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電液錘設(shè)計(jì)執(zhí)行及引用標(biāo)準(zhǔn)

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電液錘工作原理及設(shè)計(jì)計(jì)算理論

4.1電液錘工作原理　　電液錘是在原蒸-空鍛錘的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代機(jī)電液壓技術(shù)，研發(fā)成功的一種新型節(jié)能環(huán)保型鍛造設(shè)備?！　‰娨哄N總的打擊能量由二部分合成，一部分是氮?dú)馀蛎浌Γ涣硪徊糠质清戝N落下部分質(zhì)量所產(chǎn)生的勢能?！　‰娨哄N的驅(qū)動(dòng)介質(zhì)是“液壓油+氮?dú)狻?。設(shè)備主缸上腔為壓縮氮?dú)?，下腔為壓力油，其基本?dòng)作原理是：主缸下腔進(jìn)油提錘壓縮上腔氮?dú)?，然后通過隨動(dòng)操作，下腔快速排油實(shí)現(xiàn)打擊?！　?dòng)主電機(jī)泵組，系統(tǒng)建壓，當(dāng)蓄能器充滿油液后，系統(tǒng)處于保壓卸荷狀態(tài)。向上扳動(dòng)操作桿，主閥打開進(jìn)油，驅(qū)動(dòng)快放閥（二級閥）閉合進(jìn)油，主缸下腔進(jìn)油，驅(qū)動(dòng)錘桿錘頭上行，同時(shí)壓縮主缸上腔氮?dú)庑钅埽瑢?shí)現(xiàn)“提錘”動(dòng)作；向下扳動(dòng)操作桿，主閥排油，驅(qū)動(dòng)快放閥打開，主缸下腔排油，錘桿錘頭在主缸上腔氮?dú)鈮毫白灾亓Φ淖饔孟麻_始下行，主缸上腔氮?dú)忉尫艍毫Γ瑢?shí)現(xiàn)“落錘”動(dòng)作。至此，電液錘就完成了一個(gè)“提錘?落錘”動(dòng)作循環(huán)?！　‰娨哄N的主閥和快放閥是控制整個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作功能的較為核心的功能部件。二者都是“隨動(dòng)（伺服）”原理設(shè)計(jì)，其控制關(guān)系是“隨動(dòng)”主閥控制“隨動(dòng)”快放閥。所以，電液錘的主要?jiǎng)幼鞴δ埽际强堪鈩?dòng)操作桿（操作主閥）的速度或幅度來實(shí)現(xiàn)的。　　重打——快速大幅度上下扳動(dòng)操作桿；　　輕打——快速小幅度上下扳動(dòng)操作桿；　　慢升——緩慢向上扳動(dòng)操作桿；　　慢降——緩慢向下扳動(dòng)操作桿；　　壓錘——使操作桿處于下位置；　　上停錘（提錘待機(jī)）——使操作桿處于頂上或上部某一位置；　　急收錘——緊急向上扳動(dòng)操作桿。4.2電液錘設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)學(xué)模型4.2.1打擊能量的計(jì)算或　式中：E——打擊能量（焦）　　Po——氮?dú)獬跏級毫Γㄅ粒　o——氮?dú)庠既莘e（m3）　　ΔV——氮?dú)馀蛎浫莘e＝As×S（m3）　　As——氮?dú)怛?qū)動(dòng)面積（m2）　　S——行程(m)　　M——錘頭系統(tǒng)質(zhì)量（公斤）　　g——重力加速度（9.81m/s2）4.2.2打擊速度計(jì)算4.2.3打擊時(shí)間的計(jì)算4.2.4回程油壓的計(jì)算式中：Py——回程油壓Fm——摩擦阻力Ah——主缸下腔面積4.2.5氮?dú)鈮嚎s膨脹過程描述實(shí)際上，由于氮?dú)馓匦运鶝Q定，在等溫和絕熱壓縮過程中，上面公式中P氣是不斷變化的，因此回程油壓P油也是變化的。當(dāng)錘頭長時(shí)間（一般超過五分鐘）停在底下位置時(shí)（合模），主缸氮?dú)馐覝囟扰c外界溫度相平衡，相當(dāng)于上圖中的A點(diǎn)。在蓄能器充氣壓力足夠高可使錘頭快速回程到頂?shù)那闆r下，回程時(shí)主缸氣室的壓力容積狀態(tài)將沿AB絕熱曲線變化，到B點(diǎn)時(shí)溫度高出室溫，容積為V上，壓力為P上，如果立即打擊，則會沿BA變回去。但此時(shí)如果停在頂上不動(dòng)，溫度將會逐漸降低，壓力將由P上降到P上’，即BC。如果這時(shí)進(jìn)行打擊，氣體將沿絕熱曲線CD變化，P上’下降到P下’，此時(shí)主缸氣室溫度將低于室溫。如果長時(shí)間停留在下面（合模），則氮?dú)鉁囟葘⑸?，壓力由P下’升到P下，所以有一定的增壓。因上下停留時(shí)間不同，主缸氮?dú)獾腜V值實(shí)際上是在ABCD之間變化的。由圖可見，長時(shí)間在下停留后快速回程并立即打擊，所產(chǎn)生的能量比長時(shí)間停留在上面高一些，其高出部分即為ABCD之間的面積。

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電液錘結(jié)構(gòu)組成

（1）液壓站部分：主要有油箱、主電機(jī)油泵組、濾油系統(tǒng)、電磁卸荷閥組、液壓站本體、管路等組成。（2）動(dòng)力頭部分：主要有箱體梁、專用閥（三閥）、蓄能器、主油缸、主氣缸、副氣罐、緩沖缸組件、銅套軸承等組成。（3）落下部分：主要有上模具（砧塊）、錘頭、錐套、錘桿等組成。（4）油液冷卻（加熱）部分：分二種冷卻方式，一種是板式冷卻器冷卻方式，一種是電制冷冷卻方式?！　?nbsp;板式冷卻器冷卻方式主要有板式冷卻器、油循環(huán)電機(jī)泵組、水循環(huán)電機(jī)泵組等組成?！　?nbsp;電制冷冷卻方式主要有冷凝機(jī)組、油循環(huán)電機(jī)泵組及獨(dú)立電氣控制部分等組成?！　?nbsp;油液加熱裝置主要有電加熱器組成，且主要在冬季北方寒冷地區(qū)使用。（5）氮?dú)庹静糠郑褐饕械獨(dú)馄拷M、高壓球閥、固定架等組成。（6）管路部分：主要有進(jìn)油高壓鋼管及膠管、回油鋼管及軟連接、高壓氮?dú)怃摴芗澳z管、管路支架等組成。（7）操作部分：主要有主操作桿、副操作桿、軸承及固定件等組成。（8）電氣控制部分：主要有PLC主控柜、機(jī)旁操作柜、壓力傳感件、油溫傳感件、液位傳感件、霍爾開關(guān)組件、光電傳感件（特殊要求時(shí)有）、現(xiàn)場電纜等組成。（9）潤滑部分：分人工澆油潤滑、手動(dòng)油泵注油潤滑和電動(dòng)油泵注油潤滑三種方式。對電液錘來說，一般選用前二種方式。（10）機(jī)身部分：主要有機(jī)身及固定件、橡膠墊、導(dǎo)軌及墊板、導(dǎo)軌固定件、上連接板、下連接板（自由鍛）、等組成。（11）砧座部分：主要有砧座、砧墊（自由鍛）、模座、下砧（自由鍛）等組成。（12）基礎(chǔ)部分：分墊木基礎(chǔ)和彈簧阻尼隔振基礎(chǔ)。　　　墊木基礎(chǔ)主要有墊木及聯(lián)接螺栓、鋼混地坑、瀝青砂石、地腳螺栓等組成。　　　彈簧阻尼隔振基礎(chǔ)主要有彈簧阻尼隔振單元、基礎(chǔ)塊（鋼混或鋼板）、鋼混地坑、地腳螺栓等組成。

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我公司電液錘結(jié)構(gòu)性能優(yōu)點(diǎn)

（1）打擊能量可在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。這一設(shè)計(jì)特點(diǎn)，為用戶在鍛造大中小鍛件時(shí)，有效利用設(shè)備提供了方便，拓寬了設(shè)備的工藝范圍。提醒：有些用戶，為了提高班產(chǎn)量，隨便調(diào)節(jié)打擊能量，導(dǎo)致設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，這樣對設(shè)備是不利的，應(yīng)慎重。（2）足夠的打擊能量。有些廠家生產(chǎn)的電液錘，很多用戶反映打擊無力，達(dá)不到額定打擊能量。其原因是系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題或違反（不懂）電液錘這方面的設(shè)計(jì)理論，犯下了原則性錯(cuò)誤。用戶自己比較，都反映我公司電液錘打擊有勁，能量充足。（3）具有“專用閥”技術(shù)，操作靈活自如。電液錘“專用閥”是控制鍛錘完成全部動(dòng)作功能核心的系統(tǒng)部件，如果“專用閥”系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，就會導(dǎo)致設(shè)備操作不靈活。有些廠家生產(chǎn)的電液錘，操作“重打”動(dòng)作沒問題，其它動(dòng)作，如：輕打、慢升、慢降卻很不靈活，就是這個(gè)原因，而這種問題很容易造成安全事故。（4）動(dòng)力頭箱體梁均衡剛度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。箱體梁是電液錘關(guān)鍵受力部件。箱體梁設(shè)計(jì)為方形箱體而不是階梯形箱體結(jié)構(gòu)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)“有限元”剛度分析設(shè)計(jì)計(jì)算，確保鍛錘打擊時(shí)所產(chǎn)生的沖擊力，不會導(dǎo)致箱體梁變形，影響設(shè)備精度和穩(wěn)定性。而階梯形箱體梁勢必產(chǎn)生兩端剛度不均勻，階梯端剛度薄弱變形，容易導(dǎo)致箱體焊縫開裂漏油，且破壞設(shè)備精度。（5）低的內(nèi)泄，低的能耗。液壓系統(tǒng)“專用閥”屬非標(biāo)液壓元件，存在一定量的內(nèi)泄是不可避免的。但如果內(nèi)泄嚴(yán)重，設(shè)備待機(jī)狀態(tài)下油泵電機(jī)仍將頻繁工作，不但浪費(fèi)電，而且也降低相關(guān)功能件的使用壽命，所以必須嚴(yán)格控制這些“專用閥”的加工精度，大程度減少內(nèi)泄量。我公司“專用閥”全部在高精度數(shù)控機(jī)床上加工，嚴(yán)格保證其設(shè)計(jì)間隙，確保其具有低的內(nèi)泄量和低的能耗。（6）防止油氣互串的獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一是采用高質(zhì)量奧地利進(jìn)口“愛科”牌密封圈；二是在錘桿活塞上，利用“縫隙減壓”原理，使油、氣壓力在活塞上基本平衡，這樣即使密封圈磨損，也不致使大量油液串至氮?dú)馇?。?shí)踐證明，這一獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效防止油氣互串現(xiàn)象的頻繁發(fā)生。（7）系統(tǒng)壓力數(shù)顯停機(jī)安全保護(hù)功能。當(dāng)霍爾開關(guān)（易損件）失效時(shí)，如果操作人員不注意，系統(tǒng)壓力超壓，設(shè)備就會處于高壓溢流狀態(tài)工作，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱，嚴(yán)重者可導(dǎo)致油管爆裂；當(dāng)油管偶然出現(xiàn)斷裂，如果不及時(shí)停機(jī)，就會跑掉很多油。為了避免此類現(xiàn)象發(fā)生后造成不良后果，我公司為系統(tǒng)設(shè)置了超壓和失壓數(shù)顯停機(jī)安全保護(hù)功能，可有效避免不良后果的產(chǎn)生。（8）油液自動(dòng)加熱、冷卻功能。當(dāng)油液溫度低于10℃，系統(tǒng)自動(dòng)對油液進(jìn)行加熱，至20℃時(shí)自動(dòng)停止加熱；當(dāng)油液溫度達(dá)到35℃時(shí)（可調(diào)），冷卻系統(tǒng)自動(dòng)開機(jī)冷卻，冷卻到35℃（可調(diào)），冷卻系統(tǒng)自動(dòng)停止冷卻。油溫超過50℃，系統(tǒng)報(bào)警，55℃自動(dòng)停機(jī)。（9）多霍爾開關(guān)控制功能。第一個(gè)霍爾開關(guān)失效后，不必立即停機(jī)更換，以免影響正在進(jìn)行的生產(chǎn)過程，造成鍛件重復(fù)加熱，浪費(fèi)能源。這時(shí)其它霍爾開關(guān)繼續(xù)控制設(shè)備工作。待完成該班班產(chǎn)后，再停機(jī)更換失效的霍爾開關(guān)。

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我公司電液錘技術(shù)性能保證

7.1滿足三班連續(xù)生產(chǎn)。7.2操作靈活安全，能夠可靠實(shí)現(xiàn)重打、輕打、慢升、慢降、壓錘、上停錘、急收錘功能。保證不會出現(xiàn)“卡錘”、“爬行”等不安全現(xiàn)象。7.3具有足夠的打擊能量，保證不會出現(xiàn)打擊無力（飄錘）現(xiàn)象。

9.1超壓顯示與保護(hù)——系統(tǒng)壓力過高，電機(jī)停止或系統(tǒng)溢流（壓力傳感器、安全閥、保險(xiǎn)閥、熔斷器）9.2失壓顯示與保護(hù)——油管斷裂，系統(tǒng)失壓，電機(jī)停止（數(shù)顯壓力傳感器）9.3油溫顯示與保護(hù)——油溫超標(biāo)，系統(tǒng)報(bào)警（數(shù)顯溫度傳感器）9.4液位顯示與保護(hù)——油箱液位過低，電機(jī)停止（液位傳感器）9.5自動(dòng)卸荷保護(hù)——蓄能器滿，系統(tǒng)卸荷（電磁卸荷閥、霍爾開關(guān)）9.6系統(tǒng)壓力顯示——數(shù)顯耐震壓力表9.7高壓氮?dú)鈮毫︼@示——耐震壓力表9.8低壓氮?dú)鈮毫︼@示——耐震壓力表9.9液位顯示與保護(hù)——液位傳感器。9.10電壓、電流異常顯示與保護(hù)——主控柜內(nèi)相關(guān)元器件。

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