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(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鋼管和空心異形材,只能用于擠壓實心的棒材和型材。
目前(qian),廣(guang)泛使用(yong)的(de)(de)四柱式臥式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)一(yi)般(ban)為500~6000t級(ji),并有向大噸位擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)發(fa)展的(de)(de)趨勢,10000t級(ji)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)已在不(bu)少國(guo)家使用(yong)。美國(guo)的(de)(de)空軍部門于(yu)20世紀中就(jiu)已建成(cheng)了6臺(tai)12000t級(ji)的(de)(de)大型擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji),3臺(tai)用(yong)于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋁合金,3臺(tai)用(yong)于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼及難熔合金,柯蒂斯·萊特(te)公司建成(cheng)的(de)(de)一(yi)臺(tai)120MN(12000t)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji),就(jiu)是其中擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼材的(de)(de)一(yi)臺(tai)。
表(biao)8-29中(zhong)所列是國外一(yi)些(xie)擠壓(ya)機的結構及使用情況,可(ke)以看出,臥式液壓(ya)擠壓(ya)機中(zhong),四(si)柱式使用得比(bi)較普遍,且擠壓(ya)機上都具有內(nei)置式穿孔系(xi)統的結構,同時可(ke)以生產不銹鋼管、棒、型(xing)材。
表8-30為英(ying)國(guo)菲(fei)爾汀設計公司(si)于1973年(nian)后設計制(zhi)造投產的兩(liang)臺(tai)臥式管型(xing)材擠壓機的主要技術性能。
四柱(zhu)(zhu)(zhu)臥式擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)如(ru)圖8-29所示,可以(yi)看出,四柱(zhu)(zhu)(zhu)式、臥式并(bing)設有內(nei)置式獨立的(de)(de)穿孔系統的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji),由(you)前橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)、后(hou)橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)、主柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)活動(dong)(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)(liang)和(he)穿孔柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)活動(dong)(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)(liang)等部分組成。后(hou)橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)固定(ding)(ding)(ding)在(zai)基礎上,前橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)則通(tong)(tong)過滑動(dong)(dong)(dong)軸承(cheng)或滑軌(gui)可以(yi)隨著擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)大小前后(hou)浮動(dong)(dong)(dong)。前后(hou)橫(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)通(tong)(tong)過4根張力(li)柱(zhu)(zhu)(zhu)連結(jie)在(zai)一起形成剛性框(kuang)架結(jie)構。主柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)動(dong)(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)(liang)由(you)主缸(gang)和(he)回程(cheng)(cheng)缸(gang)帶(dai)(dai)動(dong)(dong)(dong),穿孔動(dong)(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)(liang)由(you)穿孔缸(gang)和(he)回程(cheng)(cheng)缸(gang)帶(dai)(dai)動(dong)(dong)(dong),按照工藝程(cheng)(cheng)序在(zai)基礎滑道上移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿固定(ding)(ding)(ding)在(zai)主柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)上,而芯(xin)棒系統固定(ding)(ding)(ding)在(zai)穿孔動(dong)(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)(liang)上。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒則由(you)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)缸(gang)帶(dai)(dai)動(dong)(dong)(dong),并(bing)鎖緊和(he)松開。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)所有動(dong)(dong)(dong)梁(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)前后(hou)移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)都可以(yi)在(zai)基礎滑道上自如(ru)的(de)(de)進行(xing)。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)同時還設有擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)中心(xin)線的(de)(de)調整機(ji)(ji)構,以(yi)確(que)保(bao)設備磨損時不(bu)致影響到擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)中心(xin)線,保(bao)證擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)產品(pin)的(de)(de)質量。
液壓(ya)(ya)的(de)(de)管型材(cai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)一般都是制造成(cheng)(cheng)臥式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),其(qi)(qi)噸(dun)(dun)位可以在(zai)600~33000噸(dun)(dun),供(gong)給擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)作為動力源(yuan)的(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)水的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作壓(ya)(ya)力都在(zai)24~32MPa.一臺具有單擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒和(he)帶(dai)有雙工(gong)(gong)(gong)位的(de)(de)旋轉(zhuan)式或抽屜(ti)式模架的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),其(qi)(qi)裝(zhuang)入空心坯(pi)料(liao)、清(qing)除擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)余(yu)料(liao)、清(qing)理(li)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒內襯以及其(qi)(qi)他方面的(de)(de)所(suo)有輔(fu)助工(gong)(gong)(gong)序(xu)都在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)中心線上(shang)完成(cheng)(cheng),且不是在(zai)主要(yao)工(gong)(gong)(gong)序(xu)的(de)(de)時(shi)間(jian)內同(tong)時(shi)完成(cheng)(cheng)的(de)(de),結(jie)構上(shang)不是屬于先進(jin)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),其(qi)(qi)生產(chan)能力每小時(shi)可以達到60~80次(ci)(圖(tu)8-30).而高(gao)生產(chan)率的(de)(de)現代化管型材(cai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)配置有在(zai)旋轉(zhuan)框架內的(de)(de)兩個(ge)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒,使大(da)部分輔(fu)助工(gong)(gong)(gong)序(xu)與主要(yao)工(gong)(gong)(gong)序(xu)同(tong)時(shi)完成(cheng)(cheng),使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)生產(chan)能力提高(gao)到每小時(shi)擠(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(guan)擠壓(ya)機(ji)是由 Mannesmann-Meer提供技(ji)術和(he)Fielding公司共同(tong)設(she)計制(zhi)造的(de)。該擠壓(ya)機(ji)采(cai)用了(le)雙工(gong)位,能軸(zhou)向移動(dong)和(he)轉動(dong)的(de)擠壓(ya)筒座上安置2個坯(pi)料擠壓(ya)筒,用安裝在雙工(gong)位旋轉模架(jia)上的(de)2只模子生產石油管(guan)和(he)不銹鋼(gang)管(guan)產品。5500t臥式(shi)鋼(gang)管(guan)擠壓(ya)機(ji)的(de)主要性(xing)能如(ru)下(xia):
擠(ji)壓機公稱壓力 5500t
總擠壓(ya)力等級 5500t,4000t,1500t
擠(ji)壓力等級(當扣除回(hui)程力時) 4950t,3150t
該擠壓(ya)機配備有不(bu)銹(xiu)鋼管擠壓(ya)次數的(de)自動計數器。
近代所(suo)有(you)的快速水力(li)(li)擠壓機(ji)都配(pei)備有(you)一(yi)(yi)個(ge)高壓水蓄(xu)力(li)(li)器(qi)。就(jiu)像自(zi)由鍛造壓力(li)(li)機(ji)一(yi)(yi)樣,擠壓機(ji)具有(you)幾級不同(tong)的壓力(li)(li)。如20世紀50年代末(mo)期建成的一(yi)(yi)些(xie)鋼管和型鋼擠壓機(ji),不再采用一(yi)(yi)個(ge)單(dan)獨的3000t水壓缸(只能用減小蓄(xu)力(li)(li)器(qi)中壓力(li)(li)的辦法來變換擠壓機(ji)的壓力(li)(li)),而(er)改用一(yi)(yi)種可(ke)以在500~3000t,按6個(ge)不同(tong)等級來變換壓力(li)(li)的擠壓機(ji)。這(zhe)樣就(jiu)使擠壓機(ji)的應用范圍擴大(da)很多。
擠(ji)壓(ya)筒對于模(mo)子的位置固定不變,這就要求送(song)(song)錠器(qi)具有不同的長(chang)度(du),以適(shi)應坯(pi)料(liao)在較長(chang)的范圍內變化,通(tong)常送(song)(song)錠器(qi)被設計成1號和(he)2號兩部(bu)分,在自動(dong)操作(zuo)中,當擠(ji)壓(ya)桿將(jiang)坯(pi)料(liao)推進擠(ji)壓(ya)筒一定長(chang)度(du)時(shi),1號送(song)(song)錠器(qi)自動(dong)退(tui)出,2號送(song)(song)錠器(qi)繼續送(song)(song)坯(pi)料(liao)進擠(ji)壓(ya)筒,直至(zhi)擠(ji)壓(ya)筒的端面位置。此外,為了(le)節省時(shi)間和(he)高(gao)壓(ya)水,要盡可能地(di)縮(suo)短行(xing)程長(chang)度(du)。
在(zai)不銹鋼管和型鋼擠壓(ya)機上,目前尚不能在(zai)同一(yi)(yi)個過程中、在(zai)同一(yi)(yi)臺擠壓(ya)機上進行(xing)擠壓(ya)和穿孔(kong)兩(liang)個工序。這是(shi)因(yin)為在(zai)長鋼坯穿孔(kong)之后,要保持玻璃潤滑劑(ji)薄膜(mo)是(shi)困難(nan)的(de)。因(yin)此,當(dang)空心(xin)坯進行(xing)擠壓(ya)時,移動穿孔(kong)芯棒所(suo)需要的(de)壓(ya)力(li)就(jiu)(jiu)比較小(xiao)了。這樣在(zai)主柱塞(sai)中所(suo)裝設的(de)穿孔(kong)芯棒移動裝置(zhi)做(zuo)成內置(zhi)式(shi)的(de)穿孔(kong)裝置(zhi)就(jiu)(jiu)能夠滿足工藝要求(qiu)了。
在(zai)具有多(duo)級壓力的(de)擠(ji)壓機上(shang),也可以(yi)(yi)利(li)用(yong)一個(ge)裝置在(zai)外面的(de)水(shui)壓缸(gang),借助這個(ge)水(shui)壓缸(gang)可以(yi)(yi)用(yong)來(lai)移(yi)動或固定芯(xin)棒,或者作為(wei)一個(ge)獨立(li)的(de)穿(chuan)孔裝置,成(cheng)為(wei)外置式的(de)穿(chuan)孔裝置。并且,這個(ge)水(shui)壓缸(gang)往(wang)往(wang)可以(yi)(yi)加(jia)到主水(shui)壓缸(gang)的(de)任何一個(ge)組合中,形(xing)成(cheng)多(duo)級壓力的(de)擠(ji)壓機。
近代的擠(ji)壓(ya)(ya)機,由(you)于(yu)極高的擠(ji)壓(ya)(ya)速度(du)(du)和空程速度(du)(du),因而要求采(cai)用特殊的措(cuo)施來(lai)進行(xing)安(an)裝(zhuang)。對于(yu)低速工作的擠(ji)壓(ya)(ya)機來(lai)說,主液壓(ya)(ya)缸可以安(an)裝(zhuang)在地(di)腳板上,而地(di)腳板再固定在基(ji)礎(chu)上。而對于(yu)高速工作的擠(ji)壓(ya)(ya)機,基(ji)礎(chu)就必(bi)須能(neng)承受沖擊負(fu)荷。
為(wei)了避免沖擊,必(bi)須將擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)前梁(liang)(liang)安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)活動的(de)地腳(jiao)板上(shang),擠壓(ya)(ya)(ya)時,前梁(liang)(liang)通過滑動軸承可(ke)以(yi)隨(sui)著(zhu)擠壓(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)大小,在(zai)(zai)軌道(dao)上(shang)前后浮動。因(yin)此在(zai)(zai)操縱閥和擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)之間的(de)所有高壓(ya)(ya)(ya)管道(dao)都必(bi)然要適應擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)前梁(liang)(liang)在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)過程中隨(sui)著(zhu)擠壓(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)變化前后浮動。
為了提高擠(ji)壓機(ji)的(de)(de)生產能力,擠(ji)壓機(ji)的(de)(de)很多動作(zuo)(zuo)(zuo)以及輔助設備的(de)(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)周期(qi)(qi)應(ying)該(gai)實現自(zi)動化(hua)(hua)或(huo)(huo)半自(zi)動化(hua)(hua)操作(zuo)(zuo)(zuo)。只有當一些動作(zuo)(zuo)(zuo)相互交(jiao)叉地進行(xing),才有可(ke)能縮短擠(ji)壓機(ji)的(de)(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)周期(qi)(qi)。因此,需要特別注意使擠(ji)壓機(ji)的(de)(de)各(ge)個相關部(bu)分在(zai)擠(ji)壓過程中(zhong)所(suo)處(chu)的(de)(de)位置,不致被隨(sui)后的(de)(de)動作(zuo)(zuo)(zuo)所(suo)干擾。在(zai)半自(zi)動化(hua)(hua)或(huo)(huo)自(zi)動化(hua)(hua)操作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)情(qing)況下,必須有轉換(huan)為手動或(huo)(huo)者按鈕操作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)可(ke)能性(譬如在(zai)進行(xing)擠(ji)壓機(ji)調整或(huo)(huo)空(kong)載行(xing)程時)。
當(dang)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)要達到(dao)60~80根(gen)/h的(de)生(sheng)產率,在坯料和擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊的(de)運(yun)送當(dang)中就(jiu)不能(neng)有(you)停歇時(shi)間。同(tong)時(shi),裝(zhuang)料器(qi)(qi)退出(chu)的(de)速度也不能(neng)慢。在這樣高的(de)生(sheng)產效率的(de)情況下,裝(zhuang)料器(qi)(qi)必須在裝(zhuang)有(you)主(zhu)缸的(de)后(hou)橫梁向前運(yun)動(dong)的(de)時(shi)候就(jiu)迅速地(di)退出(chu)。擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊的(de)收(shou)集裝(zhuang)置(zhi)必須在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)料被推出(chu)后(hou),將(jiang)其(qi)收(shou)集起(qi)來,并(bing)且將(jiang)壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)連同(tong)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊一起(qi)送到(dao)一個墊片分離裝(zhuang)置(zhi)上(shang),將(jiang)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊同(tong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)分離開。此后(hou),擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊便自動(dong)地(di)進入一個冷卻系統進行冷卻,然后(hou)再送回擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)繼續使用。
在(zai)擠壓車間里,由于(yu)玻璃潤滑劑粉末的(de)(de)沉積,往往會造成機(ji)械的(de)(de)一些(xie)滑動(dong)(dong)(dong)部件(jian)在(zai)擠壓時很快(kuai)地磨損。因此(ci),防護不便或(huo)不夠(gou)的(de)(de)部件(jian)都采用特殊的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)來(lai)制作,這些(xie)材(cai)(cai)料(liao)不是同(tong)玻璃不起作用就(jiu)(jiu)是易于(yu)清除殘留(liu)在(zai)上面的(de)(de)玻璃。而(er)對于(yu)像(xiang)主柱塞或(huo)其他運動(dong)(dong)(dong)部件(jian)上不可能這樣做時,就(jiu)(jiu)用可移動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)或(huo)固定的(de)(de)罩子或(huo)可伸縮(suo)的(de)(de)軟(ruan)性的(de)(de)折(zhe)疊物(wu)(俗稱手風琴(qin))遮蓋起來(lai),并且加以密封(feng),防止玻璃粉末進(jin)入。
此外,適當的壓力潤滑(hua)也可以使一些部件(jian)免(mian)受玻璃粉沉(chen)積(ji)的影響。
根據德國工廠的(de)經(jing)驗,對于擠壓(ya)速度的(de)要求是在設(she)計(ji)壓(ya)力達到80%~90%的(de)時候,就應該能夠得(de)到所要求的(de)擠壓(ya)速度。因此(ci),建(jian)議(yi)采用以下的(de)關系式來確定建(jian)立水泵房(fang)時的(de)高壓(ya)水效(xiao)率:
有些(xie)擠(ji)壓(ya)機,這個效(xiao)率(lv)(lv)僅僅只有在40%~60%的(de)范圍(wei)內操作,有時還要低(di)一些(xie)。幾(ji)乎在所有的(de)情況下,此效(xiao)率(lv)(lv)低(di)的(de)原因都是由于水力系統(tong)的(de)結(jie)構不良(liang),而由于擠(ji)壓(ya)機使用不好的(de)僅僅只有小部分。
至今擠壓(ya)機絕大部(bu)分都還是采(cai)用(yong)(yong)水來傳(chuan)動。當(dang)(dang)要求在(zai)一(yi)個短時(shi)(shi)間(jian)內具有很高的(de)速度(du),就必須(xu)有一(yi)個高壓(ya)水蓄力(li)(li)器,因為(wei)在(zai)很短的(de)擠壓(ya)時(shi)(shi)間(jian)(2~4s)內所(suo)需要的(de)水量(liang)是非常大的(de)。當(dang)(dang)采(cai)用(yong)(yong)直接傳(chuan)動時(shi)(shi),所(suo)安設的(de)水泵能力(li)(li)就要很大。水在(zai)一(yi)個封閉(bi)的(de)系統中,并(bing)且在(zai)水里加入1%~1.5%的(de)油,既避免設備生銹,同時(shi)(shi)還可(ke)以起到潤滑劑的(de)作用(yong)(yong)。
近年來所安裝的高壓(ya)(ya)(ya)水(shui)(shui)泵房,幾乎(hu)大(da)(da)(da)部分(fen)都是采(cai)用32MPa(約316個大(da)(da)(da)氣壓(ya)(ya)(ya)),大(da)(da)(da)家都把這(zhe)一壓(ya)(ya)(ya)力(li)看作為(wei)各種不(bu)同(tong)因素的最為(wei)有利的綜合指標。如(ru)果(guo)水(shui)(shui)的壓(ya)(ya)(ya)力(li)低,則活塞、閥門和輸送管道的斷(duan)面尺寸(cun)就要加大(da)(da)(da),同(tong)時,由于(yu)擠壓(ya)(ya)(ya)機要求具(ju)有高的工作速度(du),如(ru)果(guo)壓(ya)(ya)(ya)力(li)低,水(shui)(shui)的流量就會很大(da)(da)(da),這(zhe)樣(yang)對(dui)設備有害。
可以從一(yi)個(ge)集中的蓄(xu)力總站(zhan)得到更(geng)高的壓力。這(zhe)(zhe)對于(yu)擠壓機和穿孔(kong)機聯合操(cao)作的時候特別(bie)有利。同(tong)時,這(zhe)(zhe)也是一(yi)種很(hen)經(jing)濟的工(gong)作方法,可以使(shi)大型的不(bu)銹鋼管和型鋼擠壓機得到3~5個(ge)或者更(geng)多的壓力等級(ji),這(zhe)(zhe)樣就可以同(tong)時經(jing)濟合理地適(shi)應各種不(bu)同(tong)產(chan)品規格的生(sheng)產(chan)。