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(guan)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(ji)壓(ya)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(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)四(si)柱(zhu)式臥式擠壓機一(yi)(yi)般為500~6000t級,并有向(xiang)大噸位擠壓機發展的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢,10000t級的(de)(de)(de)(de)(de)擠壓機已在不少國家使用(yong)(yong)。美(mei)國的(de)(de)(de)(de)(de)空軍部門(men)于20世紀中(zhong)就(jiu)已建(jian)成(cheng)了6臺(tai)12000t級的(de)(de)(de)(de)(de)大型擠壓機,3臺(tai)用(yong)(yong)于擠壓鋁合(he)金(jin),3臺(tai)用(yong)(yong)于擠壓鋼(gang)及難熔合(he)金(jin),柯蒂斯·萊特公司建(jian)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)臺(tai)120MN(12000t)的(de)(de)(de)(de)(de)擠壓機,就(jiu)是其中(zhong)擠壓鋼(gang)材的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)臺(tai)。
表8-29中(zhong)所列是國外一(yi)些擠壓機的結構(gou)及使用情況,可(ke)以看(kan)出,臥(wo)式液壓擠壓機中(zhong),四柱式使用得(de)比較普遍,且擠壓機上(shang)都具有內(nei)置式穿孔系統的結構(gou),同時(shi)可(ke)以生產不銹鋼管、棒(bang)、型材。


表8-30為英國菲爾汀設(she)計公(gong)司于1973年后設(she)計制造投產的兩臺(tai)臥式管型材擠壓機的主要技術性能。

四柱臥式擠(ji)壓(ya)機(ji)如圖8-29所示(shi),可(ke)以(yi)看出,四柱式、臥式并設有內置式獨立(li)的穿(chuan)(chuan)(chuan)孔系統(tong)的擠(ji)壓(ya)機(ji),由(you)(you)前(qian)橫(heng)梁、后(hou)橫(heng)梁、主(zhu)柱塞活動(dong)梁和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔柱塞活動(dong)梁等(deng)部分組成。后(hou)橫(heng)梁固(gu)定在(zai)基礎(chu)上(shang)(shang)(shang),前(qian)橫(heng)梁則通(tong)過(guo)滑(hua)(hua)(hua)動(dong)軸承或滑(hua)(hua)(hua)軌(gui)可(ke)以(yi)隨著擠(ji)壓(ya)力(li)的大小前(qian)后(hou)浮動(dong)。前(qian)后(hou)橫(heng)梁通(tong)過(guo)4根張(zhang)力(li)柱連結在(zai)一起形成剛(gang)性框架結構(gou)。主(zhu)柱塞動(dong)梁由(you)(you)主(zhu)缸(gang)和(he)回程(cheng)缸(gang)帶動(dong),穿(chuan)(chuan)(chuan)孔動(dong)梁由(you)(you)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔缸(gang)和(he)回程(cheng)缸(gang)帶動(dong),按照工(gong)藝(yi)程(cheng)序在(zai)基礎(chu)滑(hua)(hua)(hua)道上(shang)(shang)(shang)移(yi)動(dong)。擠(ji)壓(ya)桿(gan)固(gu)定在(zai)主(zhu)柱塞上(shang)(shang)(shang),而芯(xin)棒系統(tong)固(gu)定在(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔動(dong)梁上(shang)(shang)(shang)。擠(ji)壓(ya)筒則由(you)(you)擠(ji)壓(ya)筒移(yi)動(dong)缸(gang)帶動(dong),并鎖(suo)緊和(he)松開。擠(ji)壓(ya)機(ji)所有動(dong)梁的前(qian)后(hou)移(yi)動(dong)都可(ke)以(yi)在(zai)基礎(chu)滑(hua)(hua)(hua)道上(shang)(shang)(shang)自(zi)如的進(jin)行(xing)。擠(ji)壓(ya)機(ji)同時還(huan)設有擠(ji)壓(ya)中(zhong)心線的調整(zheng)機(ji)構(gou),以(yi)確保設備磨(mo)損時不致影(ying)響到(dao)擠(ji)壓(ya)機(ji)的中(zhong)心線,保證(zheng)擠(ji)壓(ya)產品的質量(liang)。

液壓(ya)(ya)(ya)的(de)管(guan)型材(cai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)一般都是制造成臥(wo)式(shi)(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji),其(qi)(qi)噸位可以在600~33000噸,供給(gei)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)作為動力(li)源的(de)高壓(ya)(ya)(ya)水的(de)工(gong)(gong)作壓(ya)(ya)(ya)力(li)都在24~32MPa.一臺具有單擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)和帶有雙(shuang)工(gong)(gong)位的(de)旋(xuan)轉式(shi)(shi)或抽屜式(shi)(shi)模架的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji),其(qi)(qi)裝入空心坯料(liao)、清除擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)余料(liao)、清理擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)內襯(chen)以及其(qi)(qi)他方(fang)面的(de)所有輔(fu)助工(gong)(gong)序(xu)都在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)中心線上(shang)完(wan)成,且不(bu)是在主要工(gong)(gong)序(xu)的(de)時(shi)(shi)間(jian)內同時(shi)(shi)完(wan)成的(de),結構上(shang)不(bu)是屬于先進的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji),其(qi)(qi)生(sheng)產(chan)能力(li)每小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)可以達(da)到60~80次(ci)(圖8-30).而高生(sheng)產(chan)率的(de)現代化管(guan)型材(cai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)配(pei)置有在旋(xuan)轉框架內的(de)兩個擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong),使大部分輔(fu)助工(gong)(gong)序(xu)與主要工(gong)(gong)序(xu)同時(shi)(shi)完(wan)成,使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)生(sheng)產(chan)能力(li)提高到每小(xiao)(xiao)時(shi)(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)100~120次(ci)(圖8-30)。
美國(guo) Lone Star 鋼廠的(de)55MN(5500t)臥式(shi)鋼管(guan)(guan)擠(ji)壓機(ji)(ji)(ji)是由 Mannesmann-Meer提供技術和(he)(he)Fielding公司共同設(she)計制造(zao)的(de)。該(gai)擠(ji)壓機(ji)(ji)(ji)采用(yong)了雙工位,能(neng)軸向移動和(he)(he)轉動的(de)擠(ji)壓筒(tong)座上安(an)置2個坯料擠(ji)壓筒(tong),用(yong)安(an)裝在雙工位旋轉模(mo)(mo)架上的(de)2只(zhi)模(mo)(mo)子(zi)生產(chan)石油管(guan)(guan)和(he)(he)不銹鋼管(guan)(guan)產(chan)品。5500t臥式(shi)鋼管(guan)(guan)擠(ji)壓機(ji)(ji)(ji)的(de)主要性能(neng)如下(xia):

擠壓(ya)機公稱壓(ya)力 5500t
總擠壓力等級 5500t,4000t,1500t
擠壓力(li)等級(ji)(當扣(kou)除回程力(li)時) 4950t,3150t
該擠(ji)(ji)壓機配(pei)備有(you)不銹(xiu)鋼管擠(ji)(ji)壓次數的自動計數器(qi)。
近(jin)代所有(you)的(de)快速(su)水(shui)力(li)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)都配備有(you)一個高壓(ya)(ya)水(shui)蓄力(li)器。就像自由鍛造壓(ya)(ya)力(li)機(ji)(ji)一樣,擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)具有(you)幾級(ji)不同(tong)的(de)壓(ya)(ya)力(li)。如20世(shi)紀50年代末期建(jian)成的(de)一些鋼(gang)管(guan)和型(xing)鋼(gang)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji),不再(zai)采用一個單獨的(de)3000t水(shui)壓(ya)(ya)缸(只(zhi)能(neng)用減小蓄力(li)器中壓(ya)(ya)力(li)的(de)辦法(fa)來變(bian)換擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)壓(ya)(ya)力(li)),而改用一種可以在500~3000t,按6個不同(tong)等級(ji)來變(bian)換壓(ya)(ya)力(li)的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)。這樣就使擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)應(ying)用范圍擴大(da)很多(duo)。
擠(ji)壓(ya)筒(tong)對于模子的位置固定不變,這就要(yao)求送(song)(song)錠(ding)器(qi)具有(you)不同(tong)的長(chang)度,以適應坯(pi)料(liao)在較長(chang)的范圍內變化(hua),通常送(song)(song)錠(ding)器(qi)被設計成1號和(he)2號兩部分(fen),在自動操作(zuo)中,當擠(ji)壓(ya)桿(gan)將坯(pi)料(liao)推(tui)進(jin)擠(ji)壓(ya)筒(tong)一定長(chang)度時,1號送(song)(song)錠(ding)器(qi)自動退出,2號送(song)(song)錠(ding)器(qi)繼續送(song)(song)坯(pi)料(liao)進(jin)擠(ji)壓(ya)筒(tong),直至擠(ji)壓(ya)筒(tong)的端面位置。此外,為了節省時間和(he)高壓(ya)水,要(yao)盡可能地縮短行程長(chang)度。
在不(bu)銹鋼(gang)(gang)管和型鋼(gang)(gang)擠(ji)壓(ya)(ya)機上,目前尚不(bu)能(neng)在同(tong)(tong)一(yi)個過程中(zhong)、在同(tong)(tong)一(yi)臺擠(ji)壓(ya)(ya)機上進行(xing)擠(ji)壓(ya)(ya)和穿(chuan)孔兩個工(gong)(gong)序。這是因(yin)為(wei)在長鋼(gang)(gang)坯穿(chuan)孔之(zhi)后,要(yao)保持玻璃潤滑劑薄膜是困難的。因(yin)此,當空心坯進行(xing)擠(ji)壓(ya)(ya)時,移(yi)(yi)動穿(chuan)孔芯棒(bang)所(suo)需要(yao)的壓(ya)(ya)力(li)就比較小了(le)。這樣(yang)在主(zhu)柱塞中(zhong)所(suo)裝設的穿(chuan)孔芯棒(bang)移(yi)(yi)動裝置(zhi)做成內置(zhi)式的穿(chuan)孔裝置(zhi)就能(neng)夠滿足工(gong)(gong)藝要(yao)求了(le)。
在(zai)具有多級壓(ya)力(li)的(de)擠壓(ya)機(ji)(ji)上(shang),也可(ke)以(yi)利用一(yi)(yi)個(ge)(ge)裝置在(zai)外面的(de)水壓(ya)缸,借(jie)助這個(ge)(ge)水壓(ya)缸可(ke)以(yi)用來移動(dong)或(huo)固定芯棒,或(huo)者作為一(yi)(yi)個(ge)(ge)獨(du)立的(de)穿(chuan)孔裝置,成為外置式的(de)穿(chuan)孔裝置。并且,這個(ge)(ge)水壓(ya)缸往往可(ke)以(yi)加到主水壓(ya)缸的(de)任何一(yi)(yi)個(ge)(ge)組合(he)中(zhong),形成多級壓(ya)力(li)的(de)擠壓(ya)機(ji)(ji)。
近代的擠(ji)壓(ya)機(ji),由于(yu)極高的擠(ji)壓(ya)速(su)度(du)和空程速(su)度(du),因(yin)而要求采用特殊的措施來(lai)進(jin)行安(an)裝。對(dui)(dui)于(yu)低速(su)工作(zuo)的擠(ji)壓(ya)機(ji)來(lai)說,主液壓(ya)缸可以安(an)裝在地腳(jiao)板上,而地腳(jiao)板再固(gu)定在基礎上。而對(dui)(dui)于(yu)高速(su)工作(zuo)的擠(ji)壓(ya)機(ji),基礎就必(bi)須能承受沖擊負荷。
為了避免沖擊(ji),必須將(jiang)擠(ji)壓機(ji)(ji)的(de)(de)前(qian)(qian)梁(liang)安裝在(zai)活動(dong)(dong)的(de)(de)地腳板上,擠(ji)壓時,前(qian)(qian)梁(liang)通過滑動(dong)(dong)軸承(cheng)可以(yi)隨(sui)著擠(ji)壓力的(de)(de)大小(xiao),在(zai)軌(gui)道(dao)上前(qian)(qian)后浮(fu)動(dong)(dong)。因(yin)此在(zai)操(cao)縱閥(fa)和擠(ji)壓機(ji)(ji)之間的(de)(de)所有高(gao)壓管道(dao)都必然要適應擠(ji)壓機(ji)(ji)前(qian)(qian)梁(liang)在(zai)擠(ji)壓過程(cheng)中隨(sui)著擠(ji)壓力的(de)(de)變化前(qian)(qian)后浮(fu)動(dong)(dong)。
為了提高擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)生產能(neng)(neng)力,擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)很(hen)多動(dong)(dong)作(zuo)以及輔(fu)助設(she)備的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)周期應(ying)該實現自動(dong)(dong)化(hua)或(huo)半(ban)自動(dong)(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)。只有(you)當(dang)一些動(dong)(dong)作(zuo)相互交(jiao)叉地進行(xing),才有(you)可能(neng)(neng)縮短擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)周期。因此(ci),需(xu)要特別注意使擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)各個(ge)相關部分在擠壓(ya)(ya)(ya)過程中所(suo)處的(de)(de)(de)位置(zhi),不致被隨后的(de)(de)(de)動(dong)(dong)作(zuo)所(suo)干擾。在半(ban)自動(dong)(dong)化(hua)或(huo)自動(dong)(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)情(qing)況下,必須有(you)轉換為手動(dong)(dong)或(huo)者按鈕操(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)可能(neng)(neng)性(譬如在進行(xing)擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)調整或(huo)空載行(xing)程時)。
當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機要達到(dao)60~80根/h的(de)生產(chan)率,在坯料和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)運送當中就不(bu)能有(you)(you)停歇時間。同時,裝(zhuang)料器退出的(de)速(su)度也不(bu)能慢。在這樣高的(de)生產(chan)效率的(de)情況(kuang)下,裝(zhuang)料器必須在裝(zhuang)有(you)(you)主(zhu)缸的(de)后(hou)(hou)橫梁向前運動(dong)的(de)時候(hou)就迅(xun)速(su)地退出。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)收集裝(zhuang)置必須在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)余料被推出后(hou)(hou),將其(qi)收集起(qi)來,并且(qie)將壓(ya)(ya)余連同擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)一(yi)起(qi)送到(dao)一(yi)個(ge)墊(dian)(dian)片分離裝(zhuang)置上(shang),將擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)同壓(ya)(ya)余分離開。此后(hou)(hou),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)便自動(dong)地進(jin)入一(yi)個(ge)冷(leng)卻(que)系統進(jin)行冷(leng)卻(que),然后(hou)(hou)再(zai)送回擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機繼續使用。
在(zai)擠(ji)壓車間里(li),由于(yu)玻(bo)(bo)璃潤滑劑(ji)粉末的沉積,往往會造成機械的一(yi)些滑動部件(jian)在(zai)擠(ji)壓時(shi)很快地(di)磨損。因此,防護不便或(huo)(huo)不夠的部件(jian)都采用(yong)(yong)特殊的材料(liao)來(lai)制作,這(zhe)些材料(liao)不是(shi)(shi)同玻(bo)(bo)璃不起作用(yong)(yong)就(jiu)是(shi)(shi)易于(yu)清除殘留在(zai)上面的玻(bo)(bo)璃。而對于(yu)像主柱塞或(huo)(huo)其他運動部件(jian)上不可能這(zhe)樣做時(shi),就(jiu)用(yong)(yong)可移動的或(huo)(huo)固定的罩子或(huo)(huo)可伸縮的軟性的折疊物(俗(su)稱手風琴)遮(zhe)蓋起來(lai),并且加以密封,防止玻(bo)(bo)璃粉末進入。
此外,適當的壓力潤滑也(ye)可以使一些部件(jian)免受玻璃(li)粉沉積的影響。
根(gen)據德國工廠的(de)(de)(de)(de)經驗(yan),對于擠壓(ya)(ya)速度的(de)(de)(de)(de)要求是(shi)在設計壓(ya)(ya)力達到80%~90%的(de)(de)(de)(de)時(shi)候,就(jiu)應該能(neng)夠得到所要求的(de)(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)速度。因此,建議(yi)采用以(yi)下的(de)(de)(de)(de)關系式(shi)來(lai)確(que)定建立水泵房時(shi)的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)水效率:

有(you)些擠(ji)壓(ya)(ya)機,這個效率(lv)僅(jin)僅(jin)只(zhi)有(you)在(zai)40%~60%的(de)范圍內操作,有(you)時(shi)還(huan)要低一些。幾乎在(zai)所有(you)的(de)情況下,此效率(lv)低的(de)原因都是由于(yu)水力系統的(de)結構不良,而由于(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)機使用不好的(de)僅(jin)僅(jin)只(zhi)有(you)小(xiao)部分(fen)。
至今擠壓機絕大部分都(dou)還是采用(yong)水(shui)(shui)來傳動。當(dang)要求在(zai)一(yi)個短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)具(ju)有(you)很(hen)(hen)高的(de)(de)速度,就必(bi)須有(you)一(yi)個高壓水(shui)(shui)蓄(xu)力器,因(yin)為(wei)在(zai)很(hen)(hen)短(duan)的(de)(de)擠壓時(shi)間(jian)(2~4s)內(nei)所需要的(de)(de)水(shui)(shui)量(liang)是非(fei)常(chang)大的(de)(de)。當(dang)采用(yong)直接傳動時(shi),所安設的(de)(de)水(shui)(shui)泵(beng)能力就要很(hen)(hen)大。水(shui)(shui)在(zai)一(yi)個封閉(bi)的(de)(de)系統中(zhong),并且(qie)在(zai)水(shui)(shui)里加(jia)入1%~1.5%的(de)(de)油,既避免(mian)設備生銹(xiu),同時(shi)還可以起到(dao)潤滑劑的(de)(de)作(zuo)用(yong)。
近年來所安裝的高(gao)(gao)壓(ya)(ya)水(shui)(shui)泵房,幾乎大(da)部(bu)分(fen)都是采用32MPa(約316個大(da)氣壓(ya)(ya)),大(da)家(jia)都把這(zhe)一(yi)壓(ya)(ya)力(li)看(kan)作(zuo)為各種不同(tong)因素的最為有(you)利的綜合指標。如果水(shui)(shui)的壓(ya)(ya)力(li)低(di),則活塞、閥門和輸送管道的斷(duan)面尺(chi)寸就要加大(da),同(tong)時,由于擠(ji)壓(ya)(ya)機要求具(ju)有(you)高(gao)(gao)的工作(zuo)速(su)度,如果壓(ya)(ya)力(li)低(di),水(shui)(shui)的流量就會很(hen)大(da),這(zhe)樣(yang)對設(she)備有(you)害(hai)。
可(ke)(ke)以從一個集中的(de)(de)(de)蓄力(li)總站得到(dao)(dao)更高的(de)(de)(de)壓力(li)。這對(dui)于擠壓機(ji)和穿孔機(ji)聯合(he)操(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)時候特別(bie)有利(li)。同(tong)(tong)時,這也是一種(zhong)(zhong)很(hen)經(jing)濟的(de)(de)(de)工作(zuo)方(fang)法,可(ke)(ke)以使大型的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼管和型鋼擠壓機(ji)得到(dao)(dao)3~5個或者更多的(de)(de)(de)壓力(li)等(deng)級(ji),這樣就可(ke)(ke)以同(tong)(tong)時經(jing)濟合(he)理地適(shi)應各種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)(tong)產品規格的(de)(de)(de)生產。

