大型偏心輪式壓機的熱裝

何春

【摘 要】從裝配前的準備工作，到過程中的控制，詳細分析壓機熱裝的工藝與要點。

【關鍵詞】壓機；熱裝；拉桿；剖分螺母

中圖分類號： TQ172.6 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）29-0084-002

【Abstract】From the preparation work before assembly to the control in the process，the process and key points of press hot-pressing are analyzed in detail.

【Key words】Press；Hot-loaded；Rod；Split nut

0 引言

SMS-MEER研發推出的現代化偏心輪式系列壓機，其額定壓力從6.3MN至160MN，壓機在縱向和橫向上巨大的剛性可以完成非常高精度的鍛件，可用于熱鍛、半熱鍛變形及有飛邊和無飛邊鍛壓，自動化控制和模具快速更換裝置使其具有完成各類鍛造任務普遍性的特點。

設備中承載主要壓力和沖擊力的框架，制造工藝較為復雜，本文將重點介紹框架的熱裝工藝。

1 框架結構簡述

框架主要由組上框架、側框架、下框架等零件組成，通過拉桿和剖分螺母固定一起。如圖1所示。

為實現整個框架的鎖緊，通過對拉桿進行加熱，達到延伸的目的，然后將頂部剖分螺母從室溫預緊的狀態下相對拉桿再次旋轉210°（如圖1），待拉桿冷卻至常溫，達到鎖緊的效果。

2 熱裝前準備工作

2.1 加熱氣體的選擇

工廠中常規可燃氣體為用于火焰切割的丙烷和乙炔，其絕熱燃燒溫度過高，均在3000℃左右，為避免對拉桿的機械性能產生影響，此熱裝的加熱氣體杜絕使用以上兩種可燃氣體。而民用的液化石油氣燃燒溫度相對較低，可滿足使用要求。工廠在征得安全部門許可后，可使用液化石油氣進行燃燒。同時為確保相對安全，燃燒時需將液化氣罐放置與室外，通過金屬軟管連接至室內燃燒裝置上。

2.2 供氣回路的設計

考慮液化石油氣可以在空氣燃燒，故火焰噴槍可以選擇簡易的兩通道形式，一通道提供液化石油氣用于燃燒，另一通道提供壓縮空氣用于調節火焰燃燒。

液化石油氣供氣管路中，為避免在燃燒過程中，火焰倒流引起事故，必須在管路中增加“回火防止器”避免；同時需根據采購的“回火防止器”的接口方式配備接頭，以達到可連接至管路中的目的。

壓縮空氣管路中，氣源選擇工廠中的壓縮空氣管路（6bar）即可；為去除空氣中的水分和油霧，需增加啟動三聯件確保安全；故最終的供氣回路如圖2所示。

①液化石油氣 ②減壓閥 ③回火防止器

④變徑接頭⑤氣動三聯件 ⑥火焰噴槍

2.3 拉桿加熱工裝設計

為避免火焰直接加熱拉桿而對其機械性能產生影響，需在拉桿內腔中增加過渡裝置，既可保證熱量的傳遞，又可保證拉桿的機械性能不受影響，設計如圖3所示的加熱管達到效果。

在拉桿底部增加4-M10的螺孔，以便加熱管可以固定在拉桿上；同時考慮加熱氣體在上升過程中遇到冷空氣會產生水汽回流，避免對火焰產生影響，將法蘭內部設計掏空，并增加引流孔和排泄孔，便于水汽的排除。

2.4 旋轉刻度工裝設計

在頂部剖分螺母旋轉預緊過程中，需跟蹤確認旋轉角度是否已到要求（210°）。考慮以拉桿螺紋底徑為外圓尺寸，按照1：1的比例，使用較厚白紙打印刻度盤粘貼于拉桿頂部作為旋轉刻度工裝。為方便燃燒火焰產生的煙霧上升后的排除，需在刻度工裝中間剪去一個尺寸大于拉桿內腔直徑的圓達到效果，如圖4所示。

粘貼時注意“0°”刻度線與室溫預緊狀態下，剖分螺母哈夫面嚴格對齊，確保旋轉過程中有正確的基準。

為確保4根拉桿均勻受力，所有拉桿的加熱必須同時實施。故供氣管路、加熱工裝和旋轉工裝均需準備4套。

3 加熱過程的控制

3.1 拉桿跟轉的防止

頂部剖分螺母旋轉過程中，螺母與拉桿螺紋間的摩擦力，可能會導致拉桿的跟轉。故在室溫預緊剖分螺母的狀態下，使用千斤頂支撐拉桿下端面，借助底部剖分螺母與下框架接觸面的摩擦力可解決此隱患，示意如圖5所示。

頂部螺母旋轉時，注意觀察哈夫面與拉桿上刻度工裝的相對角度變化，若偶然出現拉桿跟轉的情況，立即從底部增加千斤頂的支撐力。

采用此支撐方案，同時可確保加熱過程中，拉桿始終向上方延伸，方便頂部剖分螺母的旋轉預緊。

3.2 火焰控制

為保證液化石油氣的充分燃燒，需控制空氣的供給量達到此目的。液化氣的主要成分是丙烷C3H8，其燃燒方程式如下：

C3H8+5O2=3CO2+4H2O

故液化石油氣與氧氣比列應當是1：5，空氣中氧氣占20%，所以液化石油氣與空氣比例是1：25，此條件下的燃燒效果最佳。通過調節火焰噴槍上壓縮空氣管的流量閥，目測火焰顏色為淡藍色時，效果最好。

3.3 剖分螺母的旋轉預緊順序

為保證框架間的預緊效果達到最佳、拉桿均勻受力，剖分螺母旋轉預緊時需按照對角線預緊法實施，斜對角的一對螺母順序緊固。如圖6所示，在4根拉桿同時加熱的前提下，螺母的預緊順序可以選擇為①→③→②→④。

4 結束語

框架熱裝的合格，是后續滑動軌道面加工精度的基礎，影響著整個鍛壓過程的精度和穩定。此類熱裝方案的成功實施，也為傳統液壓拉伸法無法適用的大型螺桿、螺母的預緊提供了可行的方案。endprint