一種立柱疊片式——5萬噸模鍛壓力機(jī)的設(shè)計(jì)與制造方法
【專利摘要】一種立柱疊片式——5萬噸模鍛壓力機(jī)的設(shè)計(jì)與制造方法，其特點(diǎn)在于：1、立柱利用疊片式的方法合并并拉緊成為一個(gè)整體；2、上梁、下梁、滑塊為整體式；3、用多個(gè)油缸驅(qū)動(dòng)，多個(gè)鉸鏈進(jìn)行力的放大；4、每片立柱帶上、下止口，通過以上功能的組合及具體設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前全球最大的壓力機(jī)設(shè)計(jì)，并很容易實(shí)現(xiàn)制造。
【專利說明】—種立柱疊片式一一 5萬噸模鍛壓力機(jī)的設(shè)計(jì)與制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及重大裝備的設(shè)計(jì)與制造。
【背景技術(shù)】
[0002]大噸位的模鍛壓力機(jī)在中國(guó)剛剛起步，一般鍛造行業(yè)萬噸以上的壓力機(jī)基本都靠進(jìn)口，進(jìn)口壓力機(jī)的價(jià)位是I萬元/噸，一萬噸的壓力機(jī)就是一億元。國(guó)內(nèi)最近也做出了
3.5萬噸的壓力機(jī)，研發(fā)費(fèi)用過10億元，西安最近也制造出了 4萬噸壓力機(jī)，制造費(fèi)用7.84億元。研發(fā)、制造及進(jìn)口費(fèi)用過高，嚴(yán)重制約了我國(guó)的重大零件的加工與制造，進(jìn)而影響國(guó)家的制造能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在以上情況下，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種5萬噸的壓力機(jī)，是當(dāng)今世界上壓力最大的壓力機(jī)，如附圖3所示。
[0004]設(shè)計(jì)此5萬噸壓力機(jī)首先要解決以下幾個(gè)難點(diǎn):
[0005]一、立柱問題，上梁、下梁?jiǎn)栴}。
[0006]根據(jù)設(shè)備噸位分析計(jì)算，若用常規(guī)設(shè)計(jì)方法用四柱三梁結(jié)構(gòu)(如附圖1所示)，我們所用的拉桿將需要4根直徑為1.6m、長(zhǎng)為21m的拉桿，才能保證在承受5萬噸壓力時(shí)彈性變形量不超過1mm，這樣每根柱子重量將是335噸以上，僅四根柱子將是1340多噸，對(duì)應(yīng)的螺母直徑將在2.2m左右，可以說螺母是無法上緊的。同時(shí)用這么大的拉桿，對(duì)應(yīng)的立柱也將是每塊在700噸以上。因螺母及拉桿占位，上梁、下梁將必須加長(zhǎng)4.5m以上，加厚將近一倍以上，即上、下梁將是長(zhǎng)度達(dá)8.6m左右，寬度在5.5m,厚度將達(dá)到2.8m。則上、下梁將達(dá)到每塊各重1040噸重左右，這么厚的上、下梁將無法鑄造(鑄鋼)，更將難以加工，轉(zhuǎn)運(yùn)、運(yùn)輸與裝配，所以說，用此方案將無法實(shí)現(xiàn)5萬噸壓力機(jī)的制造。
[0007]為此我們根據(jù)此前申報(bào)的“一種二柱三梁壓力機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)(如附圖2) ”專利中所述的內(nèi)容應(yīng)用于此，則我們5萬噸壓力機(jī)結(jié)構(gòu)將沒有問題。應(yīng)用此發(fā)明則上梁、下梁重量只有160噸左右，鑄造十分方便，同時(shí)完全不用拉桿，但整體式立柱重量將有520噸以上，而400噸以上的鑄鋼件將無人能夠鑄造。為此我們根據(jù)5萬噸設(shè)備的特點(diǎn)，決定用疊片式的方法，把每側(cè)立柱設(shè)計(jì)成4片，疊加在一起代替整體式的立柱，這樣每片立柱的重量將只有130噸左右，鑄造加工都十分容易。
[0008]二、壓力問題。
[0009]我們應(yīng)用我們前述申報(bào)的一種雙油缸被雙鉸鏈放大的萬噸壓力機(jī)原理，在此我們把油缸內(nèi)腔直徑做大到880mm，液壓泵站使用的額定油壓為25Mpa，使每一個(gè)油缸輸出的力達(dá)到1500噸，通過鉸鏈放大到13200噸(放大8.8倍)，要實(shí)現(xiàn)5萬噸的壓力，即需要4組油缸及4組鉸鏈放大機(jī)構(gòu)便可實(shí)現(xiàn)5萬噸的壓力。
[0010]通過以上兩個(gè)關(guān)鍵問題的解決，我們具體設(shè)計(jì)出了 5萬噸模鍛壓力機(jī)(如附圖3所示)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]附圖1四柱三梁壓力機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖2兩柱三梁壓力機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖3立柱疊片式一5萬噸模鍛壓力機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖4上梁外形尺寸圖。
[0015]附圖5下梁外形尺寸圖。
[0016]附圖6滑塊外形尺寸圖。
[0017]附圖7單塊立柱外形尺寸圖。
[0018]具體實(shí)施
[0019]根據(jù)附圖3壓力機(jī)的整體機(jī)構(gòu)圖，以及附圖4、5、6、7所示的具體尺寸圖，我們進(jìn)行具體設(shè)計(jì)、仿真、有限元分析，強(qiáng)度校核，運(yùn)動(dòng)仿真，變形分析，以上具體設(shè)計(jì)滿足5萬噸壓力情況下，最大拉伸變形、彎曲變形都在0.5mm以內(nèi)，承受最大強(qiáng)度在200Mpa以內(nèi)。根據(jù)以上分析我們決定此設(shè)備的所有部件用45#鑄鋼制造，加工用12M的龍門數(shù)控銑床來實(shí)現(xiàn)。制造完畢，裝配在一起便實(shí)現(xiàn)了這種5萬噸模鍛壓力機(jī)的制造。本模鍛壓力機(jī)總重量約2200噸，最大單件總重量約170噸，壓力機(jī)工作行程為lm。
[0020]有益效果
[0021]根據(jù)我們的設(shè)計(jì)，5萬噸壓力機(jī)(或萬噸以上的壓力機(jī))的制造都將變得十分簡(jiǎn)單，其中萬噸壓力機(jī)的制造成本不到300萬元，5萬噸的壓力機(jī)制造成本不到3000萬元，不到當(dāng)前訂購壓力機(jī)成本的1/10，這將是對(duì)全世界重型壓力機(jī)制造技術(shù)的重大突破。
【權(quán)利要求】
1.立柱利用疊片式的方法合并拉緊成為一個(gè)整體。
2.每片立柱帶有上、下止口，及裝有上擋塊。
3.下梁、滑塊是整體式的，上梁可以是整體式、也可以是疊片式的合并。
4.用多個(gè)油缸驅(qū)動(dòng),多個(gè)鉸鏈放大油缸的驅(qū)動(dòng)力,最終實(shí)現(xiàn)5萬噸的輸出力。
【文檔編號(hào)】B21J9/12GK103769512SQ201210442775
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】曹立新 申請(qǐng)人:曹立新, 曹智, 吳忠太, 李 浩, 徐濤, 曹大偉