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不銹鋼(gang)管和空心異形材,只能用于擠壓實心的棒材和型材。
目前,廣泛使(shi)用的(de)(de)(de)(de)四(si)柱式臥式擠(ji)(ji)壓機(ji)一般為(wei)500~6000t級(ji)(ji),并有(you)向大噸位擠(ji)(ji)壓機(ji)發(fa)展的(de)(de)(de)(de)趨勢(shi),10000t級(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓機(ji)已在不少(shao)國家(jia)使(shi)用。美國的(de)(de)(de)(de)空軍部門于(yu)20世紀(ji)中就已建(jian)成了(le)6臺(tai)12000t級(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)大型擠(ji)(ji)壓機(ji),3臺(tai)用于(yu)擠(ji)(ji)壓鋁合(he)金,3臺(tai)用于(yu)擠(ji)(ji)壓鋼(gang)(gang)及難熔(rong)合(he)金,柯蒂斯(si)·萊特公司建(jian)成的(de)(de)(de)(de)一臺(tai)120MN(12000t)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓機(ji),就是其中擠(ji)(ji)壓鋼(gang)(gang)材的(de)(de)(de)(de)一臺(tai)。
表(biao)8-29中所(suo)列是國外一些(xie)擠壓機的(de)結(jie)(jie)構(gou)及(ji)使用(yong)情況,可以看出,臥式(shi)液壓擠壓機中,四柱式(shi)使用(yong)得比較普遍,且擠壓機上(shang)都(dou)具(ju)有內置(zhi)式(shi)穿孔系統的(de)結(jie)(jie)構(gou),同時可以生產不銹鋼管、棒、型材。


表8-30為(wei)英(ying)國菲爾汀設計公司于1973年后設計制(zhi)造投產的(de)兩臺臥式(shi)管(guan)型(xing)材(cai)擠壓機的(de)主(zhu)要(yao)技術性能。

四柱(zhu)臥(wo)式擠(ji)壓機(ji)如圖8-29所(suo)示,可以(yi)看出,四柱(zhu)式、臥(wo)式并設(she)有(you)內(nei)置(zhi)式獨立(li)的穿(chuan)孔系(xi)統的擠(ji)壓機(ji),由前(qian)(qian)橫(heng)(heng)梁、后(hou)橫(heng)(heng)梁、主柱(zhu)塞(sai)活動(dong)梁和(he)穿(chuan)孔柱(zhu)塞(sai)活動(dong)梁等部分組(zu)成(cheng)。后(hou)橫(heng)(heng)梁固定在(zai)基礎上(shang),前(qian)(qian)橫(heng)(heng)梁則通過(guo)滑動(dong)軸(zhou)承(cheng)或滑軌(gui)可以(yi)隨(sui)著擠(ji)壓力的大小(xiao)前(qian)(qian)后(hou)浮(fu)動(dong)。前(qian)(qian)后(hou)橫(heng)(heng)梁通過(guo)4根張(zhang)力柱(zhu)連結在(zai)一起(qi)形成(cheng)剛性框(kuang)架結構(gou)。主柱(zhu)塞(sai)動(dong)梁由主缸(gang)(gang)(gang)和(he)回程缸(gang)(gang)(gang)帶動(dong),穿(chuan)孔動(dong)梁由穿(chuan)孔缸(gang)(gang)(gang)和(he)回程缸(gang)(gang)(gang)帶動(dong),按照工藝程序(xu)在(zai)基礎滑道上(shang)移(yi)動(dong)。擠(ji)壓桿固定在(zai)主柱(zhu)塞(sai)上(shang),而(er)芯棒系(xi)統固定在(zai)穿(chuan)孔動(dong)梁上(shang)。擠(ji)壓筒(tong)則由擠(ji)壓筒(tong)移(yi)動(dong)缸(gang)(gang)(gang)帶動(dong),并鎖緊(jin)和(he)松開。擠(ji)壓機(ji)所(suo)有(you)動(dong)梁的前(qian)(qian)后(hou)移(yi)動(dong)都可以(yi)在(zai)基礎滑道上(shang)自如的進行(xing)。擠(ji)壓機(ji)同時還設(she)有(you)擠(ji)壓中心線的調(diao)整機(ji)構(gou),以(yi)確保設(she)備磨損(sun)時不致影響到(dao)擠(ji)壓機(ji)的中心線,保證擠(ji)壓產品的質量(liang)。

液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)管(guan)型(xing)材擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)一般(ban)都(dou)是(shi)制造成臥式擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),其(qi)噸(dun)位(wei)可以在(zai)(zai)600~33000噸(dun),供(gong)給擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)作為動力源的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)水(shui)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力都(dou)在(zai)(zai)24~32MPa.一臺具(ju)有單擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)和帶有雙工(gong)位(wei)的(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)式或抽屜式模架的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),其(qi)裝入(ru)空(kong)心坯(pi)料、清(qing)除擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余料、清(qing)理擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)襯以及其(qi)他方面的(de)(de)(de)(de)所(suo)有輔助工(gong)序(xu)都(dou)在(zai)(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)中心線上完成,且不是(shi)在(zai)(zai)主要工(gong)序(xu)的(de)(de)(de)(de)時間內(nei)同時完成的(de)(de)(de)(de),結構上不是(shi)屬于先進的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),其(qi)生(sheng)產(chan)能力每小時可以達到60~80次(ci)(圖8-30).而(er)高(gao)生(sheng)產(chan)率的(de)(de)(de)(de)現代化(hua)管(guan)型(xing)材擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)配置(zhi)有在(zai)(zai)旋轉(zhuan)框架內(nei)的(de)(de)(de)(de)兩個擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong),使大部分輔助工(gong)序(xu)與主要工(gong)序(xu)同時完成,使擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)能力提高(gao)到每小時擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)100~120次(ci)(圖8-30)。
美國(guo) Lone Star 鋼廠(chang)的55MN(5500t)臥式鋼管(guan)擠壓機是由(you) Mannesmann-Meer提供技(ji)術(shu)和Fielding公(gong)司(si)共同設計制(zhi)造的。該擠壓機采用了(le)雙(shuang)工(gong)(gong)位(wei),能軸向移動(dong)和轉動(dong)的擠壓筒(tong)座上安(an)(an)置2個坯料擠壓筒(tong),用安(an)(an)裝在雙(shuang)工(gong)(gong)位(wei)旋轉模(mo)(mo)架上的2只模(mo)(mo)子生產石(shi)油管(guan)和不銹鋼管(guan)產品。5500t臥式鋼管(guan)擠壓機的主要性能如下:

擠壓(ya)機公稱壓(ya)力 5500t
總(zong)擠壓力等級 5500t,4000t,1500t
擠壓(ya)力(li)等級(當扣除回(hui)程力(li)時) 4950t,3150t
該擠壓機(ji)配備有不銹鋼管擠壓次數的自動(dong)計數器。
近代所有(you)的(de)(de)(de)快速水力(li)(li)(li)(li)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)都配備有(you)一個高壓(ya)(ya)(ya)水蓄力(li)(li)(li)(li)器(qi)。就像自由(you)鍛造壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)機(ji)(ji)(ji)一樣(yang),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)具有(you)幾級不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)。如(ru)20世紀(ji)50年代末期(qi)建成的(de)(de)(de)一些鋼管和型鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji),不(bu)(bu)再采用(yong)一個單獨的(de)(de)(de)3000t水壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)(只能用(yong)減小蓄力(li)(li)(li)(li)器(qi)中壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)辦(ban)法來變換擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)),而改用(yong)一種可以在(zai)500~3000t,按6個不(bu)(bu)同等級來變換壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)。這樣(yang)就使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)應用(yong)范(fan)圍(wei)擴大很多。
擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)對于模子的(de)位(wei)置(zhi)固定不變,這就要(yao)求送(song)(song)錠(ding)(ding)器(qi)具有不同的(de)長度(du),以(yi)適應坯(pi)料(liao)(liao)在較長的(de)范(fan)圍內變化,通常送(song)(song)錠(ding)(ding)器(qi)被(bei)設計成(cheng)1號(hao)和(he)(he)2號(hao)兩部分,在自動(dong)操(cao)作(zuo)中,當擠(ji)壓(ya)桿將(jiang)坯(pi)料(liao)(liao)推進擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)一定長度(du)時,1號(hao)送(song)(song)錠(ding)(ding)器(qi)自動(dong)退(tui)出(chu),2號(hao)送(song)(song)錠(ding)(ding)器(qi)繼續送(song)(song)坯(pi)料(liao)(liao)進擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong),直至擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)端面位(wei)置(zhi)。此外,為了(le)節省(sheng)時間和(he)(he)高壓(ya)水,要(yao)盡可能地縮(suo)短行程(cheng)長度(du)。
在(zai)(zai)不(bu)銹鋼(gang)管和(he)型鋼(gang)擠(ji)壓(ya)機上(shang),目前尚不(bu)能(neng)在(zai)(zai)同(tong)一個過程中(zhong)、在(zai)(zai)同(tong)一臺擠(ji)壓(ya)機上(shang)進(jin)行擠(ji)壓(ya)和(he)穿(chuan)孔(kong)兩(liang)個工序。這是因為在(zai)(zai)長鋼(gang)坯穿(chuan)孔(kong)之后,要保(bao)持玻璃(li)潤滑劑薄(bo)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)芯棒所(suo)需(xu)要的(de)壓(ya)力就比較小了(le)。這樣在(zai)(zai)主柱塞中(zhong)所(suo)裝(zhuang)(zhuang)設的(de)穿(chuan)孔(kong)芯棒移動裝(zhuang)(zhuang)置做成內置式的(de)穿(chuan)孔(kong)裝(zhuang)(zhuang)置就能(neng)夠滿足工藝要求(qiu)了(le)。
在具有多級壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)擠壓(ya)(ya)機上,也可(ke)以(yi)利用(yong)一個(ge)裝(zhuang)置在外(wai)(wai)面的(de)(de)水壓(ya)(ya)缸(gang),借助(zhu)這個(ge)水壓(ya)(ya)缸(gang)可(ke)以(yi)用(yong)來移(yi)動(dong)或固(gu)定(ding)芯棒,或者作為(wei)一個(ge)獨立的(de)(de)穿孔裝(zhuang)置,成(cheng)為(wei)外(wai)(wai)置式的(de)(de)穿孔裝(zhuang)置。并且,這個(ge)水壓(ya)(ya)缸(gang)往(wang)往(wang)可(ke)以(yi)加到主水壓(ya)(ya)缸(gang)的(de)(de)任何(he)一個(ge)組合中(zhong),形(xing)成(cheng)多級壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)擠壓(ya)(ya)機。
近代的(de)擠壓(ya)機(ji),由(you)于極高的(de)擠壓(ya)速(su)度和空程速(su)度,因而要求采用特殊(shu)的(de)措施(shi)來進行安裝。對(dui)于低(di)速(su)工作的(de)擠壓(ya)機(ji)來說,主(zhu)液壓(ya)缸可以安裝在(zai)地(di)腳板上,而地(di)腳板再固定在(zai)基(ji)礎上。而對(dui)于高速(su)工作的(de)擠壓(ya)機(ji),基(ji)礎就必須(xu)能承受沖擊負荷。
為了避免沖擊,必須將擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)前梁(liang)安裝在活動的(de)(de)地腳板(ban)上,擠(ji)壓(ya)時(shi),前梁(liang)通過滑動軸承(cheng)可以隨著(zhu)擠(ji)壓(ya)力的(de)(de)大小,在軌道上前后浮動。因此在操(cao)縱閥和擠(ji)壓(ya)機(ji)之間的(de)(de)所有高壓(ya)管道都必然要適應擠(ji)壓(ya)機(ji)前梁(liang)在擠(ji)壓(ya)過程(cheng)中隨著(zhu)擠(ji)壓(ya)力的(de)(de)變化前后浮動。
為了提高擠(ji)壓機(ji)(ji)的(de)生(sheng)產(chan)能力,擠(ji)壓機(ji)(ji)的(de)很多(duo)動(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)以及輔助(zhu)設備的(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)周(zhou)(zhou)期(qi)應該實現(xian)自動(dong)(dong)化(hua)或(huo)半自動(dong)(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)。只有當一些(xie)動(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)相(xiang)互交叉(cha)地進行(xing)(xing),才有可能縮(suo)短擠(ji)壓機(ji)(ji)的(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)周(zhou)(zhou)期(qi)。因此,需要(yao)特別注(zhu)意(yi)使(shi)擠(ji)壓機(ji)(ji)的(de)各個相(xiang)關(guan)部分在擠(ji)壓過程(cheng)中所處的(de)位置,不致被隨后的(de)動(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)所干擾(rao)。在半自動(dong)(dong)化(hua)或(huo)自動(dong)(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)情(qing)況下,必須有轉換為手動(dong)(dong)或(huo)者按鈕操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)可能性(譬如在進行(xing)(xing)擠(ji)壓機(ji)(ji)調整或(huo)空載(zai)行(xing)(xing)程(cheng)時(shi))。
當擠壓(ya)(ya)機(ji)要達到60~80根/h的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產率,在(zai)(zai)坯料和(he)擠壓(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)運送(song)當中就不能有停歇時間。同時,裝(zhuang)料器(qi)退出的(de)(de)(de)速度也不能慢。在(zai)(zai)這樣高(gao)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產效率的(de)(de)(de)情(qing)況下,裝(zhuang)料器(qi)必須在(zai)(zai)裝(zhuang)有主缸的(de)(de)(de)后(hou)(hou)橫梁向前運動的(de)(de)(de)時候就迅速地(di)退出。擠壓(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)收集(ji)裝(zhuang)置必須在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)余料被推出后(hou)(hou),將(jiang)其收集(ji)起(qi)來(lai),并且將(jiang)壓(ya)(ya)余連同擠壓(ya)(ya)墊(dian)一起(qi)送(song)到一個墊(dian)片分(fen)離裝(zhuang)置上,將(jiang)擠壓(ya)(ya)墊(dian)同壓(ya)(ya)余分(fen)離開。此后(hou)(hou),擠壓(ya)(ya)墊(dian)便自動地(di)進(jin)入一個冷(leng)卻(que)系統進(jin)行冷(leng)卻(que),然后(hou)(hou)再送(song)回擠壓(ya)(ya)機(ji)繼續(xu)使用。
在擠壓車間里,由于玻璃(li)潤滑劑粉末的(de)(de)沉積,往往會造成機械的(de)(de)一些(xie)滑動部(bu)件在擠壓時很快地磨損(sun)。因此,防護(hu)不(bu)(bu)便或(huo)(huo)不(bu)(bu)夠的(de)(de)部(bu)件都(dou)采用特(te)殊的(de)(de)材料來制作,這些(xie)材料不(bu)(bu)是同玻璃(li)不(bu)(bu)起作用就(jiu)是易于清(qing)除殘留在上(shang)面的(de)(de)玻璃(li)。而對于像(xiang)主柱(zhu)塞或(huo)(huo)其他運動部(bu)件上(shang)不(bu)(bu)可(ke)(ke)能這樣(yang)做(zuo)時,就(jiu)用可(ke)(ke)移(yi)動的(de)(de)或(huo)(huo)固定(ding)的(de)(de)罩子或(huo)(huo)可(ke)(ke)伸縮(suo)的(de)(de)軟(ruan)性的(de)(de)折(zhe)疊(die)物(wu)(俗(su)稱手風琴)遮蓋起來,并且加以密封,防止玻璃(li)粉末進(jin)入。
此外,適當(dang)的(de)壓力潤滑也可以使一些部(bu)件免(mian)受(shou)玻璃(li)粉(fen)沉積的(de)影響(xiang)。
根據德國工廠(chang)的(de)經驗,對于擠(ji)(ji)壓(ya)速(su)度(du)的(de)要(yao)(yao)求是在設計壓(ya)力達到80%~90%的(de)時候(hou),就應(ying)該能夠得到所要(yao)(yao)求的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)速(su)度(du)。因(yin)此,建(jian)議采(cai)用以下的(de)關系式(shi)來(lai)確定(ding)建(jian)立水(shui)泵房(fang)時的(de)高壓(ya)水(shui)效率(lv):

有(you)些擠(ji)壓機,這個效率僅(jin)(jin)(jin)僅(jin)(jin)(jin)只(zhi)有(you)在40%~60%的范圍內操作,有(you)時(shi)還要低一些。幾乎在所有(you)的情況下,此(ci)效率低的原因都是由于水(shui)力(li)系統的結構(gou)不良,而由于擠(ji)壓機使(shi)用不好的僅(jin)(jin)(jin)僅(jin)(jin)(jin)只(zhi)有(you)小部分(fen)。
至今擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)絕(jue)大(da)部分都還是采(cai)用(yong)水(shui)來傳動。當(dang)要(yao)求(qiu)在(zai)一個短時(shi)間內具(ju)有(you)很(hen)高的(de)速(su)度,就必須有(you)一個高壓(ya)(ya)水(shui)蓄力(li)器,因為在(zai)很(hen)短的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)間(2~4s)內所需(xu)要(yao)的(de)水(shui)量是非(fei)常大(da)的(de)。當(dang)采(cai)用(yong)直接傳動時(shi),所安(an)設的(de)水(shui)泵能(neng)力(li)就要(yao)很(hen)大(da)。水(shui)在(zai)一個封閉(bi)的(de)系統中,并且在(zai)水(shui)里(li)加入(ru)1%~1.5%的(de)油(you),既(ji)避免設備生銹,同(tong)時(shi)還可以起(qi)到潤滑劑的(de)作用(yong)。
近(jin)年來所安(an)裝的(de)高壓水泵房,幾乎大(da)(da)部分(fen)都是采用32MPa(約316個大(da)(da)氣壓),大(da)(da)家都把(ba)這一壓力看(kan)作為各種不(bu)同因(yin)素的(de)最為有(you)利的(de)綜(zong)合指(zhi)標(biao)。如(ru)果(guo)水的(de)壓力低(di),則活塞、閥(fa)門(men)和輸送管道的(de)斷(duan)面尺寸就要加(jia)大(da)(da),同時(shi),由于擠壓機(ji)要求具有(you)高的(de)工(gong)作速度,如(ru)果(guo)壓力低(di),水的(de)流量就會很大(da)(da),這樣對設備有(you)害。
可(ke)以(yi)從一(yi)個集中的(de)蓄力總(zong)站得(de)到(dao)更高的(de)壓(ya)力。這對(dui)于擠壓(ya)機(ji)和穿(chuan)孔(kong)機(ji)聯(lian)合操作的(de)時(shi)候特別有利。同時(shi),這也是一(yi)種很經濟(ji)(ji)的(de)工作方法(fa),可(ke)以(yi)使(shi)大(da)型的(de)不銹鋼(gang)管和型鋼(gang)擠壓(ya)機(ji)得(de)到(dao)3~5個或者更多的(de)壓(ya)力等級(ji),這樣就可(ke)以(yi)同時(shi)經濟(ji)(ji)合理地適應各(ge)種不同產品規格(ge)的(de)生(sheng)產。

