100MN鋁擠壓機的設計制造與安裝調試

李存平 謝 婕

（太重（天津）濱海重型機械有限公司 天津 300450）

前言

隨著鋁擠壓材料市場需求量不斷增多，為滿足市場上鋁擠壓材料使用需要，擠壓企業應參與100MN鋁擠壓機設計制造活動，這間接反映我國鋁擠壓機設計制造水平，能為鋁擠壓行業發展提供設備支持。本文探究“100MN鋁擠壓機的設計制造與安裝調試”這一論題是極為必要的，具體探究如下。

1 100MN鋁擠壓機基本介紹

1.1 鋁擠壓機設計方向

目前，鋁擠壓材料廣泛應用于交通運輸業、航空航天業、集裝箱行業，分析應用行業性質可知，鋁擠壓材料逐漸向輕型、復雜截面等方向設計。對比于以往鋁擠壓材料的設計制造，新型鋁擠壓材料設計制造目標更具有實用性，能夠更好的滿足行業發展需要[1]。

1.2 100MN鋁擠壓機技術參數

100MN雙動鋁擠壓機、模具加熱爐的技術參數分別如表1和表2所示。

2 100MN鋁擠壓機設計制造

2.1 100MN鋁擠壓機設計

表1 100MN雙動鋁擠壓機技術參數

表2 模具加熱爐技術參數

100MN鋁擠壓機實際設計的過程中，參照國際相關標準進行尺寸調整、零件優化，確保100MN鋁擠壓機強度、剛度性能達到規定的要求；在原有鋁擠壓機的基礎上，適當增加前后梁厚度，以此降低磨損度；預應力框架預緊系數設置為1.14，一旦預應力框架載荷值超過1.14，那么系統會立即發出警報提示；增設穿孔針快回裝置，以此提高生產效率；在適當位置設置伸縮缸，這能順利拓展油進出通道。為準確、及時檢測液壓閥門壓力值，在液壓設備周圍設置測壓點，同時，在適當位置設置壓力傳感器，方面調節壓力值；安裝位移傳感器于穿孔針、擠壓筒、擠壓桿、移動模架，這能準確檢測設備位置移動信號，提高設備位置移動的準確性。

擠壓生產線自動化系統組成部分主要有后部出料系統、主機、活動出料臺。該系統借助物聯網以及通信設備合理調整生產線。該系統可編程控制器型號為S7-400；CPU型號為416-2，主控系統主要負責數據獲取、數據處理，在此期間，按照工作程序順利執行系統任務。操作界面觸摸屏幕、后部出料系統負責設置壓機參數、引導泵啟停、故障顯示等操作。內置式穿孔系統運行能夠準確定位穿孔針位置，適當應用固定針擠壓工藝能夠規范擠壓行為，通過預留窗口觀察穿孔系統狀態，并適當調整穿孔針位置。擠壓機后部運輸系統由初始臺、牽引機、可移動式中斷鋸、淬火裝置、活動出料臺、在線拉伸矯直機等結構組成[2]。

2.2 100MN鋁擠壓機制造

例如在制造100MN鋁壓機的過程中，其前梁凈重超過140t，為有效滿足其制造要求，制造人員通過選擇使用芯部鑄鋼件，其周圍則使用120mm厚的16MN鋼板與芯部鑄鋼件焊接的鑄焊結構，并且在制造過程中運用二氧化碳氣體保護焊。考慮到焊縫的坡口寬度較大且深度較深，因此需要在焊接時多次中間退火，隨時嚴格檢測各道焊縫。此外，由于100MN壓機的擠壓筒和動梁部分極重，球面接觸應力相對較高，因此在制造過程中應當選擇使用比例為10：1的斜楔式平面導板同壓套導軌平面接觸，在保障擠壓筒外殼導向靴長同錠坯長基本一致下，有效提高其穩定性。在擠壓固定針時，則選擇利用包括PID調節器等在內的現代化電氣系統和相關智能裝置，利用閉環控制的方式始終將固定穿孔針的精度控制在2～3mm之間；而因擠壓筒預熱方式直接影響著擠壓工藝及其使用質量，因此在對100MN擠壓機進行制造的過程中還需盡量降低外層筒應力，以達到保護外套防止其出現脹裂等問題。通常100MPa擠壓筒內壓比需控制在400～500MPa之間，扁筒則使用具有較高韌性和抗疲勞強度的材料，保障其內壓比在525MPa左右即可。

3 100MN鋁擠壓機安裝調試分析

100MN鋁擠壓機安裝環節為調試環節起到基礎鋪墊作用，安裝準確性與否直接影響調試結果，因此，應準確安裝，大大提高安裝精確度，遵循已有安裝流程。

3.1 框架預緊

超壓張拉法用來進行框架預緊，從上述介紹可知，框架預緊系數為1.14，意味著框架超壓力達到114MN，但框架安裝期間需要鋪墊墊片，因此，應做好空隙預留工作，確保墊片順利、適合插入。拉桿位置水平度、垂直度應合理控制，如果拉桿安裝后出現貼合不嚴現象，可以通過墊片鋪墊來輔助螺母擰緊操作。在這一過程中，應注意拉桿伸長長度控制的合理性，必要時通過螺母擰緊來控制伸長長度。擠壓機變化范圍在0～100MN時，拉桿總拉力變化范圍為84～114MN，壓套壓縮力變化范圍為84～114MN，拉力變化幅度值為26.2%，壓力變化幅度值為82.3%。

3.2 間隙調整

橫梁移動的過程中，參照基準為主柱塞在主缸內的伸縮量，根據伸縮量有目標的移動橫梁，保證主柱塞與擠壓桿處于平衡狀態。間隙調整的過程中，首先調整導軌，然后調整剛性框架安裝準確度。相對來講，水平導軌、垂直導軌調整難度遠遠低于X型調整難度。

3.3 液壓系統

清潔、過濾操作：擠壓機液壓系統體積較大，該系統組成部分包括三部分，第一部分即管路系統，第二部分即泵站油箱，第三部分即集成閥塊系統。液壓系統運行的過程中，應保證清潔度，這意味著液壓系統安裝時全面保證清潔度，避免系統安裝滑落較多雜質，影響液壓系統功能以及應用效果。一旦液壓系統內部摻雜雜質，應及時拆卸、清潔，待達到清潔標準后，繼續執行安裝任務。液壓系統清潔部位主要有焊接法蘭、油箱，具體清潔操作即焊縫打磨、油箱內部清潔。液壓系統順利安裝后，選用適合的過濾設備來檢測過濾流量流動情況，其中，過濾精度為10um，如果過濾期間出現濾芯堵塞情況，那么應及時拆卸、徹底清洗。

防漏操作：氬弧焊用來焊接高壓電路，焊接操作執行時，應用堿性焊條，全面保障焊接牢固性。管道焊接的過程中，應全面考慮密封效果，確保管道順利彎曲。在此期間，應充分準備力矩搬手，通過應用力矩搬手達到要求的預緊度，盡可能縮小間隙，全面保證平整度。為了避免出現泄露現象，應有選擇的采納用戶建議，購買進口密封圈。選擇液壓缸時，應優選考慮V型密封液壓缸，之所以選擇V型密封方式，主要是因為它具有較大密封截面，相對來講壓緊力較大，能夠大大降低防漏現象發生幾率。活塞缸活塞頭型號選用GD1000K，這種活塞頭密封形式以組合式為主，具體包括雙向密封圈、導向圈，組合式密封圈相對獨立，能夠有效避免缸壁出現拉傷現象。

減振操作：液壓系統工作時，缸內壓力值逐漸提高，主要是因為缸內聚集較多能量，壓力釋放會使管道不同程度的振動。缸內集聚能量值有多有少，對此，將缸內集聚能量按照由少到多的順序排列，之后為其提供相應的卸壓系統，在平穩卸壓的基礎上，全面保證生產效率，避免生產效率降低。適當控制液壓系統振動，減少振動幅度，這不僅能夠系統工作時間，提高系統運行性能，而且還能降低泄露事故發生幾率，在穩健卸壓的基礎上，促使系統調試工作順利進行。管路系統連接方式主要為軟連接，此時，應適當延長管路，減少管路彎曲度，確保管路內部的油勻速流動。

油液溫度控制：液壓系統運行時，溫度在33～65℃之間，油溫度升高或者降低，油粘度會相應變化，進而液壓系統內部油會出現滲透現象，大大降低管通暢度，弱化泵動力，與此同時，液壓缸運行速度會大幅度波動，導致油液質量發生改變。液壓系統內部包括加熱系統、冷卻系統、溫度控制系統，應用容積變量法合理調節運行速度，在此期間，涉及的設備及裝置主要有變量泵、定量泵。為了保持高壓狀態，避免高壓值動態波動，應盡可能發揮擠壓容室鎖緊系統性能，通過先導控制來維持高壓油的穩定性。油液溫度控制設備主要為恒壓泵加蓄能器，這一裝置既能節約電能，保證壓力穩定變化，又能大大降低溢流現象，避免系統溫度過快升高。一旦工作缸溫度在短時間內升高，此時應細致檢查溫度升高的原因，觀察是否出現油液滲透現象。當前，擠壓生產系統具有綜合性特點，隨著科學技術的不斷發展，參數檢測滿足動態化需要，直觀觀看的基礎上，合理調整各參數，能夠滿足擠壓工藝應用需要[3]。

4 結論

綜上所述，本文探究100MN鋁擠壓機的設計制造與安裝調試，能夠彌補傳統鋁擠壓機設計、安裝過程中存在的不足，同時，能為接下來的鋁擠壓機設計制造提供理論支持和實踐指導。100MN鋁擠壓機設計制造技術后，試運行100MN鋁擠壓機，根據試運行狀態。呈現結果來調整100MN鋁擠壓機生產線，在此期間，各部門全力配合，爭取在短時間內完成100MN鋁擠壓機設計、制造任務。這對擠壓行業有序發展有促進作用，能夠提高鋁擠壓型材市場銷量，有利于大大提高鋁擠壓生產水平，縮小與發達國家間的差距，同時，還能提高我國社會經濟效益。

[1]李 翔.經濟型鋁擠壓機研發[J].鍛壓裝備與制造技術，2017，52（04）：37～41.

[2]王祝堂.節能約40%效率提高20%的中型鋁擠壓機[J].輕金屬，2015（12）：38.

[3]太重生產出全球最大鋁擠壓機[J].科技創新與生產力，2015（12）：33.