大型擠壓機(jī)耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)過(guò)程

楊支超，王春偉，劉丹丹

（太重天津?yàn)I海重型機(jī)械有限公司 技術(shù)科，天津 300450）

大型擠壓機(jī)耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)過(guò)程

楊支超，王春偉，劉丹丹

（太重天津?yàn)I海重型機(jī)械有限公司 技術(shù)科，天津 300450）

利用鋁板、鋁墊、悶頭、實(shí)心柱塞、擠壓筒內(nèi)襯、試壓墊、手動(dòng)千斤頂、調(diào)整墊片等工裝工具，將我公司生產(chǎn)制造的世界最大的225MN單動(dòng)臥式鋁擠壓機(jī)在33MPa下成功進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)后，各處密封均無(wú)泄漏情況，各接觸面良好，滿足裝配調(diào)試精度要求，達(dá)到了良好的效果。

擠壓機(jī)；耐壓試驗(yàn)；密封；工裝工具

擠壓技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了車(chē)輛、船舶、航空、航天、建筑、通信傳輸、精密電子等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，擠壓機(jī)制造成為世界工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，也逐漸成為我國(guó)工業(yè)發(fā)展的主流設(shè)備之一。225MN單動(dòng)臥式鋁擠壓機(jī)是基于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外擠壓機(jī)的技術(shù)發(fā)展水平而設(shè)計(jì)制造的，是具有國(guó)際先進(jìn)水平的最大臥式擠壓機(jī)。該壓機(jī)采用新式結(jié)構(gòu)，由油泵直接傳動(dòng)產(chǎn)生擠壓力，主要適用于鋁及鋁合金型材、棒材的擠壓加工。該壓機(jī)裝配及調(diào)試難度大，對(duì)整機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)要求和外觀質(zhì)量要求較高，尤其是整機(jī)耐壓試驗(yàn)，通過(guò)利用各種工裝工具，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，最終完成了設(shè)備耐壓試驗(yàn)，滿足了產(chǎn)品生產(chǎn)使用要求。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

225MN單動(dòng)臥式鋁擠壓機(jī)是由預(yù)應(yīng)力框架、主工作缸、側(cè)缸、擠壓梁裝置、擠壓筒裝置、擠壓筒鎖緊缸、移動(dòng)模架裝置、主剪裝置、快換裝置、下導(dǎo)向架裝置、模內(nèi)剪等部件構(gòu)成。整機(jī)受力框架采用先進(jìn)的預(yù)應(yīng)力框架，由前梁和后梁、疊板式“T”形鉤頭拉桿、壓套組成一個(gè)封閉的預(yù)應(yīng)力組合框架。采用專(zhuān)用液壓預(yù)緊工具對(duì)疊板式拉桿全長(zhǎng)施加超壓拉力負(fù)荷，同時(shí)對(duì)壓套施加應(yīng)力，從而使整個(gè)框架處于應(yīng)力預(yù)緊狀態(tài)。在工作載荷下，壓套仍有殘余應(yīng)力，從而保證壓套與前后梁無(wú)間隙。預(yù)緊后機(jī)架整體性強(qiáng)，剛度好。為調(diào)整方便，在前梁、后梁設(shè)有千斤頂頂起位置并帶有若干液壓千斤頂，以方便前后梁精度調(diào)整。本體裝配后外形尺寸16305×15803× 25270，總重量3034.6t，裝配前不僅要考慮裝配場(chǎng)地地基承載能力及場(chǎng)地面積，還要考慮方箱支撐位置和數(shù)量，以及各大型零件的組裝順序及調(diào)試精度的壓力試驗(yàn)。如圖1所示為225MN單動(dòng)臥式鋁擠壓機(jī)整體裝配結(jié)構(gòu)。

圖1 整機(jī)裝配結(jié)構(gòu)

2 耐壓試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備

由于我公司生產(chǎn)制造的225MN擠壓機(jī)的外形結(jié)構(gòu)大，耐壓試驗(yàn)壓力達(dá)33MPa，如按常規(guī)壓機(jī)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，使用的工裝工具長(zhǎng)度及承受的壓力無(wú)法滿足要求。根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)工裝結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 工裝設(shè)計(jì)方案

根據(jù)工裝設(shè)計(jì)方案，分別采購(gòu)?1500×200鋁板和?800×200加工兩端面，根據(jù)車(chē)間現(xiàn)有材料，加工制作?1400×200悶頭、擠壓筒內(nèi)襯及1020×1040× 3100鍛件。

2.2 試驗(yàn)方案

2.2.1 方案一

將?1500×200鋁板、?1400×200悶頭、擠壓筒內(nèi)襯放在產(chǎn)品模座中，并將?1500×200鋁板靠住前梁承壓墊，用行車(chē)吊住1020×1040×3100鍛件，一端靠住擠壓筒內(nèi)襯端面。為節(jié)約耐壓試驗(yàn)用油量，利用產(chǎn)品擠壓筒和擠壓桿，并在擠壓桿前端裝入固定擠壓墊，為保護(hù)固定擠壓墊，在固定擠壓墊前端放入?800×200鋁墊，通過(guò)車(chē)間工藝試車(chē)泵對(duì)主缸供油，鋁墊一端頂住鍛件一端，并按5MPa、10MPa、15MPa逐步升壓，當(dāng)壓力到達(dá)20MPa時(shí)，從設(shè)備中發(fā)出巨大響聲，為保護(hù)產(chǎn)品零件，及時(shí)進(jìn)行釋放壓力，如圖3所示。

圖3 耐壓試驗(yàn)方案一

2.2.2 方案二

將?1500×200鋁板、?1400×200悶頭、擠壓筒內(nèi)襯放在產(chǎn)品模座中，并將?1500×200鋁板靠住前梁承壓墊，用行車(chē)吊住1020×1040×3100鍛件，一端靠住擠壓筒內(nèi)襯端面。為保護(hù)產(chǎn)品零件，拆去擠壓筒和固定擠壓墊，只使用產(chǎn)品擠壓桿，前端裝入固定擠壓墊，為保護(hù)固定擠壓墊，在固定擠壓墊前端放入?800×200鋁墊，通過(guò)車(chē)間工藝試車(chē)泵對(duì)主缸供油，鋁墊一端頂住鍛件一端，并按5MPa、10MPa、15MPa逐步升壓，當(dāng)壓力到達(dá)26MPa時(shí)，?800×200鋁墊開(kāi)始脹裂，壓力無(wú)法達(dá)到耐壓要求，及時(shí)進(jìn)行釋放壓力處理，如圖4所示。

圖4 耐壓試驗(yàn)方案二

2.2.3 方案三

由于鋁墊無(wú)法滿足耐壓試驗(yàn)，經(jīng)討論，決定不用鋁墊和產(chǎn)品擠壓桿進(jìn)行試壓，利用車(chē)間現(xiàn)有工裝擠壓筒內(nèi)襯和試壓墊，制作假擠壓桿。同時(shí)利用產(chǎn)品壓機(jī)的實(shí)心柱塞（材質(zhì)42CrMo）當(dāng)作強(qiáng)壓工具進(jìn)行試壓。由于試壓柱塞規(guī)格為?1680×5050，重86t，根據(jù)裝配現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，主柱塞、擠壓筒在起始位置時(shí)，擠壓筒外殼距前梁內(nèi)端面6140，主剪支架固定在前梁上，距前梁內(nèi)端面2895，所以從立柱上面放入實(shí)心柱塞空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠（只有3245）。如從立柱側(cè)面放入實(shí)心柱塞，擠壓筒外殼距模座端面距離為4120，空間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。將?1500×200鋁板和?1400×200悶頭放在產(chǎn)品模座中，并將實(shí)心柱塞一端放入模座中，頂住悶頭，一端使用450t行車(chē)吊住，利用模座移動(dòng)及450t行車(chē)倒換繩子，將5050長(zhǎng)的試壓柱塞成功放入前梁與擠壓筒外殼之間。假擠壓桿規(guī)格?1100×2100，重15t。由于450t行車(chē)已吊住實(shí)心柱塞，如用其他行車(chē)無(wú)法靠近（行車(chē)間間距近5000），如用倒鏈吊住假擠壓桿，強(qiáng)壓過(guò)程中擠壓筒外殼前后移動(dòng)，無(wú)法固定倒鏈。為了固定假擠壓桿，在加工假擠壓桿過(guò)程中，將假擠壓桿兩對(duì)邊尺寸分別加工成1120和1126，這樣放入擠壓梁大齒圈（尺寸1128）中，既保證裝配方便，又保證利用1126兩邊卡住大齒圈，防止假擠壓桿脫落，通過(guò)手動(dòng)千斤頂和調(diào)整墊片調(diào)整假擠壓桿中心。通過(guò)車(chē)間工藝試車(chē)泵對(duì)主缸供油，將假擠壓桿一端頂住鍛件一端，并按5MPa、10MPa、15MPa逐步升壓，最終壓力達(dá)31.5MPa，并在33MPa下保壓5分鐘，滿足設(shè)備試壓要求。試壓后，各處密封均無(wú)泄漏情況，各接觸面良好，滿足裝配調(diào)試精度要求，達(dá)到了良好效果，如圖5所示。

圖5 耐壓試驗(yàn)方案三

3 結(jié)論

通過(guò)利用各種工裝工具及產(chǎn)品零件，將我公司生產(chǎn)制造的世界最大的225MN單動(dòng)臥式鋁擠壓機(jī)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。經(jīng)幾次試壓試驗(yàn)后，最終達(dá)到設(shè)備耐壓試驗(yàn)要求，滿足裝配調(diào)試精度及產(chǎn)品使用要求，達(dá)到了良好的效果。通過(guò)此方法不僅實(shí)現(xiàn)了大型擠壓機(jī)耐壓試驗(yàn)要求，而且節(jié)省了裝配時(shí)間，使產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃順利完成，也為公司今后生產(chǎn)制造大型擠壓機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

[1]魏 軍.金屬擠壓機(jī)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).機(jī)械工藝工裝標(biāo)準(zhǔn)匯編[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[3] 中國(guó)重型機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì).重型機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)[M].昆明：云南科技出版社，2007.

[4]呂亞臣.重型機(jī)械工藝手冊(cè)[M].哈爾濱：哈爾濱出版社，1998.

[5]TZL 901.1-2002，自制金屬材料標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6]TZW 9016-2002，液壓機(jī)工作缸、柱塞超聲波檢測(cè)方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].

Procedure for pressure test of large extruder

YANG Zhichao,WANG Chunwei,LIU Dandan
（Technology Department,Taiyuan Tianjin Binhai Heavy Industry Co.,Ltd.,Tianjin 300450,China）

By use of tooling such as aluminum plate,aluminum pads,bulkhead,solid plunger,extrusion cylinder liner,pressure test pad,manual jacks and the adjusting shim,the pressure test has been successfully conducted under 33MPa to the world's largest 225MN single horizontal aluminum extrusion press.After the test,there is no leakage of the seal and each contact surface is good,which can meet the requirements of assembly accuracy and achieve good effect.

Extrusion press;Pressure test;Tooling;Seal

TG375

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.01.014

1672-0121（2017）01-0058-03

2016-06-29；

2016-09-06

楊支超（1986-），男，工程師，從事機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化研發(fā)。E-mail：yang-zhichao@163.com