專利名稱：快速鍛造液壓機(jī)的鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力機(jī)架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬自由鍛造行業(yè)中快速鍛造液壓機(jī)的鋼絲纏繞預(yù)應(yīng) 力機(jī)架。
技術(shù)背景 快鍛液壓機(jī)是60年代發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展起來(lái)的一種新型鍛壓設(shè)備，是自由鍛造設(shè)備 的發(fā)展方向。用于墩粗、拔長(zhǎng)、沖孔、扭轉(zhuǎn)、彎曲、剁切、芯棒拔長(zhǎng)等自由鍛造工序，完全滿足 合金工模具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼等合金鋼的自由鍛造工藝。由于它的機(jī)械化程度高，速 度快，又能控制壓下量，特別適合于鍛造溫度范圍窄的高合金鋼的鋼錠開坯。在結(jié)構(gòu)型式 上，中小型以下拉式為主，大型以上傳動(dòng)為主。由于快鍛液壓機(jī)較高的鍛造頻次，其機(jī)架的 疲勞壽命、強(qiáng)度、剛度直接影響鍛件精度和整機(jī)的使用壽命，所以快鍛液壓機(jī)機(jī)架廣泛采用 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。常見典型預(yù)應(yīng)力機(jī)架的預(yù)緊方式有高強(qiáng)度拉桿螺栓預(yù)緊(圖3)，用高強(qiáng)度的 預(yù)緊拉桿螺栓2和螺母5將上梁1、下梁4及柱套3組合成整體機(jī)架。這種機(jī)架中解決了非 預(yù)應(yīng)力機(jī)架的立柱受拉伸、彎曲的復(fù)雜的受力狀態(tài)，使拉桿僅受拉應(yīng)力，柱套受壓應(yīng)力和承 受工作載荷時(shí)的彎矩，預(yù)應(yīng)力拉桿比非預(yù)應(yīng)力機(jī)架中的立柱有較小的應(yīng)力波動(dòng)幅值，使機(jī) 架有較好的抗疲勞壽命。不足是仍然存在螺紋的疲勞破壞，而且在我國(guó)現(xiàn)有軋制能力的條 件下，快鍛液壓機(jī)預(yù)應(yīng)力機(jī)架所用高合金拉桿全部為鍛造生產(chǎn)，為提高鍛件質(zhì)量和鍛造的 可行性，拉桿直徑不能設(shè)計(jì)較大，以提高拉桿的許用應(yīng)力，大噸位鍛造液壓機(jī)機(jī)架預(yù)緊力靠 增加拉桿數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以細(xì)長(zhǎng)拉桿的鍛造難度大，機(jī)加工量大，需專用熱處理設(shè)備，以致 生產(chǎn)造價(jià)昂貴。近年來(lái)，預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞技術(shù)由于其成熟的理論基礎(chǔ)、突出的優(yōu)點(diǎn)，在各工 業(yè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛和深入的應(yīng)用。其疲勞強(qiáng)度好，承載能力高，材料利用率高，設(shè)備重 量輕，并且從根本上消除了拉緊螺栓預(yù)緊方式中由螺紋引起的應(yīng)力集中疲勞破壞現(xiàn)象。因 此研制一種快速鍛造液壓機(jī)的鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力機(jī)架是急需解決的新課題
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用鋼絲纏繞技術(shù)的高強(qiáng)度、高剛度、高疲勞壽命、 重量輕的快鍛液壓機(jī)機(jī)架，用抗拉強(qiáng)度極高的鋼絲將快鍛液壓機(jī)機(jī)架中的上、下梁和柱套 以合適的纏繞張力、合理的纏繞方式纏繞，組成高強(qiáng)度、高剛度、高疲勞壽命的快速鍛造液 壓機(jī)的鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力機(jī)架。 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種快速鍛造液壓機(jī)的鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力機(jī)架，由上梁、 柱套、下梁、鋼絲層組成，上梁與下梁之間用柱套連接，用鋼絲在快鍛液壓機(jī)中的上梁、下梁 及柱套上纏繞，組成預(yù)應(yīng)力快鍛液壓機(jī)機(jī)架。 本實(shí)用新型的要點(diǎn)在于它的結(jié)構(gòu)及工作原理。其工作原理是，根據(jù)設(shè)備允許最大 的鍛造偏心量和設(shè)備公稱壓力，確定上橫梁、下橫梁、左右柱套的結(jié)構(gòu)尺寸和整體機(jī)架的預(yù) 緊系數(shù)；將上下梁設(shè)計(jì)成半圓形外側(cè)帶凹槽易于實(shí)現(xiàn)纏繞的結(jié)構(gòu)，并保證左右柱套與梁之 間完全、等面積接觸；根據(jù)機(jī)架的預(yù)緊系數(shù)和鋼絲許用抗拉強(qiáng)度來(lái)確定鋼絲纏繞的張力、鋼 絲纏繞層數(shù)；纏繞方式分等張力纏繞和變張力纏繞；由于纏繞鋼絲有若干層，等張力纏繞時(shí)每層鋼絲的應(yīng)力分布不均勻，鋼絲層受力情況不合理，故采用變張力纏繞，使鋼絲層達(dá)到
等強(qiáng)度分布，充分發(fā)揮鋼絲的強(qiáng)度潛力；在變張力纏繞時(shí)可用專用纏繞設(shè)備或?qū)⒗p繞層平
均分為若干組等張力纏繞的小單元層來(lái)近似組合成變張力纏繞層；機(jī)架纏繞后的變形是存
在的，在纏繞后的機(jī)架重量可滿足機(jī)械加工的條件下，將機(jī)架設(shè)計(jì)成纏繞后整體加工，以確
保機(jī)架對(duì)各部件安裝精度的需求；在機(jī)架整體纏繞后，要測(cè)量上下梁、左右柱套的變形量，
如相關(guān)配合面的變形較大，需要將其加工或修配平整，保證設(shè)備運(yùn)行的精度。 快速鍛造液壓機(jī)的鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力機(jī)架與現(xiàn)有技術(shù)相比，用高抗拉強(qiáng)度的鋼絲代
替拉緊螺栓拉桿，從根本上消除了由螺紋的應(yīng)力集中引起的疲勞破壞，降低了使用的維護(hù)
成本，由于鋼絲有較好的柔性，有較高疲勞壽命，工程中可取較高的預(yù)緊系數(shù)，這是拉桿螺
栓預(yù)緊機(jī)架難以實(shí)現(xiàn)的。這種預(yù)應(yīng)力機(jī)架在工作載荷作用時(shí)，應(yīng)力波動(dòng)幅值較小，機(jī)架變
形較小，這不僅提高機(jī)架的抗疲勞能力，而且對(duì)電液控制精度有利，鋼絲整體纏繞在上下梁
上，柱套承受較大的預(yù)緊力，上下梁較大區(qū)域?yàn)閴簯?yīng)力，拉應(yīng)力區(qū)減小，拉應(yīng)力數(shù)值也明顯
下降，進(jìn)一步提高了整體機(jī)架的承載能力等優(yōu)點(diǎn)，將廣泛地應(yīng)用于金屬自由鍛造行業(yè)中。


以下結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的A-A剖視圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖，一種快速鍛造液壓機(jī)的鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力機(jī)架，由上梁1、柱套2、下梁3、 鋼絲層4組成，上梁1與下梁3之間用柱套2連接，用鋼絲在快鍛液壓機(jī)中的上梁1、下梁 3及柱套2上纏繞，組成預(yù)應(yīng)力快鍛液壓機(jī)機(jī)架；根據(jù)設(shè)備允許最大的鍛造偏心量和設(shè)備公 稱壓力，確定上橫梁、下橫梁、左右柱套的結(jié)構(gòu)尺寸和整體機(jī)架的預(yù)緊系數(shù)；將上下梁設(shè)計(jì) 成半圓形外側(cè)帶凹槽易于實(shí)現(xiàn)纏繞的結(jié)構(gòu)，并保證左右柱套與梁之間完全、等面積接觸；根 據(jù)機(jī)架的預(yù)緊系數(shù)和鋼絲許用抗拉強(qiáng)度來(lái)確定鋼絲纏繞的張力、鋼絲纏繞層數(shù)；纏繞方式 分等張力纏繞和變張力纏繞；由于纏繞鋼絲有若干層，等張力纏繞時(shí)每層鋼絲的應(yīng)力分布 不均勻，鋼絲層受力情況不合理，故采用變張力纏繞，使鋼絲層達(dá)到等強(qiáng)度分布，充分發(fā)揮 鋼絲的強(qiáng)度潛力；在變張力纏繞時(shí)可用專用纏繞設(shè)備或?qū)⒗p繞層平均分為若干組等張力纏 繞的小單元層來(lái)近似組合成變張力纏繞層；機(jī)架纏繞后的變形是存在的，在纏繞后的機(jī)架 重量可滿足機(jī)械加工的條件下，將機(jī)架設(shè)計(jì)成纏繞后整體加工，以確保機(jī)架對(duì)各部件安裝 精度的需求；在機(jī)架整體纏繞后，要測(cè)量上下梁、左右柱套的變形量，如相關(guān)配合面的變形 較大，需要將其加工或修配平整，保證設(shè)備運(yùn)行的精度。
權(quán)利要求一種快速鍛造液壓機(jī)的鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力機(jī)架，由上梁、柱套、下梁、鋼絲層組成，其特征在于上梁與下梁之間用柱套連接，用鋼絲在快鍛液壓機(jī)中的上梁、下梁及柱套上纏繞，組成預(yù)應(yīng)力快鍛液壓機(jī)機(jī)架。
專利摘要一種應(yīng)用于金屬自由鍛造行業(yè)中的快速鍛造液壓機(jī)的鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力機(jī)架，由上梁、柱套、下梁、鋼絲層組成，上梁與下梁之間用柱套連接，用強(qiáng)度極高的鋼絲在快鍛液壓機(jī)中的上梁、下梁及柱套上纏繞，組成高強(qiáng)度、高剛度、高疲勞壽命的預(yù)應(yīng)力快鍛液壓機(jī)機(jī)架。該機(jī)架的高抗拉強(qiáng)度的鋼絲代替拉緊螺栓拉桿，從根本上消除了由螺紋的應(yīng)力集中引起的疲勞破壞，降低了使用的維護(hù)成本，由于鋼絲有較好的柔性，有較高疲勞壽命，工程中可取較高的預(yù)緊系數(shù)，這是拉桿螺栓預(yù)緊機(jī)架難以實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號(hào)B21J13/04GK201500759SQ20092001521
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者單東升, 葉龍, 李志波, 林鋒, 車永順, 韓俊明 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)重型機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司