|
|
|
|
 首頁>> 鋁業(yè)技術(shù)>> 鋁材技術(shù)>> 正文 |
| 75MN鋁材擠壓機生產(chǎn)線 |
| 來源：中國鋁材信息網(wǎng)，更新時間：2008-4-22 10:50:18，閱讀：
|
隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，航空壁板飛機大梁，高速列車車體，船用壁板，飛機跑道板等大型，薄壁寬幅，高精度和復(fù)雜斷面的鋁合金型材市場需求量越來越大，特別是鐵路(地鐵)客運車輛和飛機制造行業(yè)對大型的鋁合金擠壓型材的需求量隨著我國交通運輸?shù)陌l(fā)展和技術(shù)的進步呈逐年上升的趨勢，而這些大型擠壓型材必須用現(xiàn)代化的大型擠壓機來生產(chǎn)。
當今世界上鋁型材生產(chǎn)與應(yīng)用較發(fā)達的國家，也是鋁型材擠壓機制造和設(shè)計水平較高的國家。主要的制造廠家有：西德的西馬克(SMS)公司，法國的克萊西姆(CLECIM)公司，美國的薩頓(SUTTON)公司和日本的字部興產(chǎn)(UBE)公司等。我公司近幾年來不斷地吸收和消化國外的先進技術(shù)，博采各國之長，在引進和利用國際最新技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計制造了我國第一臺75MN鋁材擠壓機生產(chǎn)線。
一．擠壓機生產(chǎn)線主要技術(shù)參數(shù)
1、擠壓機
擠壓公稱力 75MN
擠壓筒鎖緊力 9．8MN
擠壓工作速度 0．2-20mm/S
擠壓簡 圓 ф460mm
扁 660×260mm
擠壓筒長度 1650mm
2．主機輔助設(shè)備
供錠器及扁墊循環(huán)裝置
3．機后區(qū)主要設(shè)備
水、風冷淬火裝置
有效通過范圍(寬×高) 720×400mm
冷卻速度 按制品淬火工藝要求
熱鋸(具有隨動牽引功能)
有效工作距離10000mm
夾持范圍(寬×高)720x400mm
牽引機
牽引力 8000N
最大牽引速度 50m/min
皮帶式冷床
長度 60000mm
寬度(壓機中心至矯直機中心) 6500mm
張力矯直機
最大拉伸力 3．5MN
最大扭轉(zhuǎn)力矩 50KN
有效工作范圍 15000-60000mm
定尺鋸
鋸切范圍 720×400mm
定尺臺
定尺長度范圍 6000-26000mm
二．生產(chǎn)線的設(shè)備構(gòu)成和配置特點
為保證鋁型材的產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，大型擠壓機生產(chǎn)線必須建成一條全自動的主輔機配套齊全的高速連續(xù)的流水作業(yè)線。即從坯錠加熱、擠壓、在線淬火、中斷鋸切、冷卻、拉扭矯直、定尺鋸切、裝筐、時效處理等工序，均為自動完成。
生產(chǎn)線的主要設(shè)備包括：
用于加熱坯錠的加熱設(shè)備。
用于擠壓型材的擠壓機及其輔助裝置。
用于型材擠出后的直接淬火處理的水、風淬火裝置(在線淬火)。
用于擠壓型材過程中的切頭去尾，中部切斷的熱切鋸。
用于防止型材擠出后出現(xiàn)彎曲扭擰和多根型材之間相互碰撞的牽引機。
用于型材的承托輥道、以及縱向輸送的移料裝置。
用于型材的冷卻和橫向輸送的冷床。
用于對型材進行張力矯直和扭擰校正的矯直機。
用于拉伸后的型材儲存和向定尺裝置橫向輸送型材的儲料臺。
用于型材的定尺鋸切裝置，包括鋸前輥道、鋸、定尺裝置和檢查臺等。
用于型材鋸切后的自動裝筐的集載裝置。
用于型材的時效熱處理的時效爐。
用于擠壓模具的加熱的預(yù)熱爐。
生產(chǎn)線的配置形式
鋁型材生產(chǎn)線的配置和工藝流程從坯錠加熱，擠壓直到型材時效的工藝沈程如圖1所示。這種配置方式要求車間寬度稍大，但長度可縮短。配置合理緊湊，從而保證了擠壓生產(chǎn)線前后各工序的緊密銜接。有利于實現(xiàn)生產(chǎn)全過程的連續(xù)作業(yè)和自動控制。整條生產(chǎn)線只需3-5人操作。
三．擠壓機結(jié)構(gòu)簡介
擠壓機本體的設(shè)計是在吸收國際先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合公司長期制造擠壓機的實踐經(jīng)驗而進行的。
擠壓機為單動臥式，油壓直接傳動型式。由壓機本體，液壓操縱控制系統(tǒng)，供錠器及殘料，扁擠壓墊分離輸送系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)等組成。
1．擠壓機本體中的新結(jié)構(gòu)
擠壓機本體由前粱、后粱、擠壓簡、擠后梁，主、側(cè)工作缸擠壓筒鎖緊缸、機架、主剪等組成。如圖2所示。
擠壓機本體的受力框架采用先進的予應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)。由前粱、后粱、立柱經(jīng)拉桿聯(lián)結(jié)、超壓頂緊而形成整體預(yù)應(yīng)力封閉框架。采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的帶園螺母的拉桿，用專用的預(yù)緊工具預(yù)緊、簡單、方便。不需要進行超壓狀態(tài)下粱與立柱之間加入墊片進行預(yù)緊。預(yù)緊后機架整體性強，剛度好，抗偏載、外形美觀。
由于機架剛性較大，因而取消了傳統(tǒng)擠壓機必需的底座。機架直接通過前后橫粱支承于基礎(chǔ)上。擠壓筒和擠壓粱的下導(dǎo)向由座于箱形立柱棱面上的平面導(dǎo)軌支承和導(dǎo)向。因為上、下立柱的棱面可作為導(dǎo)向面，所以可實現(xiàn)擠壓筒的四點導(dǎo)向。采用平面導(dǎo)向裝置，可方便簡捷地進行擠壓筒和擠壓粱對中調(diào)整。從而保證擠壓中心的準確性，對于控制制品的尺寸精度具有明顯的效果。
擠壓粱和擠壓筒的導(dǎo)向設(shè)在同一平面，設(shè)有上導(dǎo)向和側(cè)導(dǎo)向，導(dǎo)向間隙可調(diào)，為使間隙調(diào)整方便，在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上裝有專用的液壓缸。在對中調(diào)整時，使用油泵給液壓缸打壓，利用油缸力支承其重量，然后松緊調(diào)整螺釘，當確定對中調(diào)整合適后，泄掉油缸壓力，鎖緊螺母，保證良好的定位精度。在導(dǎo)向處還設(shè)有精密傳感元件，可在調(diào)整擠壓筒或擠壓梁時以及在運行中進行對中檢測，并可將檢測結(jié)果在計算機系統(tǒng)上數(shù)字顯示。
在擠壓梁的前端設(shè)有擠壓桿快速更換裝置。該裝置采用電動機——齒形皮帶傳動齒輪旋轉(zhuǎn)90°對擠桿進行脫開和幀閉。利用液壓頂桿松動和彈簧機構(gòu)對擠壓桿夾緊或松開。能快速更換，鎖緊擠壓桿。
擠壓簡設(shè)有快速更換裝置。擠壓筒采用鎖鏈式齒圈與擠壓筒外殼鎖緊固定。當需要更換擠壓簡時，利用電動機——鏈傳動將齒圈旋轉(zhuǎn)180°，使擠壓筒能夠脫出齒圈。為了安全快速地更換擠壓筒，在前粱下方設(shè)有兩套支托裝置，支托裝置由油缸傳動，在更換擠壓簡時，可利用擠壓桿將擠壓簡推出。前端由支托裝置支托，以便于起吊。
擠壓筒加熱為電阻式加熱，可對擠壓筒分三段進行加熱。通過熱電偶測溫元件，將各段的加熱溫度反饋給控制中心，PLC根據(jù)指令控制電熱元件加熱或保溫，達到最佳的加熱效果，各段加熱的溫度值在操作臺上可數(shù)顯給出，便于觀察。加熱元件為直管式電阻加熱管，從擠壓筒的兩端插入并固定。檢查、維修、更換非常方便。圖3為擠壓簡加熱裝置。
擠壓機還設(shè)有660×260扁擠壓筒，用于生產(chǎn)寬厚比較大的型材，以利于擠壓機生產(chǎn)寬薄型型材。
快速換模裝置。為保證更換擠壓模具的快速性和準確性，提高生產(chǎn)效率，擠壓機設(shè)有快速換模機構(gòu)，快速換模采用錯移式，工作模架可作交叉換位，一職在十幾秒內(nèi)即可完成模具的快速更換。
模后剪切裝置是在更換模具時，利用油缸力推動模后剪切墊垂直上升產(chǎn)生剪切力，將制品剪斷與模具分離。
主剪采用矩形導(dǎo)向缸動式。剪切導(dǎo)向性好。結(jié)構(gòu)緊湊，在主剪上還設(shè)有液動沖擊槌，可將粘連在剪刃上的壓余打下。
固定擠壓墊技術(shù)，擠壓機圓筒擠壓采用脹圈式固定擠壓墊，由于將擠壓墊固定在擠壓軸上，隨擠壓軸一起前進后退，這就節(jié)省了壓余與擠壓墊片的分離工序，取消了擠壓墊片的循環(huán)系統(tǒng)，縮短了擠壓輔助時間，提高了生產(chǎn)效率。
2．擠壓機輔助裝置新技術(shù)
供錠器采用水平推入方式，供錠器推進和退出使用油缸驅(qū)動，運動平穩(wěn)可靠，結(jié)構(gòu)簡單，對中性好。供錠器快速推進速度可達1000mm/s，大大地縮短了輔助時間。
擠壓墊潤滑裝置，此裝置為適應(yīng)固定擠壓墊和扁擠壓墊在擠壓生產(chǎn)過程中的潤滑需要而設(shè)置的。潤滑為乙炔火焰噴射器，當需要潤滑擠壓墊片時，火焰噴射器可自動打火噴射，利用乙炔燃燒時的黑煙噴滿擠壓墊片與坯錠接觸的一面，使墊片在擠壓過程中不會與鋁錠粘接在一起。一般擠壓3-5次潤滑一次。潤滑狀態(tài)的好壞直接影響固定擠壓墊片的使用壽命。固定擠壓墊片潤滑裝置采用擺動機械臂式。扁擠墊采用垂直下降、上升式。
液氮吹模裝置，壓機上可以設(shè)置液氮吹模裝置，將液氮從前粱端部用管子接入擠壓模具部位，對模具進行直接冷卻。這對于控制模具變形，提高型材的尺寸精度和擠壓速度均有實際意義。
3．液壓操縱控制系統(tǒng)(由西馬克一德馬格公司設(shè)計)
液壓控制系統(tǒng)采用油壓直接傳動和電液伺服控制。主系統(tǒng)由八組電液比例軸向柱塞泵供油。主泵采用德國力士樂(RexRoth)公司A4v泵，電液比例閥和電于控制裝置隨泵進口，并與擠壓機主控計算機聯(lián)接，實現(xiàn)位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，使擠壓速度無級可調(diào)。
主系統(tǒng)采用大直徑的二通插裝邏輯閥集成閥塊組成，各液壓元件均為力士樂公司生產(chǎn)液壓件配套，主系統(tǒng)可完成擠壓機運行中的空程快進、擠壓、回程，擠壓簡鎖緊松開，主剪剪切，模架移動等功能。町實現(xiàn)充填、突破、擠壓等各種工藝動作的要求。
速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，速度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一種連續(xù)、動態(tài)的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。主要由速度給定，速度檢查，速度比較，調(diào)節(jié)機構(gòu)和速度顯示等部份組成。
75MN擠壓機設(shè)有兩種擠壓工作速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
一種是操作臺或上位機上進行的擠壓速度的無級設(shè)定，伺服控制變量泵的變量機構(gòu)，實現(xiàn)擠壓速度的控制，擠壓機在擠壓過程中，其行程位置采用張緊式絕對值編碼器進行檢測，該檢測信號經(jīng)高速計速器進入PLC，并由PLC內(nèi)專用的擠壓速度控制軟件包實現(xiàn)閉環(huán)控制。通過速度—壓力—流量智能控制功能實現(xiàn)擠壓速度的最佳控制，同時在低速擠壓時通過對調(diào)速泵的智能自動組合功能確保擠壓的低速穩(wěn)定性能。
另一種是模擬等溫擠壓的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，隨著擠壓技術(shù)的不斷發(fā)展和對擠壓工藝的深入研究，人們逐漸認識到等溫擠壓是一種理想的擠壓方法。75MN擠壓機在前梁型材的出口處裝有遙測光學(xué)溫度計，經(jīng)溫度計測得型材的表面溫度，并將檢測值輸入計算機，通過計算機中擠壓速度的數(shù)字模型和等溫擠壓速的變化相比較，從而自動地控制系統(tǒng)中伺服控制系統(tǒng)，改變泵的流量，形成一個閉環(huán)回路，自動地按一定規(guī)律逐漸減少擠壓速度，促使金屬在�？字械淖冃螠囟然旧媳３忠恢拢员３肿罴训暮愣ǖ臄D壓速度，獲得最大的產(chǎn)量與最優(yōu)的質(zhì)量。
四．擠壓機機后區(qū)設(shè)備簡介
機后區(qū)設(shè)備擔負擠壓制品從熱態(tài)至成品的后處理過程，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的又一關(guān)鍵所在。75MN擠壓機機后區(qū)采用了國際現(xiàn)代流行的工藝流程和先進技術(shù)，關(guān)鍵的控制元件和高強耐熱毯帶使用進口產(chǎn)品，使得機后區(qū)設(shè)備達到國內(nèi)外先進水平。
機后區(qū)設(shè)備的構(gòu)成：機后區(qū)由可傾斜式出料臺，水、風淬火裝置，隨動熱鋸、牽引機出料輥迫，皮帶式提升移料裝置，皮帶運輸冷床，矯直機上下料裝置，拉扭矯直機，皮帶式移動貯料臺，定尺輸送輥道，定尺冷鋸、定尺裝置，檢驗平臺等組成。
機后區(qū)設(shè)備新結(jié)構(gòu)。
水冷淬火裝置，對于交通、運輸、航空航天所需的鋁型材，一般要求具有較高的強度，良好的表面質(zhì)量，合理有效的淬火工藝裝置可以提高型材的機械強度。圖4所示為75MN擠壓機機后區(qū)的水冷淬火裝置示意圖。水冷淬火裝置設(shè)計為可分式結(jié)構(gòu)，如圖4所示。
下水槽與支架連接并內(nèi)置被動輥道，下水槽布置140個噴嘴，上水蓋可提升，并布置有252個噴嘴。每個噴嘴均帶有可調(diào)接頭�？蓪娤蛘{(diào)節(jié)到任意方位。上水蓋和下水槽分別用兩臺離心泵供水。泵電機可變頻調(diào)速，根據(jù)不同制品的工藝要求，可調(diào)節(jié)冷卻水流量，上蓋噴嘴與下水槽噴嘴各自分列并交錯排布，由于上蓋噴嘴距型材的距離大于下水槽，為使型材上、下表面獲得相同的噴水量，上蓋噴嘴數(shù)量大于下水槽的噴嘴數(shù)量。每列噴嘴由一個電磁比例閥控制，對不同的區(qū)域間的水量進行遠程控制并自動調(diào)節(jié)，以獲得型材比較均勻的冷卻效果。
隨動熱鋸：隨動熱鋸布置在水冷淬火裝置后，過渡輥道內(nèi)側(cè)。根據(jù)要求可做固定鋸和隨動鋸工藝。固定鋸工藝是指在熱鋸鋸切制品時，擠壓停止，熱鋸不斷隨制品移動的鋸切。隨動鋸工藝是指牽引制品到設(shè)定長度時，熱鋸小車與擠壓制品同步移動，擠壓不停牽引機繼續(xù)牽引，而進行鋸切的工藝。
熱鋸裝在熱鋸小車上，小車是熱鋸縱向移動的動力裝置，有自己的專用軌道，小車由直流電機驅(qū)動，減速機齒輪齒條傳動，直流電機調(diào)速，通過計算機控制可與擠壓制品牽引機同步移動，移動行程10000mm。熱鋸鋸片旋轉(zhuǎn)由變頻電機驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)速度可調(diào)，鋸切進給由液壓缸驅(qū)動，速度可比例調(diào)節(jié)，在熱鋸的一側(cè)裝有氣壓頭，鋸切時先由液壓缸推出，由氣缸驅(qū)動壓下壓緊制品，然后進行鋸切，鋸切完畢，壓頭提起，退回復(fù)位。在熱鋸的另一側(cè)平行布置有夾緊裝置，夾緊叉(又稱輔助牽引頭)可升降、壓緊。由液壓缸驅(qū)動可橫向移出、移入。并由氣缸驅(qū)動可夾緊制品，可上下升降。當熱鋸鋸切完畢，熱鋸隨動繼續(xù)移動，直到夾緊叉松開制品，退回復(fù)位。熱鋸返回原位。
牽引機：如圖6所示，牽引機為直流電機減速機驅(qū)動，夾頭小車由直流電機鋼絲繩牽引，夾頭小車在牽引機軌道上運行，夾頭采用多片指形式的，可夾持不同斷面形狀的制品，夾頭松開，夾持靠氣缸驅(qū)動。夾緊制品靠自鎖夾緊，牽引力為8000N，牽引速度最高為17m/min，返回速度最高360mm/min，夾持制品最大尺寸720×400mm。牽引機的動力裝置包括直流電機、減速機、鋼絲繩等，裝在軌道的尾部。牽引機的牽引力、牽引速度由牽引機動力裝置提供，牽引速度由裝在直流電機軸上的編碼器檢測。
牽引機與隨動熱鋸的隨動對接：當牽引機牽引制品運行至設(shè)定長度時，熱切鋸起動運行并做鋸切，制品鋸斷后，牽引機快速牽引一段設(shè)定距離，此時擠壓機繼續(xù)擠出制品，熱鋸夾緊裝置夾持鋸切后的制品與制品擠出速度同步運行，牽引機放下制品快速返回、減速接近以原速運行的熱鋸，并與熱鋸交接制品二次牽引制品運行。牽引機夾緊制品后，熱鋸夾緊松開，各機構(gòu)復(fù)位，熱鋸返回原位，隨動對接完畢。
五．計算機管理控制系統(tǒng)——全自動擠壓生產(chǎn)線
75MN擠壓機主機的電控系統(tǒng)由西德西馬克—德馬格公司設(shè)計制造，機后區(qū)由我公司自行設(shè)計制造，壓機整個擠壓過程全由計算機控制�？梢詫⑸a(chǎn)經(jīng)驗變成一種具有智能型，自學(xué)習(xí)功能的軟件程序。德馬格公司研制開發(fā)的這種計算機軟件稱“EXTRUAT”它是西馬克公司的工藝過程數(shù)據(jù)庫用語控制系統(tǒng)。
(PICOS-process for mati on & Contoi system)和計算機輔助正擠壓
(CADEX-Computer Aiaed Direct Extvusiion)相類似。
Extvndat標準供應(yīng)的特點：
1)屏幕啟動
2)機器的控制通過輸入相應(yīng)的產(chǎn)品參數(shù)。
3)現(xiàn)行工藝過程狀態(tài)的圖形顯示。
4)液壓裝置的圖形顯示。
5)輔機運動的圖形顯示。
6)使用一些屏幕的液壓系統(tǒng)圖形顯示。
7)所有系統(tǒng)報警和錯誤信息的顯示和屏幕啟動。
例：如圖7所示的壓機正擠壓過程中壓機數(shù)據(jù)的實時顯示。
此時屏幕顯示壓機在任意給定的實際狀態(tài)。工作壓力、負載、擠壓桿速度、擠壓簡溫度以及用戶要求的任意數(shù)據(jù)被直線顯示以及更新在實時基礎(chǔ)。
“CADEX”軟件需要輸入的初始數(shù)據(jù)：
有關(guān)擠壓機的數(shù)據(jù)：
最大擠壓力；
擠壓系統(tǒng)的最大工作壓力；
最大的擠壓速度；
實時的擠壓簡直徑；
擠壓加熱系統(tǒng)的功率，有效加熱長度及其徑向位置；
擠壓筒測溫點的徑向，軸向位置；
擠壓筒內(nèi)襯、外套的外徑、(三層擠壓簡應(yīng)輸入中襯外徑)
擠壓筒長度；
擠壓桿最大行程；
有關(guān)坯錠的數(shù)據(jù)：
實時的坯錠直徑
坯錠長度。
有關(guān)坯錠、加熱爐的數(shù)據(jù)：
坯錠的最低加熱溫度；
坯錠的最高加熱溫度；
加熱溫度的最大坡度；
加熱爐的最大產(chǎn)能。
有關(guān)牽引機的數(shù)據(jù)：
最大的牽引速度；
操作者在生產(chǎn)前應(yīng)輸入的或需要確認的數(shù)據(jù)：
產(chǎn)品編號；
模具編號；
坯料的合金號；
型材的質(zhì)量/kg·m；
擠壓的型材號。
CADEX自動捕獲的數(shù)據(jù)：
CADEX軟件中的有關(guān)系統(tǒng)可對實時的每一個坯錠自動捕獲下列數(shù)據(jù)，并依據(jù)輸入的其中部分進行運算：
爐溫；
錠坯溫度：
擠壓力
擠壓軸前進速度；
錠坯長度；
殘料長度；
擠壓筒溫度；
錠坯出爐到擠壓開始的輔助時間(錠坯運送與供錠時間)。
CADEX生產(chǎn)的優(yōu)化程序：
由于CADEX軟件具有“自學(xué)習(xí)功能”，而且利用其編程時所用的數(shù)據(jù)，都是在擠壓過程中實測的，故通過CADEX能對最終產(chǎn)品進行仿真模擬工藝參數(shù)擠壓，并可以顯示、記錄各種參數(shù)。根據(jù)需要打印報告，據(jù)此，工廠可將最優(yōu)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)(如尺寸精度、表面質(zhì)量等)作為“樣本”輸入擠壓機的控制系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)具有“如法炮制”(vecipe)工藝數(shù)據(jù)庫，這樣就能使的操作者按此操作。在外部擠壓條件相同的情況下，就可以擠壓出與樣本同等的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，圖8為工藝數(shù)據(jù)指令數(shù)據(jù)。
如果需要標準系統(tǒng)還可利用增加當?shù)財?shù)據(jù)庫存升級，以便進一步修正，并進行優(yōu)化運算，獲得優(yōu)化的數(shù)據(jù)。這一優(yōu)化數(shù)據(jù)接著將在下一個recipe由數(shù)據(jù)庫修正并被使用。
CADEX軟件還具有系統(tǒng)的報警和錯誤信息的顯示和記載功能，所有報警和錯誤信息顯示和記載功能，所有報警和錯誤信息在屏幕下方的狀態(tài)行。所有出錯的列表行以及舊信息可以用按動按鈕來顯示。
該軟件還可對擠壓過程中的各項參數(shù)進行監(jiān)視，快速巡檢故障，并給出維修信息。
結(jié)束語：
75MN鋁材擠壓機的設(shè)計、制造和使用說明了一條先進的擠壓機生產(chǎn)線必須的采用新技術(shù)，上新水平。對于大型的擠壓生產(chǎn)線必須的應(yīng)用計算機控制系統(tǒng)，這樣才能真正減輕勞動強度，提高生產(chǎn)率，獲得質(zhì)量最優(yōu)，產(chǎn)量最大的最佳的生產(chǎn)效果，取得最大的經(jīng)濟效益。
|
|
|
| 〖給編輯留言〗〖字號：大 中 小〗〖關(guān)閉〗 |
|
