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,都將導致不銹鋼管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不銹(xiu)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(fan)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)四柱式(shi)(shi)臥式(shi)(shi)擠壓機(ji)一般為500~6000t級,并有向大噸位擠壓機(ji)發(fa)展的(de)(de)(de)(de)趨勢,10000t級的(de)(de)(de)(de)擠壓機(ji)已在不(bu)少國家(jia)使用(yong)。美(mei)國的(de)(de)(de)(de)空軍部(bu)門于(yu)20世紀中就(jiu)已建(jian)成了6臺(tai)(tai)(tai)12000t級的(de)(de)(de)(de)大型擠壓機(ji),3臺(tai)(tai)(tai)用(yong)于(yu)擠壓鋁(lv)合金,3臺(tai)(tai)(tai)用(yong)于(yu)擠壓鋼(gang)(gang)及難熔合金,柯蒂斯·萊特公司建(jian)成的(de)(de)(de)(de)一臺(tai)(tai)(tai)120MN(12000t)的(de)(de)(de)(de)擠壓機(ji),就(jiu)是其中擠壓鋼(gang)(gang)材的(de)(de)(de)(de)一臺(tai)(tai)(tai)。
表8-29中所(suo)列是國外一(yi)些擠壓機的(de)結(jie)構及使用(yong)情況,可以看出,臥(wo)式液壓擠壓機中,四柱(zhu)式使用(yong)得比(bi)較普遍,且擠壓機上都具有(you)內置(zhi)式穿孔系統的(de)結(jie)構,同(tong)時可以生產不銹鋼(gang)管、棒、型材。
表8-30為英(ying)國菲爾汀設(she)計公(gong)司于1973年后設(she)計制造投產的兩臺臥(wo)式管型材擠(ji)壓機(ji)的主要技術性能。
四(si)柱(zhu)臥式(shi)擠(ji)壓機如圖(tu)8-29所(suo)示,可以看出,四(si)柱(zhu)式(shi)、臥式(shi)并(bing)設(she)有內(nei)置式(shi)獨立的(de)穿孔(kong)(kong)系統的(de)擠(ji)壓機,由(you)前橫梁(liang)(liang)(liang)、后(hou)橫梁(liang)(liang)(liang)、主柱(zhu)塞活動(dong)梁(liang)(liang)(liang)和穿孔(kong)(kong)柱(zhu)塞活動(dong)梁(liang)(liang)(liang)等部分組成(cheng)(cheng)。后(hou)橫梁(liang)(liang)(liang)固(gu)(gu)定在基(ji)礎上(shang),前橫梁(liang)(liang)(liang)則通過滑(hua)動(dong)軸承或滑(hua)軌(gui)可以隨著擠(ji)壓力(li)的(de)大小前后(hou)浮動(dong)。前后(hou)橫梁(liang)(liang)(liang)通過4根張(zhang)力(li)柱(zhu)連結(jie)在一起形成(cheng)(cheng)剛性框架(jia)結(jie)構。主柱(zhu)塞動(dong)梁(liang)(liang)(liang)由(you)主缸(gang)和回程缸(gang)帶動(dong),穿孔(kong)(kong)動(dong)梁(liang)(liang)(liang)由(you)穿孔(kong)(kong)缸(gang)和回程缸(gang)帶動(dong),按照工(gong)藝程序在基(ji)礎滑(hua)道上(shang)移(yi)(yi)動(dong)。擠(ji)壓桿(gan)固(gu)(gu)定在主柱(zhu)塞上(shang),而芯棒系統固(gu)(gu)定在穿孔(kong)(kong)動(dong)梁(liang)(liang)(liang)上(shang)。擠(ji)壓筒則由(you)擠(ji)壓筒移(yi)(yi)動(dong)缸(gang)帶動(dong),并(bing)鎖緊和松開。擠(ji)壓機所(suo)有動(dong)梁(liang)(liang)(liang)的(de)前后(hou)移(yi)(yi)動(dong)都可以在基(ji)礎滑(hua)道上(shang)自如的(de)進行(xing)。擠(ji)壓機同(tong)時(shi)還設(she)有擠(ji)壓中(zhong)心(xin)線(xian)的(de)調整機構,以確保設(she)備(bei)磨損(sun)時(shi)不致影響(xiang)到(dao)擠(ji)壓機的(de)中(zhong)心(xin)線(xian),保證擠(ji)壓產品的(de)質量(liang)。
液(ye)壓(ya)(ya)的(de)管(guan)(guan)型材擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)一(yi)般都(dou)(dou)是制造(zao)成(cheng)臥式(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),其(qi)噸位可以(yi)(yi)在(zai)600~33000噸,供(gong)給擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)作(zuo)為動力(li)源的(de)高壓(ya)(ya)水的(de)工(gong)作(zuo)壓(ya)(ya)力(li)都(dou)(dou)在(zai)24~32MPa.一(yi)臺具(ju)有(you)(you)單(dan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)和(he)帶有(you)(you)雙工(gong)位的(de)旋轉式(shi)或(huo)抽屜式(shi)模架(jia)(jia)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),其(qi)裝入空心坯料(liao)、清(qing)除(chu)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)余料(liao)、清(qing)理擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)內襯以(yi)(yi)及其(qi)他方面的(de)所有(you)(you)輔(fu)(fu)助工(gong)序(xu)都(dou)(dou)在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)中心線上完(wan)成(cheng),且不是在(zai)主(zhu)要工(gong)序(xu)的(de)時間內同時完(wan)成(cheng)的(de),結(jie)構上不是屬于先(xian)進(jin)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),其(qi)生產能(neng)力(li)每(mei)小(xiao)時可以(yi)(yi)達到(dao)60~80次(ci)(圖(tu)8-30).而高生產率的(de)現代化管(guan)(guan)型材擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)配(pei)置(zhi)有(you)(you)在(zai)旋轉框架(jia)(jia)內的(de)兩個擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong),使(shi)大(da)部分輔(fu)(fu)助工(gong)序(xu)與主(zhu)要工(gong)序(xu)同時完(wan)成(cheng),使(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)生產能(neng)力(li)提(ti)高到(dao)每(mei)小(xiao)時擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)100~120次(ci)(圖(tu)8-30)。
美國 Lone Star 鋼(gang)廠的(de)55MN(5500t)臥式(shi)鋼(gang)管擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji)是由 Mannesmann-Meer提供技術和(he)(he)Fielding公(gong)司共同設計制(zhi)造的(de)。該擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji)采用了雙工位,能軸向移動和(he)(he)轉(zhuan)動的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)座上安(an)(an)置(zhi)2個(ge)坯料(liao)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒(tong),用安(an)(an)裝在雙工位旋轉(zhuan)模架上的(de)2只模子生產石油管和(he)(he)不銹鋼(gang)管產品(pin)。5500t臥式(shi)鋼(gang)管擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji)的(de)主要性能如下:
擠壓(ya)機公稱壓(ya)力 5500t
總擠壓力等級 5500t,4000t,1500t
擠壓力(li)等(deng)級(當扣除回程力(li)時) 4950t,3150t
該(gai)擠壓機配(pei)備有(you)不銹鋼管擠壓次數(shu)的自動計(ji)數(shu)器。
近(jin)代所有的(de)(de)快速水力(li)(li)(li)(li)擠(ji)壓(ya)機都配備有一(yi)個高壓(ya)水蓄(xu)力(li)(li)(li)(li)器。就像自由鍛(duan)造(zao)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)機一(yi)樣,擠(ji)壓(ya)機具有幾級不(bu)(bu)同的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)。如20世紀(ji)50年代末(mo)期建成的(de)(de)一(yi)些鋼(gang)管和型鋼(gang)擠(ji)壓(ya)機,不(bu)(bu)再采用一(yi)個單獨的(de)(de)3000t水壓(ya)缸(只能用減(jian)小蓄(xu)力(li)(li)(li)(li)器中(zhong)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)辦(ban)法來變換擠(ji)壓(ya)機的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)(li)(li)),而改用一(yi)種可以在500~3000t,按(an)6個不(bu)(bu)同等(deng)級來變換壓(ya)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)機。這樣就使擠(ji)壓(ya)機的(de)(de)應用范圍擴大很多(duo)。
擠(ji)(ji)壓(ya)筒對(dui)于模(mo)子的位(wei)置(zhi)固定(ding)不(bu)(bu)變,這就要(yao)求(qiu)送(song)(song)錠(ding)(ding)器(qi)具(ju)有不(bu)(bu)同的長度(du),以適應坯(pi)料(liao)在較長的范圍內變化(hua),通常送(song)(song)錠(ding)(ding)器(qi)被設(she)計(ji)成1號和2號兩部分,在自動操作(zuo)中(zhong),當(dang)擠(ji)(ji)壓(ya)桿將坯(pi)料(liao)推進(jin)擠(ji)(ji)壓(ya)筒一定(ding)長度(du)時(shi),1號送(song)(song)錠(ding)(ding)器(qi)自動退出,2號送(song)(song)錠(ding)(ding)器(qi)繼續送(song)(song)坯(pi)料(liao)進(jin)擠(ji)(ji)壓(ya)筒,直至擠(ji)(ji)壓(ya)筒的端面(mian)位(wei)置(zhi)。此外,為了節省時(shi)間(jian)和高壓(ya)水,要(yao)盡可能地(di)縮短(duan)行程長度(du)。
在(zai)不銹鋼(gang)管和(he)(he)型鋼(gang)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)上,目前尚不能(neng)在(zai)同(tong)一個(ge)過(guo)程中、在(zai)同(tong)一臺擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)上進(jin)(jin)行擠(ji)壓(ya)(ya)和(he)(he)穿孔兩(liang)個(ge)工序。這(zhe)是因為(wei)在(zai)長鋼(gang)坯(pi)穿孔之后,要(yao)保持玻璃潤滑劑薄膜是困難(nan)的。因此,當空心坯(pi)進(jin)(jin)行擠(ji)壓(ya)(ya)時,移(yi)動(dong)穿孔芯(xin)棒所需要(yao)的壓(ya)(ya)力就(jiu)(jiu)比(bi)較小了。這(zhe)樣(yang)在(zai)主柱塞中所裝設的穿孔芯(xin)棒移(yi)動(dong)裝置(zhi)做成內置(zhi)式的穿孔裝置(zhi)就(jiu)(jiu)能(neng)夠滿(man)足(zu)工藝要(yao)求了。
在具有(you)多級(ji)壓(ya)(ya)力的擠(ji)壓(ya)(ya)機上,也可以(yi)利用一個裝(zhuang)置在外面的水(shui)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang),借助這(zhe)個水(shui)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)可以(yi)用來(lai)移動或(huo)固定芯棒,或(huo)者作為一個獨立(li)的穿孔裝(zhuang)置,成為外置式的穿孔裝(zhuang)置。并且,這(zhe)個水(shui)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)往往可以(yi)加到主水(shui)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)的任何一個組合中,形成多級(ji)壓(ya)(ya)力的擠(ji)壓(ya)(ya)機。
近代(dai)的(de)(de)擠壓(ya)機,由于(yu)極高的(de)(de)擠壓(ya)速(su)(su)度和空程速(su)(su)度,因而要(yao)求(qiu)采用(yong)特殊的(de)(de)措施來進行安裝。對于(yu)低(di)速(su)(su)工(gong)作的(de)(de)擠壓(ya)機來說(shuo),主液(ye)壓(ya)缸(gang)可以安裝在地腳板(ban)上,而地腳板(ban)再固定在基(ji)(ji)礎(chu)上。而對于(yu)高速(su)(su)工(gong)作的(de)(de)擠壓(ya)機,基(ji)(ji)礎(chu)就必須能承(cheng)受沖擊負荷。
為了避免沖擊,必須將(jiang)擠(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)前(qian)梁安裝在活動(dong)的(de)(de)地(di)腳板上(shang),擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi),前(qian)梁通過(guo)滑動(dong)軸承可以隨著擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)大小,在軌道上(shang)前(qian)后浮動(dong)。因此(ci)在操縱閥和擠(ji)壓(ya)(ya)機之間的(de)(de)所有高壓(ya)(ya)管(guan)道都必然要適應擠(ji)壓(ya)(ya)機前(qian)梁在擠(ji)壓(ya)(ya)過(guo)程中(zhong)隨著擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)變(bian)化前(qian)后浮動(dong)。
為了提高擠(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)生(sheng)產能力(li),擠(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)很多動(dong)作(zuo)(zuo)以及輔助設(she)備的(de)(de)工作(zuo)(zuo)周(zhou)期(qi)應該(gai)實現自(zi)動(dong)化(hua)或半自(zi)動(dong)化(hua)操作(zuo)(zuo)。只有當一些動(dong)作(zuo)(zuo)相互交叉地進行(xing)(xing),才有可能縮短擠(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)工作(zuo)(zuo)周(zhou)期(qi)。因此,需要特別(bie)注意使擠(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)各個相關部(bu)分在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)過(guo)程(cheng)中所(suo)處(chu)的(de)(de)位置,不致(zhi)被隨后的(de)(de)動(dong)作(zuo)(zuo)所(suo)干擾。在(zai)半自(zi)動(dong)化(hua)或自(zi)動(dong)化(hua)操作(zuo)(zuo)的(de)(de)情況下,必須有轉換為手動(dong)或者按鈕操作(zuo)(zuo)的(de)(de)可能性(譬如在(zai)進行(xing)(xing)擠(ji)壓(ya)(ya)機調整(zheng)或空載(zai)行(xing)(xing)程(cheng)時)。
當擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)機要達到(dao)60~80根/h的(de)生產率(lv),在(zai)坯料(liao)和擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)運送(song)(song)當中就不能有停歇時間(jian)。同時,裝(zhuang)料(liao)器退出的(de)速度也不能慢(man)。在(zai)這(zhe)樣高的(de)生產效(xiao)率(lv)的(de)情況下,裝(zhuang)料(liao)器必(bi)須(xu)在(zai)裝(zhuang)有主缸的(de)后(hou)橫梁向前運動的(de)時候就迅(xun)速地退出。擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)收集裝(zhuang)置必(bi)須(xu)在(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)余料(liao)被推出后(hou),將其(qi)收集起(qi)來,并且將壓(ya)(ya)(ya)(ya)余連同擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)一起(qi)送(song)(song)到(dao)一個墊(dian)(dian)片分(fen)離(li)裝(zhuang)置上(shang),將擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)同壓(ya)(ya)(ya)(ya)余分(fen)離(li)開。此(ci)后(hou),擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)便自動地進入一個冷卻(que)系統進行冷卻(que),然(ran)后(hou)再送(song)(song)回(hui)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)機繼續使(shi)用(yong)。
在擠壓(ya)(ya)車間里,由于玻(bo)璃潤滑劑粉末的(de)(de)沉(chen)積,往(wang)往(wang)會造成(cheng)機械(xie)的(de)(de)一些滑動部件(jian)在擠壓(ya)(ya)時(shi)很快(kuai)地磨損。因(yin)此,防護不(bu)便或(huo)(huo)不(bu)夠的(de)(de)部件(jian)都(dou)采用特殊的(de)(de)材料(liao)來(lai)制(zhi)作,這些材料(liao)不(bu)是同玻(bo)璃不(bu)起(qi)作用就是易于清除殘留在上面的(de)(de)玻(bo)璃。而對于像(xiang)主柱塞(sai)或(huo)(huo)其他運(yun)動部件(jian)上不(bu)可(ke)能這樣做時(shi),就用可(ke)移動的(de)(de)或(huo)(huo)固定(ding)的(de)(de)罩(zhao)子(zi)或(huo)(huo)可(ke)伸縮的(de)(de)軟性的(de)(de)折(zhe)疊物(俗(su)稱(cheng)手(shou)風(feng)琴)遮蓋起(qi)來(lai),并且加(jia)以(yi)密封,防止玻(bo)璃粉末進(jin)入。
此外,適當的壓力(li)潤滑也(ye)可以使一些部件免受玻璃粉(fen)沉(chen)積(ji)的影響(xiang)。
根(gen)據德國工廠的(de)經驗,對于擠壓速(su)(su)度的(de)要求(qiu)是(shi)在設計壓力達到(dao)80%~90%的(de)時候,就應該能夠得到(dao)所要求(qiu)的(de)擠壓速(su)(su)度。因此,建(jian)議采用以(yi)下的(de)關(guan)系式來確定建(jian)立水泵房時的(de)高壓水效率:
有(you)些擠壓機,這個效(xiao)率(lv)僅僅只(zhi)有(you)在40%~60%的范(fan)圍內操作,有(you)時還要低一(yi)些。幾(ji)乎在所有(you)的情(qing)況下,此效(xiao)率(lv)低的原(yuan)因都是由于(yu)水(shui)力系統的結構不(bu)良,而由于(yu)擠壓機使用不(bu)好的僅僅只(zhi)有(you)小部分(fen)。
至今擠壓機絕大(da)部(bu)分都還(huan)是采(cai)用水來(lai)傳(chuan)動。當要求在(zai)一(yi)(yi)個短時(shi)間(jian)內具有很高(gao)的(de)(de)(de)(de)速度(du),就必須有一(yi)(yi)個高(gao)壓水蓄力(li)器,因為在(zai)很短的(de)(de)(de)(de)擠壓時(shi)間(jian)(2~4s)內所需要的(de)(de)(de)(de)水量(liang)是非常大(da)的(de)(de)(de)(de)。當采(cai)用直接傳(chuan)動時(shi),所安設(she)的(de)(de)(de)(de)水泵能力(li)就要很大(da)。水在(zai)一(yi)(yi)個封(feng)閉的(de)(de)(de)(de)系統中,并且在(zai)水里加入1%~1.5%的(de)(de)(de)(de)油,既避免設(she)備生(sheng)銹,同時(shi)還(huan)可以起到(dao)潤滑(hua)劑的(de)(de)(de)(de)作用。
近年來所安裝的(de)高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)泵房,幾乎大部分都(dou)是(shi)采(cai)用32MPa(約316個大氣壓(ya)),大家都(dou)把這一壓(ya)力(li)(li)看作(zuo)為各種不(bu)同因素的(de)最(zui)為有(you)利(li)的(de)綜合指標。如(ru)果水(shui)(shui)的(de)壓(ya)力(li)(li)低(di),則活塞、閥門(men)和輸送管道的(de)斷(duan)面尺寸就要加大,同時,由于擠壓(ya)機(ji)要求具有(you)高(gao)的(de)工作(zuo)速度,如(ru)果壓(ya)力(li)(li)低(di),水(shui)(shui)的(de)流(liu)量(liang)就會很(hen)大,這樣(yang)對設備有(you)害。
可以(yi)(yi)從一個(ge)集中的(de)蓄力(li)總站(zhan)得(de)到(dao)(dao)更(geng)高(gao)的(de)壓力(li)。這(zhe)對于擠壓機(ji)和穿(chuan)孔機(ji)聯合操作(zuo)的(de)時(shi)(shi)候(hou)特別(bie)有(you)利。同時(shi)(shi),這(zhe)也是一種很經濟(ji)(ji)的(de)工作(zuo)方(fang)法,可以(yi)(yi)使大型(xing)的(de)不銹鋼管和型(xing)鋼擠壓機(ji)得(de)到(dao)(dao)3~5個(ge)或者更(geng)多(duo)的(de)壓力(li)等級,這(zhe)樣就可以(yi)(yi)同時(shi)(shi)經濟(ji)(ji)合理地適應各種不同產品規格的(de)生產。