鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)的國產(chǎn)化
2015-04-29 00:00:00常海軍
【摘 要】隨著鋁工業(yè)的迅速發(fā)展，其鑄造設(shè)備起到關(guān)鍵性作用。我國引進(jìn)大量工業(yè)制造設(shè)備，經(jīng)過多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，充分學(xué)習(xí)了相關(guān)技術(shù)的生產(chǎn)流程和制造工藝，為鑄造機(jī)的國產(chǎn)化奠定基礎(chǔ)。鑄造機(jī)的液壓系統(tǒng)通過不斷試驗(yàn)改革，現(xiàn)以半連續(xù)鑄造機(jī)的閉環(huán)液壓系統(tǒng)為主，介紹其控制回路操作，展現(xiàn)其在控制鋁合金鑄造過程中的高可靠性和高精度控制等優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】鋁合金；鑄造機(jī)；閉環(huán)液壓系統(tǒng)；國產(chǎn)化
隨著輕工業(yè)的迅速發(fā)展，鋁工業(yè)作為其中重要的組成部分，其制造技術(shù)受到人們的重要關(guān)注。鋁合金在各行各業(yè)應(yīng)用十分廣泛，同時(shí)在各重要設(shè)備制造中其作用是無可代替的，如在航天航空、交通道路、軍事國防等重要領(lǐng)域，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。改革開放以來，我國大量引進(jìn)國外的各種高科技產(chǎn)品和技術(shù)，帶動(dòng)了我國工業(yè)道路的快速發(fā)展，但隨著國內(nèi)科技技術(shù)要求的提高和國民需求的增加，發(fā)現(xiàn)國外鋁加工設(shè)備的供貨周期較長，成本較高，已經(jīng)難以適應(yīng)我國工業(yè)發(fā)展的需求。對(duì)此，我國大力鼓勵(lì)科技創(chuàng)新，加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的吸收，來加快國內(nèi)鋁加工設(shè)備的國產(chǎn)化發(fā)展。以降低成本、節(jié)能減耗為鋁加工企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)出供貨周期短、性價(jià)比高的鋁加工鑄造設(shè)備，其中半連續(xù)立式鑄造機(jī)采用閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)，引領(lǐng)了鑄造機(jī)國產(chǎn)化的浪潮。
1.鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)的研究
1.1鋁合金鑄造工藝要求
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一種金屬材料，鑄造是其加工工藝中的重要一項(xiàng)程序，其質(zhì)量高低直接影響到后續(xù)工序的精度和成型。鑄造就是將液體金屬澆注到相應(yīng)零件模型的內(nèi)腔中，經(jīng)過冷卻、凝固，最后形成零件或者毛坯的方法。其鑄造工藝流程為，先將鑄造模型設(shè)計(jì)完成，將融化為液體的鋁合金澆注在零件模型的內(nèi)腔，將零件脫模，放入冷卻設(shè)備中冷卻，最后凝固成型。在鑄造的過程中，相應(yīng)的要進(jìn)行鑄造平臺(tái)的升降，完成材料的傳送；流槽和傾翻蓋板升降動(dòng)作，完成材料的澆注和脫模，這些主要控制動(dòng)作都是由液壓系統(tǒng)完成的。
1.2鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)是鑄造設(shè)備中的一個(gè)子系統(tǒng)，主要完成鑄造過程的控制操作，與其它電控和水冷卻系統(tǒng)相互配合和輔助。鑄造機(jī)的系統(tǒng)由鑄造平臺(tái)升降系統(tǒng)控制回路、流槽和傾翻蓋板動(dòng)作控制回路、動(dòng)力組成單元、液壓缸升降速度回路和輔助回路等組成，其控制過程要求精度較高，組成較為復(fù)雜，對(duì)控制回路的設(shè)計(jì)和組成要求較高。鑄造流程主要可分為三個(gè)階段，第一是鋁合金液體的填充，第二鑄造開始位置調(diào)整，第三，鑄造過程中的穩(wěn)定工作。
2.國產(chǎn)化的鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)
通過對(duì)國外技術(shù)的引進(jìn)與學(xué)習(xí)，綜合多年生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)，鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)的國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯。自身的科技創(chuàng)新和國外技術(shù)學(xué)習(xí)使得我國鑄造機(jī)性能提升較快，并能解決購買國外設(shè)備所帶來的不便，國產(chǎn)化的技術(shù)具有供貨周期短、較好的性價(jià)比、便捷的售后服務(wù)、較低的維修費(fèi)用等優(yōu)勢(shì)。其中優(yōu)勢(shì)較為突出的是半連續(xù)立式鑄造機(jī)，其液壓系統(tǒng)經(jīng)過多次改良和設(shè)計(jì)，目前具有和國外相關(guān)技術(shù)相同的功能特性，液壓系統(tǒng)的控制方式可以有效減少能源浪費(fèi)和耗費(fèi)，為我國鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)的國產(chǎn)化發(fā)展速度奠定可靠基礎(chǔ)。
國產(chǎn)化鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)吸收了國外相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合我國發(fā)展鑄造工藝的流程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行創(chuàng)新和改革，形成了目前的半連續(xù)鑄造機(jī)的液壓系統(tǒng)。其液壓系統(tǒng)的動(dòng)作可以分為兩個(gè)部分。
第一，在鑄造機(jī)沒有進(jìn)行鑄造工藝之前，主要進(jìn)行鑄造平臺(tái)的升降動(dòng)作，同時(shí)改變流量壓力的大小控制升降過程中的速度，主要進(jìn)行物料的輸送。
第二，在鑄造工藝結(jié)束或者停止時(shí)，主要進(jìn)行準(zhǔn)備鑄造工藝或者調(diào)整工藝時(shí)流槽的升降動(dòng)作，鑄造與之配套的傾翻蓋板也會(huì)隨著流槽升降而發(fā)生升降動(dòng)作。傾翻平臺(tái)的水平和垂直位置通過設(shè)備上相應(yīng)開關(guān)控制，與此同時(shí)，會(huì)在傾翻液壓缸安置單向平衡閥，來保證其進(jìn)行傾翻動(dòng)作時(shí)平穩(wěn)運(yùn)行。
液壓系統(tǒng)在鑄造過程中起到速度調(diào)節(jié)、保證速度穩(wěn)定變化的作用，同時(shí)液壓系統(tǒng)會(huì)設(shè)置故障緊急處理控制回路，當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，能有效控制回路來避免危險(xiǎn)，可以保證鑄造平臺(tái)升降時(shí)不會(huì)出現(xiàn)巨大故障。
2.1速度液壓控制回路
鑄造速度控制分為開環(huán)電液控制回路和閉環(huán)電液控制回路，相比于開環(huán)控制回路調(diào)速波動(dòng)大、發(fā)生故障不易分析以及受到操作人員的主觀影響等缺點(diǎn)，閉環(huán)電液控制回路具有更有效的信息反饋，具有操作靈活、可調(diào)節(jié)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)殍T造速度的變化會(huì)帶動(dòng)鋁合金液體流量的變化，所以在液壓控制回路中設(shè)置專門的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥來控制液體流量的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥是通過鑄造模型內(nèi)腔的液體容積大小反饋的信息進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的，控制其開閥壓力大小調(diào)節(jié)流量速度，具有更高的可靠性和穩(wěn)定性。
2.2速度控制集成閥
液壓控制系統(tǒng)的液壓缸采用的是變量柱塞泵，由流量計(jì)作為系統(tǒng)的反饋裝置，完成閉環(huán)液壓系統(tǒng)的反饋工作。控制系統(tǒng)將伺服電機(jī)、閥門、控制回路結(jié)合到一起，完成控制閥的速度控制和流量監(jiān)控。由速度控制集成閥和流量計(jì)組成的液壓控制回路有高效的反饋回路，制造精度高，不會(huì)受到外界壓力變化的影響，工作壓力范圍較廣。其精度可得到有效確定，保證了鑄造工業(yè)操作時(shí)的穩(wěn)定，保證鋁合金鑄造后的質(zhì)量合格。液壓系統(tǒng)運(yùn)用了多個(gè)速度控制閥和流量控制閥來確保鑄造過程中各項(xiàng)動(dòng)作的穩(wěn)定和精確，其反饋裝置具有較高的準(zhǔn)確性，使得鑄造過程速度可控，便于靈活操作。
3.結(jié)語
相比于國外相關(guān)設(shè)備，我國鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)存在一定技術(shù)缺陷，但隨著科技創(chuàng)新和加強(qiáng)技術(shù)的學(xué)習(xí)的政策，目前我國所制造的鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)得到進(jìn)一步完善和提高，更適合于國內(nèi)相關(guān)工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)。除了國產(chǎn)化設(shè)備的供貨周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)外，我國國產(chǎn)化鑄造機(jī)也走向節(jié)能減耗、能源可持續(xù)發(fā)展的道路。制造機(jī)液壓系統(tǒng)具有高效、精確、可靠性高等特點(diǎn)，并可以針對(duì)國內(nèi)相關(guān)設(shè)備的條件進(jìn)行改動(dòng)，讓其更適應(yīng)我國工業(yè)化發(fā)展的要求和步伐。
通過對(duì)鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)的充分了解，可知，液壓系統(tǒng)可以高效清潔的利用資源，無污染的提供控制動(dòng)力，使鑄造機(jī)鑄造過程更加穩(wěn)定和可控。相比于國外相關(guān)技術(shù)，我國液壓系統(tǒng)的國產(chǎn)化帶給國民的經(jīng)濟(jì)效益不可估量，也促進(jìn)了相關(guān)工業(yè)設(shè)備的國產(chǎn)化的步伐，真正促進(jìn)我國工業(yè)化的高效可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，我國應(yīng)該加大自主創(chuàng)新的力度，引進(jìn)高科技人才，重視科技發(fā)展，鼓勵(lì)科技交流與合作，為更多國產(chǎn)化設(shè)備走向市場、走向世界鋪平道路。 [科]
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