chang)度時,1號送(song)(song)(song)錠(ding)器(qi)(qi)自(zi)動(dong)退出,2號送(song)(song)(song)錠(ding)器(qi)(qi)繼續送(song)(song)(song)坯料進擠壓(ya)筒(tong),直至擠壓(ya)筒(tong)的(de)端(duan)面位(wei)(wei)置。此外,為了節省時間和高壓(ya)水,要(yao)盡可能(neng)地縮短行程長(chang)度。
在(zai)不(bu)銹鋼(gang)管和型鋼(gang)擠壓(ya)機上(shang),目(mu)前(qian)尚不(bu)能(neng)在(zai)同一(yi)(yi)個過(guo)程中、在(zai)同一(yi)(yi)臺擠壓(ya)機上(shang)進行(xing)擠壓(ya)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)兩個工(gong)序。這是因為在(zai)長鋼(gang)坯穿(chuan)(chuan)孔(kong)之(zhi)后,要保持(chi)玻璃潤滑劑薄膜(mo)是困難的。因此,當空心坯進行(xing)擠壓(ya)時,移(yi)動穿(chuan)(chuan)孔(kong)芯(xin)棒(bang)所需要的壓(ya)力(li)就比較小了。這樣在(zai)主柱塞中所裝設的穿(chuan)(chuan)孔(kong)芯(xin)棒(bang)移(yi)動裝置做(zuo)成內置式的穿(chuan)(chuan)孔(kong)裝置就能(neng)夠(gou)滿足工(gong)藝要求(qiu)了。
在(zai)(zai)具有多(duo)(duo)級壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)上,也可(ke)(ke)以(yi)利(li)用一個(ge)裝(zhuang)置在(zai)(zai)外(wai)面的水(shui)(shui)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang),借助這個(ge)水(shui)(shui)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)可(ke)(ke)以(yi)用來移(yi)動或(huo)固(gu)定(ding)芯棒,或(huo)者(zhe)作為一個(ge)獨(du)立的穿(chuan)孔(kong)裝(zhuang)置,成為外(wai)置式的穿(chuan)孔(kong)裝(zhuang)置。并且,這個(ge)水(shui)(shui)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)往(wang)往(wang)可(ke)(ke)以(yi)加到(dao)主水(shui)(shui)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)的任何(he)一個(ge)組合中,形(xing)成多(duo)(duo)級壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)。
近代的(de)擠(ji)壓(ya)機,由(you)于(yu)(yu)極高的(de)擠(ji)壓(ya)速(su)(su)度和空(kong)程速(su)(su)度,因(yin)而(er)要求(qiu)采(cai)用特殊的(de)措(cuo)施來進行(xing)安裝。對于(yu)(yu)低(di)速(su)(su)工作的(de)擠(ji)壓(ya)機來說,主液(ye)壓(ya)缸可以(yi)安裝在地(di)腳板上,而(er)地(di)腳板再(zai)固定(ding)在基礎(chu)上。而(er)對于(yu)(yu)高速(su)(su)工作的(de)擠(ji)壓(ya)機,基礎(chu)就(jiu)必須能承受(shou)沖擊負荷。
為(wei)了避免沖擊(ji),必須將擠(ji)壓(ya)機的(de)(de)前梁安裝在活(huo)動的(de)(de)地腳板上(shang),擠(ji)壓(ya)時,前梁通過滑動軸(zhou)承(cheng)可以隨(sui)著(zhu)擠(ji)壓(ya)力的(de)(de)大小,在軌道上(shang)前后浮動。因此在操縱閥和擠(ji)壓(ya)機之(zhi)間的(de)(de)所有高壓(ya)管道都必然要適應擠(ji)壓(ya)機前梁在擠(ji)壓(ya)過程(cheng)中隨(sui)著(zhu)擠(ji)壓(ya)力的(de)(de)變化(hua)前后浮動。
為了提高擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)生產能力,擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)很多動(dong)(dong)(dong)作(zuo)以及(ji)輔助設備的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)周期應該實現自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)化(hua)或半自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)。只有當一(yi)些(xie)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)相互交叉地進行,才有可(ke)能縮短擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)周期。因(yin)此,需要(yao)特別(bie)注意使擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)各個相關(guan)部(bu)分在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)過程(cheng)中所處的(de)(de)(de)(de)(de)位置,不致被隨后的(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)所干擾。在(zai)半自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)化(hua)或自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,必須有轉換為手動(dong)(dong)(dong)或者按(an)鈕(niu)操(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能性(譬如在(zai)進行擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)調整(zheng)或空載行程(cheng)時)。
當擠(ji)壓(ya)機要達到(dao)60~80根/h的生(sheng)產率,在(zai)坯料(liao)(liao)和擠(ji)壓(ya)墊(dian)的運送當中(zhong)就不能有停歇時(shi)間。同時(shi),裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)(liao)器(qi)(qi)退(tui)出的速(su)度(du)也(ye)不能慢。在(zai)這樣(yang)高(gao)的生(sheng)產效率的情況(kuang)下,裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)(liao)器(qi)(qi)必須(xu)在(zai)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)有主缸的后(hou)橫梁向(xiang)前(qian)運動的時(shi)候就迅(xun)速(su)地退(tui)出。擠(ji)壓(ya)墊(dian)的收集裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置必須(xu)在(zai)擠(ji)壓(ya)余(yu)料(liao)(liao)被推(tui)出后(hou),將其收集起來,并且將壓(ya)余(yu)連同擠(ji)壓(ya)墊(dian)一(yi)(yi)起送到(dao)一(yi)(yi)個墊(dian)片分(fen)離裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置上(shang),將擠(ji)壓(ya)墊(dian)同壓(ya)余(yu)分(fen)離開(kai)。此后(hou),擠(ji)壓(ya)墊(dian)便自(zi)動地進(jin)入一(yi)(yi)個冷卻(que)系統進(jin)行冷卻(que),然后(hou)再送回(hui)擠(ji)壓(ya)機繼續使用(yong)。
在(zai)擠壓車間(jian)里,由于(yu)玻璃(li)潤滑劑粉末的(de)沉(chen)積,往(wang)往(wang)會造成(cheng)機械的(de)一些(xie)滑動(dong)部件(jian)在(zai)擠壓時(shi)很(hen)快地磨損。因(yin)此,防(fang)護不便或(huo)不夠(gou)的(de)部件(jian)都采(cai)用特殊的(de)材(cai)料來(lai)制作,這(zhe)些(xie)材(cai)料不是同玻璃(li)不起作用就是易于(yu)清除殘留在(zai)上(shang)面的(de)玻璃(li)。而對于(yu)像(xiang)主(zhu)柱(zhu)塞或(huo)其他(ta)運(yun)動(dong)部件(jian)上(shang)不可(ke)能這(zhe)樣(yang)做時(shi),就用可(ke)移(yi)動(dong)的(de)或(huo)固定的(de)罩子或(huo)可(ke)伸縮(suo)的(de)軟性的(de)折疊(die)物(wu)(俗稱(cheng)手風琴)遮蓋起來(lai),并且加以(yi)密封(feng),防(fang)止(zhi)玻璃(li)粉末進入。
此外,適當(dang)的壓力潤(run)滑也可以(yi)使一些(xie)部件免受(shou)玻(bo)璃(li)粉沉積的影響。
根據德國工廠的(de)經(jing)驗,對(dui)于擠(ji)壓(ya)(ya)速度的(de)要(yao)求(qiu)是在(zai)設計壓(ya)(ya)力達到80%~90%的(de)時候,就應該能夠得到所要(yao)求(qiu)的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)速度。因此,建議采用以下的(de)關系(xi)式來確(que)定(ding)建立水泵房時的(de)高壓(ya)(ya)水效率:
有(you)些(xie)擠(ji)壓機,這(zhe)個效率僅僅只有(you)在(zai)40%~60%的范圍(wei)內操作,有(you)時(shi)還要低一些(xie)。幾(ji)乎在(zai)所有(you)的情況下,此(ci)效率低的原(yuan)因都是由于水力(li)系統的結構不良(liang),而由于擠(ji)壓機使用不好(hao)的僅僅只有(you)小部分。
至(zhi)今擠(ji)壓機絕大(da)部分都還(huan)是采用(yong)水(shui)來傳(chuan)動。當(dang)要(yao)(yao)求在一個短(duan)時(shi)間內具有很(hen)(hen)高(gao)的(de)速(su)度,就(jiu)必須有一個高(gao)壓水(shui)蓄力(li)器(qi),因(yin)為在很(hen)(hen)短(duan)的(de)擠(ji)壓時(shi)間(2~4s)內所(suo)需(xu)要(yao)(yao)的(de)水(shui)量是非常大(da)的(de)。當(dang)采用(yong)直接傳(chuan)動時(shi),所(suo)安設的(de)水(shui)泵能(neng)力(li)就(jiu)要(yao)(yao)很(hen)(hen)大(da)。水(shui)在一個封閉的(de)系統中,并且(qie)在水(shui)里加入1%~1.5%的(de)油(you),既避免設備生銹,同時(shi)還(huan)可以起到(dao)潤滑劑的(de)作用(yong)。
近年(nian)來所安裝(zhuang)的(de)(de)高(gao)壓(ya)水泵房,幾乎大(da)部分都是采(cai)用32MPa(約316個大(da)氣壓(ya)),大(da)家都把這一(yi)壓(ya)力看作為各(ge)種不同因(yin)素的(de)(de)最為有(you)利的(de)(de)綜(zong)合指標。如果水的(de)(de)壓(ya)力低,則活(huo)塞、閥(fa)門和輸(shu)送(song)管(guan)道的(de)(de)斷面尺寸就(jiu)要加大(da),同時,由于擠壓(ya)機要求(qiu)具有(you)高(gao)的(de)(de)工(gong)作速(su)度,如果壓(ya)力低,水的(de)(de)流量就(jiu)會(hui)很大(da),這樣對設備有(you)害。
可以(yi)(yi)從一(yi)個(ge)集(ji)中的(de)蓄力(li)總站得到(dao)(dao)更高的(de)壓力(li)。這(zhe)對于擠(ji)(ji)壓機和穿孔機聯合操作的(de)時候特別有利。同時,這(zhe)也是一(yi)種很經(jing)(jing)濟(ji)的(de)工(gong)作方(fang)法(fa),可以(yi)(yi)使(shi)大型的(de)不銹鋼(gang)管和型鋼(gang)擠(ji)(ji)壓機得到(dao)(dao)3~5個(ge)或(huo)者更多(duo)的(de)壓力(li)等級,這(zhe)樣就(jiu)可以(yi)(yi)同時經(jing)(jing)濟(ji)合理地適應各種不同產(chan)品規格的(de)生(sheng)產(chan)。