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(xiu)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(gang)管和空心異形材,只能用于擠壓實心的棒材和型材。
目前,廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)(yong)的(de)四柱式(shi)臥式(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)一般為500~6000t級(ji),并(bing)有向大噸位(wei)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)發展的(de)趨(qu)勢(shi),10000t級(ji)的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)已(yi)在不少國家使(shi)用(yong)(yong)。美國的(de)空軍(jun)部門于20世紀中(zhong)就已(yi)建(jian)成(cheng)了6臺(tai)12000t級(ji)的(de)大型擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji),3臺(tai)用(yong)(yong)于擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)鋁合(he)金,3臺(tai)用(yong)(yong)于擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)鋼及難熔合(he)金,柯蒂斯·萊特公司建(jian)成(cheng)的(de)一臺(tai)120MN(12000t)的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji),就是其中(zhong)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)鋼材的(de)一臺(tai)。
表8-29中所列是(shi)國外(wai)一些(xie)擠(ji)壓機的(de)結構及使用(yong)情(qing)況,可以看出(chu),臥式液(ye)壓擠(ji)壓機中,四柱式使用(yong)得比較普遍,且擠(ji)壓機上都具有內置式穿(chuan)孔系統的(de)結構,同時可以生產不銹鋼管、棒(bang)、型(xing)材。
表8-30為英國菲(fei)爾汀(ting)設(she)(she)計公司于1973年后設(she)(she)計制造投(tou)產的(de)兩臺(tai)臥式管型材擠壓機的(de)主(zhu)要(yao)技(ji)術(shu)性能。
四柱臥式擠(ji)(ji)(ji)壓機(ji)如(ru)圖8-29所示,可(ke)以看出(chu),四柱式、臥式并設(she)有(you)(you)內置式獨(du)立(li)的(de)穿(chuan)孔系(xi)統(tong)(tong)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓機(ji),由前(qian)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)、后橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)、主柱塞活動(dong)梁(liang)(liang)(liang)和穿(chuan)孔柱塞活動(dong)梁(liang)(liang)(liang)等部分組成。后橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)固定在(zai)基礎(chu)上(shang)(shang)(shang),前(qian)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)則通過滑(hua)動(dong)軸承或滑(hua)軌(gui)可(ke)以隨著擠(ji)(ji)(ji)壓力的(de)大小前(qian)后浮動(dong)。前(qian)后橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)通過4根張力柱連(lian)結在(zai)一起形(xing)成剛(gang)性框架結構。主柱塞動(dong)梁(liang)(liang)(liang)由主缸(gang)和回程缸(gang)帶動(dong),穿(chuan)孔動(dong)梁(liang)(liang)(liang)由穿(chuan)孔缸(gang)和回程缸(gang)帶動(dong),按照工(gong)藝(yi)程序在(zai)基礎(chu)滑(hua)道上(shang)(shang)(shang)移動(dong)。擠(ji)(ji)(ji)壓桿固定在(zai)主柱塞上(shang)(shang)(shang),而芯棒系(xi)統(tong)(tong)固定在(zai)穿(chuan)孔動(dong)梁(liang)(liang)(liang)上(shang)(shang)(shang)。擠(ji)(ji)(ji)壓筒則由擠(ji)(ji)(ji)壓筒移動(dong)缸(gang)帶動(dong),并鎖緊和松開。擠(ji)(ji)(ji)壓機(ji)所有(you)(you)動(dong)梁(liang)(liang)(liang)的(de)前(qian)后移動(dong)都可(ke)以在(zai)基礎(chu)滑(hua)道上(shang)(shang)(shang)自如(ru)的(de)進(jin)行。擠(ji)(ji)(ji)壓機(ji)同時還設(she)有(you)(you)擠(ji)(ji)(ji)壓中心(xin)線的(de)調整機(ji)構,以確(que)保(bao)設(she)備(bei)磨損時不(bu)致影響到擠(ji)(ji)(ji)壓機(ji)的(de)中心(xin)線,保(bao)證擠(ji)(ji)(ji)壓產品的(de)質量(liang)。
液壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)管型材(cai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)一般都是(shi)制造成臥(wo)式擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),其噸位可(ke)以在(zai)600~33000噸,供給擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)作為動力(li)源的(de)高壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)水的(de)工(gong)作壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)都在(zai)24~32MPa.一臺(tai)具(ju)有(you)(you)單擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)和帶有(you)(you)雙工(gong)位的(de)旋(xuan)轉式或抽(chou)屜(ti)式模架的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),其裝入空(kong)心坯料(liao)、清除擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)料(liao)、清理(li)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)襯以及其他方(fang)面的(de)所有(you)(you)輔助(zhu)工(gong)序都在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)中(zhong)心線(xian)上完成,且(qie)不(bu)是(shi)在(zai)主要工(gong)序的(de)時(shi)間(jian)內(nei)同時(shi)完成的(de),結構上不(bu)是(shi)屬(shu)于先進的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),其生產能(neng)力(li)每(mei)(mei)小時(shi)可(ke)以達到60~80次(圖(tu)8-30).而(er)高生產率的(de)現代化管型材(cai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)配置有(you)(you)在(zai)旋(xuan)轉框架內(nei)的(de)兩個擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong),使大部分輔助(zhu)工(gong)序與主要工(gong)序同時(shi)完成,使擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)生產能(neng)力(li)提(ti)高到每(mei)(mei)小時(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)100~120次(圖(tu)8-30)。
美國(guo) Lone Star 鋼廠(chang)的(de)(de)55MN(5500t)臥(wo)式(shi)鋼管擠壓(ya)(ya)(ya)機是(shi)由 Mannesmann-Meer提供技術(shu)和Fielding公司共(gong)同設計制(zhi)造的(de)(de)。該(gai)擠壓(ya)(ya)(ya)機采用(yong)了雙工位,能軸向移動和轉動的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)座(zuo)上(shang)安置2個坯料擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong),用(yong)安裝在雙工位旋轉模架上(shang)的(de)(de)2只模子生產石油管和不銹(xiu)鋼管產品。5500t臥(wo)式(shi)鋼管擠壓(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)主要性能如(ru)下:
擠壓(ya)機公(gong)稱壓(ya)力 5500t
總擠(ji)壓力等級 5500t,4000t,1500t
擠壓力等級(當(dang)扣除(chu)回程力時) 4950t,3150t
該擠壓機配備有不銹(xiu)鋼管擠壓次數(shu)的自動計(ji)數(shu)器(qi)。
近代(dai)(dai)所有(you)的(de)(de)快速水力(li)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)都配備有(you)一個高壓(ya)(ya)水蓄力(li)器。就(jiu)像自由鍛造壓(ya)(ya)力(li)機(ji)(ji)一樣(yang),擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)具有(you)幾(ji)級(ji)不同的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)。如20世紀50年(nian)代(dai)(dai)末期建成的(de)(de)一些鋼(gang)管和型鋼(gang)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji),不再采用一個單獨的(de)(de)3000t水壓(ya)(ya)缸(只能用減小(xiao)蓄力(li)器中壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)辦法來變(bian)換(huan)(huan)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)),而改用一種可以在500~3000t,按(an)6個不同等級(ji)來變(bian)換(huan)(huan)壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)。這樣(yang)就(jiu)使擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)應用范圍擴大很多。
擠壓筒(tong)對于模子的位置固定(ding)(ding)不變,這就要(yao)求(qiu)送(song)(song)錠(ding)(ding)器具有不同的長(chang)(chang)度(du),以適應(ying)坯(pi)料在較長(chang)(chang)的范圍內變化,通常(chang)送(song)(song)錠(ding)(ding)器被設計成1號和(he)2號兩部分,在自動操作中,當擠壓桿將(jiang)坯(pi)料推(tui)進(jin)擠壓筒(tong)一(yi)定(ding)(ding)長(chang)(chang)度(du)時(shi),1號送(song)(song)錠(ding)(ding)器自動退(tui)出,2號送(song)(song)錠(ding)(ding)器繼續送(song)(song)坯(pi)料進(jin)擠壓筒(tong),直至擠壓筒(tong)的端面位置。此(ci)外(wai),為了節省時(shi)間和(he)高壓水,要(yao)盡可能地縮短(duan)行程(cheng)長(chang)(chang)度(du)。
在(zai)不銹鋼管和型鋼擠(ji)壓(ya)機(ji)上,目前尚不能在(zai)同一個過程(cheng)中、在(zai)同一臺擠(ji)壓(ya)機(ji)上進(jin)行擠(ji)壓(ya)和穿(chuan)孔(kong)兩個工(gong)序。這是因為在(zai)長鋼坯穿(chuan)孔(kong)之后,要保(bao)持玻(bo)璃潤滑劑薄膜是困難的(de)。因此,當空心坯進(jin)行擠(ji)壓(ya)時,移動穿(chuan)孔(kong)芯(xin)棒所(suo)需要的(de)壓(ya)力就比較小了。這樣在(zai)主柱塞中所(suo)裝設的(de)穿(chuan)孔(kong)芯(xin)棒移動裝置做成內置式的(de)穿(chuan)孔(kong)裝置就能夠滿足(zu)工(gong)藝要求(qiu)了。
在(zai)具有多級壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機上,也可以利(li)用一個裝(zhuang)置在(zai)外面的(de)(de)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang),借助這(zhe)個水(shui)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)可以用來移動或固定芯棒(bang),或者作為一個獨立的(de)(de)穿孔裝(zhuang)置,成(cheng)為外置式的(de)(de)穿孔裝(zhuang)置。并(bing)且,這(zhe)個水(shui)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)往往可以加到主水(shui)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)的(de)(de)任何一個組合(he)中,形成(cheng)多級壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機。
近代的擠(ji)壓(ya)機,由于極高(gao)的擠(ji)壓(ya)速度和空程速度,因(yin)而(er)要求采(cai)用特殊的措施來進行(xing)安裝(zhuang)。對于低(di)速工(gong)作(zuo)的擠(ji)壓(ya)機來說(shuo),主(zhu)液壓(ya)缸可以(yi)安裝(zhuang)在(zai)地(di)腳板(ban)(ban)上(shang),而(er)地(di)腳板(ban)(ban)再固定在(zai)基礎上(shang)。而(er)對于高(gao)速工(gong)作(zuo)的擠(ji)壓(ya)機,基礎就必須能承受沖擊(ji)負荷。
為了避免沖(chong)擊,必(bi)須將擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的前(qian)(qian)梁安裝在(zai)活動的地腳(jiao)板上,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi),前(qian)(qian)梁通過滑動軸承可以隨著擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力(li)的大小,在(zai)軌道上前(qian)(qian)后浮動。因此在(zai)操(cao)縱閥和(he)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機之間(jian)的所有高(gao)壓(ya)(ya)管道都必(bi)然(ran)要適(shi)應擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機前(qian)(qian)梁在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過程中隨著擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力(li)的變(bian)化前(qian)(qian)后浮動。
為(wei)(wei)了提高擠壓機(ji)的(de)(de)生產(chan)能(neng)(neng)力,擠壓機(ji)的(de)(de)很多動(dong)作(zuo)以及輔助設備的(de)(de)工作(zuo)周期(qi)應該實現自動(dong)化(hua)或半自動(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)。只(zhi)有(you)(you)當(dang)一(yi)些(xie)動(dong)作(zuo)相互交叉地進(jin)行,才有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)縮短擠壓機(ji)的(de)(de)工作(zuo)周期(qi)。因(yin)此,需要特別注意(yi)使擠壓機(ji)的(de)(de)各(ge)個相關部分在擠壓過程中所(suo)處的(de)(de)位(wei)置(zhi),不致被隨后的(de)(de)動(dong)作(zuo)所(suo)干擾(rao)。在半自動(dong)化(hua)或自動(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)的(de)(de)情況(kuang)下,必(bi)須(xu)有(you)(you)轉換為(wei)(wei)手(shou)動(dong)或者按鈕(niu)操(cao)作(zuo)的(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)性(譬如在進(jin)行擠壓機(ji)調整或空(kong)載行程時)。
當(dang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)要(yao)達(da)到60~80根/h的(de)生(sheng)產率,在坯料和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)運(yun)送(song)當(dang)中就(jiu)不能(neng)有停歇時間。同時,裝(zhuang)料器退(tui)出的(de)速(su)度也不能(neng)慢。在這樣(yang)高(gao)的(de)生(sheng)產效率的(de)情況下,裝(zhuang)料器必須在裝(zhuang)有主缸的(de)后(hou)橫梁向前運(yun)動(dong)的(de)時候就(jiu)迅(xun)速(su)地退(tui)出。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)收集裝(zhuang)置必須在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)余料被(bei)推出后(hou),將(jiang)其收集起來,并(bing)且將(jiang)壓(ya)(ya)(ya)余連(lian)同擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)一(yi)(yi)起送(song)到一(yi)(yi)個(ge)墊(dian)片(pian)分(fen)離裝(zhuang)置上(shang),將(jiang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)同壓(ya)(ya)(ya)余分(fen)離開(kai)。此(ci)后(hou),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)便自動(dong)地進入一(yi)(yi)個(ge)冷卻系(xi)統進行冷卻,然(ran)后(hou)再送(song)回擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)繼續使(shi)用。
在擠(ji)壓(ya)車間里(li),由于玻璃(li)潤滑(hua)劑(ji)粉(fen)末的沉積,往(wang)往(wang)會(hui)造成機械的一些滑(hua)動部件在擠(ji)壓(ya)時(shi)很快(kuai)地磨損。因此(ci),防(fang)護不便(bian)或(huo)不夠的部件都采(cai)用(yong)(yong)特(te)殊的材料來(lai)制作(zuo),這些材料不是同(tong)玻璃(li)不起作(zuo)用(yong)(yong)就是易于清(qing)除(chu)殘留在上面(mian)的玻璃(li)。而對于像主柱(zhu)塞或(huo)其他運動部件上不可能(neng)這樣做時(shi),就用(yong)(yong)可移動的或(huo)固定的罩子(zi)或(huo)可伸(shen)縮的軟(ruan)性的折(zhe)疊物(wu)(俗(su)稱手風琴(qin))遮蓋起來(lai),并且加以密封(feng),防(fang)止玻璃(li)粉(fen)末進入(ru)。
此(ci)外,適當的壓力(li)潤滑也可以使一些部(bu)件免受(shou)玻(bo)璃粉沉積的影響(xiang)。
根據德國工廠的(de)經驗,對于擠(ji)壓(ya)速度(du)的(de)要(yao)求是在設計(ji)壓(ya)力(li)達(da)到80%~90%的(de)時候,就應該能(neng)夠得到所要(yao)求的(de)擠(ji)壓(ya)速度(du)。因(yin)此,建議(yi)采用以下(xia)的(de)關(guan)系式來確(que)定(ding)建立水泵房時的(de)高壓(ya)水效率(lv):
有些擠壓(ya)機,這個效(xiao)(xiao)率僅(jin)僅(jin)只有在40%~60%的范(fan)圍(wei)內操作,有時還(huan)要低一些。幾乎(hu)在所(suo)有的情況下(xia),此(ci)效(xiao)(xiao)率低的原(yuan)因都(dou)是由于水力系統的結構不良,而由于擠壓(ya)機使用不好的僅(jin)僅(jin)只有小部分(fen)。
至今擠(ji)壓(ya)機(ji)絕大部分都還是(shi)采用水(shui)來傳動。當要求(qiu)在(zai)一個(ge)短時(shi)間(jian)內具有(you)很(hen)高的速度,就(jiu)必須有(you)一個(ge)高壓(ya)水(shui)蓄力(li)器,因為在(zai)很(hen)短的擠(ji)壓(ya)時(shi)間(jian)(2~4s)內所(suo)需要的水(shui)量是(shi)非(fei)常大的。當采用直接傳動時(shi),所(suo)安設的水(shui)泵能(neng)力(li)就(jiu)要很(hen)大。水(shui)在(zai)一個(ge)封閉的系(xi)統(tong)中,并且在(zai)水(shui)里加入(ru)1%~1.5%的油,既避免設備(bei)生銹(xiu),同時(shi)還可以(yi)起(qi)到潤滑劑的作用。
近年來所(suo)安裝的(de)(de)高壓(ya)水泵(beng)房,幾乎大部分(fen)都是采用32MPa(約316個大氣(qi)壓(ya)),大家都把這一壓(ya)力看(kan)作為各種不同(tong)因素(su)的(de)(de)最為有利的(de)(de)綜(zong)合指標(biao)。如(ru)果水的(de)(de)壓(ya)力低,則(ze)活塞、閥(fa)門和輸(shu)送管道的(de)(de)斷面(mian)尺寸就(jiu)要(yao)加大,同(tong)時,由于(yu)擠壓(ya)機要(yao)求具有高的(de)(de)工作速度(du),如(ru)果壓(ya)力低,水的(de)(de)流量就(jiu)會(hui)很大,這樣對(dui)設備有害。
可以(yi)從一個(ge)集中的(de)(de)蓄(xu)力(li)總站得(de)到(dao)更高(gao)的(de)(de)壓(ya)力(li)。這對于擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)和穿孔機(ji)(ji)聯合操作的(de)(de)時(shi)(shi)候特別(bie)有利。同(tong)時(shi)(shi),這也是一種很經濟的(de)(de)工作方法,可以(yi)使大型(xing)的(de)(de)不銹鋼(gang)管和型(xing)鋼(gang)擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)得(de)到(dao)3~5個(ge)或者更多(duo)的(de)(de)壓(ya)力(li)等(deng)級,這樣就可以(yi)同(tong)時(shi)(shi)經濟合理地適(shi)應各種不同(tong)產品規格的(de)(de)生產。