不銹鋼管擠壓機有多種類型,有機械擠壓機和液壓擠壓機(液壓擠壓機又有水壓和油壓之分);立式擠壓機和臥式擠壓機,一般機械擠壓機以立式居多,而液壓擠壓機則以臥式居多;此外還有三柱式擠壓機和四柱式擠壓機之分,一般老式擠壓機有不少是三柱式的,而三柱式擠壓機又有正三角“Δ”和倒三角“V”布置之分,現代擠壓機都已普遍采用四柱式。原上鋼五廠的40MN(4000t)擠壓機是二柱式擠壓機,但由于二柱式擠壓機擠壓時的擠壓中心線調整要求與兩根張力柱的中心線在同一個平面內。否則,任何原因所引起擠壓中心線的偏離,都將導致不(bu)銹鋼管(guan)和空心型材擠壓時的壁厚不均。因此,二柱式臥式擠壓機不適合擠壓(ya)不(bu)銹鋼管和空心異形材,只能用于擠壓實心的棒材和型材。
目前,廣泛使用的(de)四(si)柱式臥(wo)式擠(ji)壓(ya)機(ji)一般為(wei)500~6000t級(ji),并有(you)向大噸(dun)位擠(ji)壓(ya)機(ji)發(fa)展(zhan)的(de)趨勢,10000t級(ji)的(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)已在(zai)不(bu)少(shao)國(guo)家使用。美國(guo)的(de)空軍部(bu)門于20世紀中(zhong)(zhong)就(jiu)已建(jian)成了6臺12000t級(ji)的(de)大型擠(ji)壓(ya)機(ji),3臺用于擠(ji)壓(ya)鋁合(he)金,3臺用于擠(ji)壓(ya)鋼及難(nan)熔合(he)金,柯(ke)蒂斯·萊(lai)特公司建(jian)成的(de)一臺120MN(12000t)的(de)擠(ji)壓(ya)機(ji),就(jiu)是其(qi)中(zhong)(zhong)擠(ji)壓(ya)鋼材的(de)一臺。
表8-29中(zhong)(zhong)所(suo)列是國(guo)外一些擠壓機(ji)的(de)結構及使用情況,可(ke)以看(kan)出,臥式液壓擠壓機(ji)中(zhong)(zhong),四柱式使用得比(bi)較普遍(bian),且擠壓機(ji)上都(dou)具(ju)有內置(zhi)式穿(chuan)孔系統(tong)的(de)結構,同時可(ke)以生(sheng)產不銹鋼(gang)管、棒(bang)、型(xing)材。


表(biao)8-30為英國(guo)菲爾汀(ting)設計(ji)公司于1973年后設計(ji)制(zhi)造投產的兩臺臥式管型材(cai)擠壓(ya)機的主要技術性(xing)能。

四(si)柱(zhu)(zhu)臥(wo)式(shi)(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)如圖8-29所(suo)示,可以(yi)(yi)看出(chu),四(si)柱(zhu)(zhu)式(shi)(shi)、臥(wo)式(shi)(shi)并設有(you)內置式(shi)(shi)獨立的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)系統(tong)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),由(you)前(qian)(qian)(qian)橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)、后橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)、主(zhu)(zhu)柱(zhu)(zhu)塞(sai)活動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)和(he)(he)穿(chuan)孔(kong)柱(zhu)(zhu)塞(sai)活動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)等部分組成(cheng)。后橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)固(gu)定(ding)在(zai)(zai)基(ji)礎上(shang),前(qian)(qian)(qian)橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)則通(tong)過滑(hua)動(dong)(dong)軸承或滑(hua)軌可以(yi)(yi)隨著擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力的(de)(de)大小前(qian)(qian)(qian)后浮(fu)動(dong)(dong)。前(qian)(qian)(qian)后橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)通(tong)過4根張(zhang)力柱(zhu)(zhu)連結在(zai)(zai)一起形成(cheng)剛(gang)性(xing)框架結構。主(zhu)(zhu)柱(zhu)(zhu)塞(sai)動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)由(you)主(zhu)(zhu)缸(gang)和(he)(he)回程(cheng)缸(gang)帶(dai)動(dong)(dong),穿(chuan)孔(kong)動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)由(you)穿(chuan)孔(kong)缸(gang)和(he)(he)回程(cheng)缸(gang)帶(dai)動(dong)(dong),按(an)照(zhao)工藝(yi)程(cheng)序(xu)在(zai)(zai)基(ji)礎滑(hua)道上(shang)移動(dong)(dong)。擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿固(gu)定(ding)在(zai)(zai)主(zhu)(zhu)柱(zhu)(zhu)塞(sai)上(shang),而芯棒(bang)系統(tong)固(gu)定(ding)在(zai)(zai)穿(chuan)孔(kong)動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)上(shang)。擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒則由(you)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒移動(dong)(dong)缸(gang)帶(dai)動(dong)(dong),并鎖(suo)緊和(he)(he)松開。擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)所(suo)有(you)動(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)的(de)(de)前(qian)(qian)(qian)后移動(dong)(dong)都可以(yi)(yi)在(zai)(zai)基(ji)礎滑(hua)道上(shang)自如的(de)(de)進(jin)行。擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)同(tong)時還設有(you)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)中心(xin)線的(de)(de)調整機(ji)構,以(yi)(yi)確保設備磨損時不致影響到擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)中心(xin)線,保證(zheng)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)產(chan)品的(de)(de)質量。

液壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)管型材擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)一(yi)(yi)般都(dou)是(shi)制造成臥式擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji),其噸(dun)位可以(yi)在(zai)(zai)600~33000噸(dun),供(gong)給擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)作為動力(li)源的(de)(de)(de)高壓(ya)(ya)水的(de)(de)(de)工(gong)作壓(ya)(ya)力(li)都(dou)在(zai)(zai)24~32MPa.一(yi)(yi)臺(tai)具有(you)單擠(ji)壓(ya)(ya)筒和帶(dai)有(you)雙工(gong)位的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)式或抽屜式模架的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji),其裝入(ru)空心坯料(liao)、清除擠(ji)壓(ya)(ya)余(yu)料(liao)、清理擠(ji)壓(ya)(ya)筒內襯以(yi)及其他方面的(de)(de)(de)所有(you)輔助工(gong)序(xu)都(dou)在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)中心線上完成,且不(bu)是(shi)在(zai)(zai)主要工(gong)序(xu)的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)內同時(shi)完成的(de)(de)(de),結構上不(bu)是(shi)屬于(yu)先進的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji),其生(sheng)產能(neng)(neng)力(li)每小時(shi)可以(yi)達到60~80次(圖(tu)8-30).而高生(sheng)產率的(de)(de)(de)現(xian)代(dai)化(hua)管型材擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)配置有(you)在(zai)(zai)旋轉(zhuan)框架內的(de)(de)(de)兩個擠(ji)壓(ya)(ya)筒,使(shi)大部分(fen)輔助工(gong)序(xu)與主要工(gong)序(xu)同時(shi)完成,使(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)生(sheng)產能(neng)(neng)力(li)提高到每小時(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)100~120次(圖(tu)8-30)。
美(mei)國 Lone Star 鋼廠的(de)(de)55MN(5500t)臥式鋼管(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)是由 Mannesmann-Meer提(ti)供技術和Fielding公司(si)共同設(she)計制造的(de)(de)。該擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)采用了雙(shuang)工(gong)位(wei),能軸(zhou)向(xiang)移動和轉(zhuan)動的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)筒座上安(an)置(zhi)2個坯料擠(ji)(ji)壓(ya)筒,用安(an)裝(zhuang)在雙(shuang)工(gong)位(wei)旋轉(zhuan)模架(jia)上的(de)(de)2只模子生產(chan)(chan)石油(you)管(guan)和不銹鋼管(guan)產(chan)(chan)品。5500t臥式鋼管(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)主要性能如下:

擠壓機(ji)公稱壓力 5500t
總(zong)擠(ji)壓力(li)等級 5500t,4000t,1500t
擠壓力(li)等(deng)級(當扣除回程力(li)時) 4950t,3150t
該擠壓機配備有(you)不銹(xiu)鋼管擠壓次數(shu)的自動計數(shu)器。
近代所(suo)有的(de)快速水(shui)力(li)(li)擠壓(ya)(ya)(ya)機都(dou)配備有一(yi)(yi)個(ge)高壓(ya)(ya)(ya)水(shui)蓄(xu)(xu)力(li)(li)器。就像自由鍛造壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)機一(yi)(yi)樣(yang)(yang),擠壓(ya)(ya)(ya)機具(ju)有幾級(ji)不(bu)同的(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)。如(ru)20世紀50年代末(mo)期(qi)建成的(de)一(yi)(yi)些(xie)鋼管(guan)和型鋼擠壓(ya)(ya)(ya)機,不(bu)再采用一(yi)(yi)個(ge)單(dan)獨的(de)3000t水(shui)壓(ya)(ya)(ya)缸(只能用減(jian)小蓄(xu)(xu)力(li)(li)器中壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)辦(ban)法(fa)來變(bian)換擠壓(ya)(ya)(ya)機的(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)),而改用一(yi)(yi)種(zhong)可(ke)以在500~3000t,按6個(ge)不(bu)同等級(ji)來變(bian)換壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)擠壓(ya)(ya)(ya)機。這樣(yang)(yang)就使擠壓(ya)(ya)(ya)機的(de)應用范圍擴大很(hen)多。
擠(ji)(ji)壓(ya)筒對于(yu)模子的(de)(de)位置固定不變,這(zhe)就(jiu)要求送(song)錠(ding)器具有不同的(de)(de)長度,以適(shi)應坯(pi)料(liao)在較長的(de)(de)范(fan)圍(wei)內變化,通(tong)常送(song)錠(ding)器被設計成1號(hao)(hao)和2號(hao)(hao)兩部分,在自動(dong)操作中,當擠(ji)(ji)壓(ya)桿(gan)將坯(pi)料(liao)推進擠(ji)(ji)壓(ya)筒一定長度時(shi),1號(hao)(hao)送(song)錠(ding)器自動(dong)退出,2號(hao)(hao)送(song)錠(ding)器繼續(xu)送(song)坯(pi)料(liao)進擠(ji)(ji)壓(ya)筒,直至擠(ji)(ji)壓(ya)筒的(de)(de)端面位置。此(ci)外,為了節省(sheng)時(shi)間和高壓(ya)水,要盡可能地(di)縮短行程長度。
在(zai)不(bu)銹鋼管和型鋼擠壓(ya)機(ji)上(shang)(shang),目(mu)前尚不(bu)能在(zai)同一(yi)個過(guo)程(cheng)中(zhong)、在(zai)同一(yi)臺(tai)擠壓(ya)機(ji)上(shang)(shang)進行(xing)擠壓(ya)和穿(chuan)孔(kong)(kong)兩個工(gong)序(xu)。這是(shi)因(yin)為(wei)在(zai)長鋼坯穿(chuan)孔(kong)(kong)之(zhi)后(hou),要保持(chi)玻璃潤滑劑薄膜(mo)是(shi)困難的。因(yin)此,當空心坯進行(xing)擠壓(ya)時,移動(dong)穿(chuan)孔(kong)(kong)芯(xin)棒所需(xu)要的壓(ya)力就比(bi)較小了。這樣在(zai)主柱塞中(zhong)所裝(zhuang)設的穿(chuan)孔(kong)(kong)芯(xin)棒移動(dong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)做成內置(zhi)(zhi)式的穿(chuan)孔(kong)(kong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)就能夠滿足(zu)工(gong)藝要求了。
在(zai)具有(you)多級(ji)壓(ya)力的擠壓(ya)機上,也可(ke)(ke)(ke)以(yi)利用一(yi)個(ge)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)在(zai)外面的水(shui)(shui)壓(ya)缸,借助(zhu)這(zhe)個(ge)水(shui)(shui)壓(ya)缸可(ke)(ke)(ke)以(yi)用來移動或固定芯棒,或者作(zuo)為一(yi)個(ge)獨立的穿(chuan)孔(kong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi),成為外置(zhi)(zhi)式的穿(chuan)孔(kong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)。并且,這(zhe)個(ge)水(shui)(shui)壓(ya)缸往(wang)往(wang)可(ke)(ke)(ke)以(yi)加(jia)到主水(shui)(shui)壓(ya)缸的任何一(yi)個(ge)組合中,形成多級(ji)壓(ya)力的擠壓(ya)機。
近(jin)代的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),由(you)于極高的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)速(su)度(du)和空程速(su)度(du),因而要求采用(yong)特殊(shu)的(de)(de)措施來進行安(an)裝(zhuang)。對于低速(su)工作的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)來說,主液壓(ya)(ya)(ya)(ya)缸可以(yi)安(an)裝(zhuang)在地腳(jiao)板上,而地腳(jiao)板再固定(ding)在基礎上。而對于高速(su)工作的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),基礎就必須能(neng)承受(shou)沖擊負荷。
為了避免沖擊,必(bi)須將擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)的前(qian)梁安(an)裝在(zai)活動(dong)的地腳板上,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi),前(qian)梁通過(guo)滑(hua)動(dong)軸承可(ke)以隨(sui)(sui)著(zhu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力的大(da)小,在(zai)軌道上前(qian)后(hou)浮動(dong)。因(yin)此在(zai)操縱閥(fa)和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)之間的所有高壓(ya)(ya)管道都必(bi)然(ran)要適(shi)應(ying)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)前(qian)梁在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過(guo)程中隨(sui)(sui)著(zhu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力的變化前(qian)后(hou)浮動(dong)。
為(wei)了提高(gao)擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)(de)生產能(neng)力,擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)(de)很多(duo)動作(zuo)以及輔(fu)助設備的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)周期應該實現自(zi)動化(hua)或半(ban)(ban)自(zi)動化(hua)操(cao)(cao)作(zuo)。只(zhi)有當(dang)一些動作(zuo)相互(hu)交叉地(di)進(jin)行,才有可能(neng)縮短擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)周期。因此,需要(yao)特別注意使擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)(de)各個相關部分在(zai)擠(ji)壓(ya)過(guo)程中所處的(de)(de)(de)位置,不(bu)致被(bei)隨后的(de)(de)(de)動作(zuo)所干擾。在(zai)半(ban)(ban)自(zi)動化(hua)或自(zi)動化(hua)操(cao)(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)情況下(xia),必須(xu)有轉換為(wei)手動或者按鈕操(cao)(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)可能(neng)性(譬如在(zai)進(jin)行擠(ji)壓(ya)機(ji)調整或空載行程時)。
當(dang)擠(ji)(ji)壓(ya)機要(yao)達(da)到(dao)60~80根/h的生產率(lv),在(zai)(zai)坯料和擠(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)的運送當(dang)中就不能有(you)停(ting)歇時間。同(tong)時,裝(zhuang)(zhuang)料器退出(chu)的速度也不能慢。在(zai)(zai)這樣高的生產效率(lv)的情況(kuang)下(xia),裝(zhuang)(zhuang)料器必(bi)須在(zai)(zai)裝(zhuang)(zhuang)有(you)主缸的后(hou)橫梁向前運動的時候就迅速地退出(chu)。擠(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)的收集裝(zhuang)(zhuang)置必(bi)須在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)余(yu)料被(bei)推出(chu)后(hou),將(jiang)其(qi)收集起(qi)來,并且將(jiang)壓(ya)余(yu)連(lian)同(tong)擠(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)一起(qi)送到(dao)一個(ge)墊(dian)片分(fen)離(li)裝(zhuang)(zhuang)置上,將(jiang)擠(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)同(tong)壓(ya)余(yu)分(fen)離(li)開。此后(hou),擠(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)便(bian)自動地進(jin)入一個(ge)冷(leng)(leng)卻(que)系統進(jin)行(xing)冷(leng)(leng)卻(que),然(ran)后(hou)再送回擠(ji)(ji)壓(ya)機繼續使用。
在擠(ji)壓(ya)車間(jian)里,由于玻璃(li)潤滑劑(ji)粉末的(de)沉積(ji),往(wang)(wang)往(wang)(wang)會造成機械的(de)一些(xie)滑動(dong)部(bu)件(jian)在擠(ji)壓(ya)時(shi)很快地磨損。因此,防(fang)護不便或不夠的(de)部(bu)件(jian)都(dou)采(cai)用(yong)特殊的(de)材(cai)料來制作(zuo),這(zhe)些(xie)材(cai)料不是(shi)同玻璃(li)不起作(zuo)用(yong)就(jiu)是(shi)易于清(qing)除殘留在上(shang)面的(de)玻璃(li)。而對于像(xiang)主柱塞或其(qi)他運動(dong)部(bu)件(jian)上(shang)不可(ke)能這(zhe)樣做(zuo)時(shi),就(jiu)用(yong)可(ke)移動(dong)的(de)或固(gu)定的(de)罩(zhao)子或可(ke)伸縮的(de)軟性的(de)折疊(die)物(俗稱手風琴)遮蓋起來,并且(qie)加以密(mi)封(feng),防(fang)止玻璃(li)粉末進入(ru)。
此外,適(shi)當的(de)壓力潤滑也(ye)可以使(shi)一些部件免受玻(bo)璃(li)粉沉(chen)積的(de)影響。
根據德國工(gong)廠(chang)的(de)(de)經驗(yan),對于擠壓(ya)速(su)度的(de)(de)要求是在設計(ji)壓(ya)力達到(dao)(dao)80%~90%的(de)(de)時候,就應(ying)該能夠得到(dao)(dao)所要求的(de)(de)擠壓(ya)速(su)度。因(yin)此,建(jian)議(yi)采(cai)用以下的(de)(de)關系式來(lai)確定建(jian)立水(shui)(shui)泵房時的(de)(de)高壓(ya)水(shui)(shui)效率:

有(you)些擠壓機(ji),這個效率僅(jin)僅(jin)只有(you)在40%~60%的范圍內操(cao)作(zuo),有(you)時還要低一些。幾乎在所(suo)有(you)的情況下(xia),此效率低的原因都是由于(yu)(yu)水力系統的結(jie)構不(bu)良,而由于(yu)(yu)擠壓機(ji)使用不(bu)好(hao)的僅(jin)僅(jin)只有(you)小部分。
至今擠壓(ya)機絕大(da)部分都(dou)還(huan)是采用(yong)水(shui)來傳動。當要求在(zai)一(yi)個(ge)短時間內(nei)具(ju)有(you)很高(gao)的(de)(de)速度(du),就必須有(you)一(yi)個(ge)高(gao)壓(ya)水(shui)蓄力器,因(yin)為在(zai)很短的(de)(de)擠壓(ya)時間(2~4s)內(nei)所(suo)需要的(de)(de)水(shui)量(liang)是非常大(da)的(de)(de)。當采用(yong)直接傳動時,所(suo)安設的(de)(de)水(shui)泵能力就要很大(da)。水(shui)在(zai)一(yi)個(ge)封閉的(de)(de)系(xi)統中(zhong),并且在(zai)水(shui)里加(jia)入1%~1.5%的(de)(de)油,既避免(mian)設備生銹,同時還(huan)可以起到(dao)潤滑劑(ji)的(de)(de)作用(yong)。
近年(nian)來所安裝的(de)高(gao)壓(ya)(ya)水(shui)泵房(fang),幾乎大(da)部分都是采用32MPa(約(yue)316個大(da)氣(qi)壓(ya)(ya)),大(da)家都把這一壓(ya)(ya)力(li)看(kan)作為(wei)各種不同因素的(de)最為(wei)有利的(de)綜合指(zhi)標。如果(guo)(guo)水(shui)的(de)壓(ya)(ya)力(li)低,則活塞(sai)、閥門和輸送管道的(de)斷面尺寸就要(yao)加大(da),同時,由于擠壓(ya)(ya)機要(yao)求具有高(gao)的(de)工作速度,如果(guo)(guo)壓(ya)(ya)力(li)低,水(shui)的(de)流量就會很大(da),這樣對設備(bei)有害。
可以從(cong)一(yi)(yi)個集中的(de)蓄力總站得到(dao)更(geng)(geng)高(gao)的(de)壓(ya)力。這(zhe)對于擠壓(ya)機(ji)(ji)和穿孔機(ji)(ji)聯合(he)操作的(de)時候特(te)別有利。同(tong)時,這(zhe)也是一(yi)(yi)種很經(jing)濟的(de)工作方法,可以使(shi)大型的(de)不(bu)銹鋼(gang)管和型鋼(gang)擠壓(ya)機(ji)(ji)得到(dao)3~5個或(huo)者更(geng)(geng)多的(de)壓(ya)力等級,這(zhe)樣就可以同(tong)時經(jing)濟合(he)理地(di)適應各種不(bu)同(tong)產品規格的(de)生產。

