简要介绍了目前快速锻造液压机的技术现状,对其主机结构、液压传动系统、控制系统等方面的技术特点进行了分析:主机结构形式多样化,以预应力结构为主,均采用可调平面导向,立柱与横梁采用平接式或插入式结构,主缸多采用双球铰法兰连接等;液压系统传动形式模式化,形成了以高频响比例阀和伺服锻造阀组成的阀控系统,以及正弦泵组成的泵控系统3种典型液压传动形式;控制系统标准化,均采用西门子控制器及工业以太网组成的现场网络控制系统。此外,从绿色设计、能量回收利用、预测性维护、自动锻造以及应用新技术等方面对快速锻造液压机的发展趋势进行了阐述。

应对气候变化,事关中华民族永续发展,事关人类前途命运,我国将应对气候变化摆在国家治理更加突出的位置,不断消减碳排放量,不断强化自主贡献目标,将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,坚定不移地走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路。要加快发展新一代信息技术,高端装备、航空航天、海洋装备等战略性新兴产业,提高产业链供应链现代化水平。伴随产业升级,环保与节能理念在制造行业的深入,液压系统的传统设计显露出耗能多、震动大、效率低、噪声大等问题。鉴于以上传统液压系统的问题,本公司基于锻造液压机液压系统的特殊性,开发了新型阀控系统。新型阀控系统,大大提升了液压系统的可靠性、平稳性,提高了设备产出效率和效益,促使高端装备产业升级。

随着经济的发展和技术的进步,新型材料层出不穷,对锻造液压机造成了巨大的冲击,要求锻压设备具有更丰富的功能,这也变相对锻压设备的维修和管理提出了更高的要求,因此加强这方面的研究是十分重要的,也是十分必要的。本文首先论述了锻造液压机液压系统构成,其次对其管理进行了分析,接下来以40MN锻造液压系统为例对锻造液压机液压系统进行故障诊断,最后提出了锻造液压机液压系统诊断的方法,为一线工作者提供崭新的思路。

锻造液压机组中包含了液压、机械设计、自动控制、信息技术、微电子技术、传感检测、接口技术、信号处理技术以及软件编程技术等多学科综合于一体,是一项高技术、高功能、高稳定性、高质量、低能耗的系统工程。机组的组成分为机械部分、电气及控制系统以及液压驱动系统等,另外也包含了照明、冷却/加热、照明、起重、监控、通信、排污以及报警等部分。

针对航天大型铝合金环筒件的制造需求,开展了6000 t锻造液压机设备的研制工作。首先,对设备主要参数、主机结构与核心功能进行了详细设计,确定了四柱“拉杆预紧组合框架”式结构;通过引入速度闭环控制理论、优化滑块和立柱导向结构以及移动工作台的定位方式,解决了自由锻造与模锻功能兼容的难题;通过开发预冲+终冲的快速冲孔模块,设计了3个工位的移动工作台,提高了环筒件的制孔效率。其次,分析和确定了锻造工艺的主要内容,开展了工装模具设计与制造工作。最后,进行了产品的工程化试制,验证了设备及工艺的可行性。结果表明,6000 t锻造液压机可以满足环筒件的生产需求,对减少锻造火次与工装更换次数、提高生产效率起到较大的作用。

为提高锻件性能和材料利用率,研究了锻造液压机的工作原理,并建立其数学模型,采用频域分析方法,研究负载刚度对力控系统特性的影响。利用AMESim与MATLAB/Simulink建立协同仿真平台,分析系统动态性能,同时分别引入PID控制器、积分分离控制器以及模糊PID控制器分析研究其对于0.6MN自由锻造液压机力闭环控制性能的影响,并通过实验验证仿真结果的正确性。

新型材料的不断出现，客观上对锻造液压机提出了更高的要求，这往往要求使用的锻压设备具有更强的功能，但是这也使得锻压设备的维修与管理面临着更大的压力，因此加强对锻造液压机液压系统维修与管理方面的研究就显得十分迫切，本文从锻造液压机出现故障的常见原因着手，分析了锻造液压机液压系统的工作原理，提出了针对性的液压系统维修与管理建议，希望能够使读者获得有益启发。

锻造液压机液压控制系统高压、大流量及高低压交变频繁等特点易引发管道冲击振动这种压力冲击不仅影响系统的动态特性严重时会引发管道破裂。采用改进型管道集中参数模型对锻造液压机主泵口管道、工作缸进油管道和工作缸排油管道动态特性进行仿真研究得到锻造液压机不同管道动态特性和管长、管径的关系为锻造液压机液压控制系统优化提供参考。

目前锻造液压机的拉杆较多采用45°锯齿型螺纹。随着设备大型化、高强度的要求仅通过不断加大拉杆螺纹直径解决问题十分有限因此本文提出一种新型高强度特殊螺纹型式拉杆推导出该特殊螺纹牙型参数的具体计算公式。基于三维有限元软件I-DEAS建立真实工况的力学模型运用接触分析方法并结合设计实例比较了两种螺纹型式拉杆的受力状况及应力云图。工程应用实践证明该设计降低拉杆螺纹应力45%消除了高应力集中现象。

介绍了基于泵直接传动的锻造液压机工作原理以及主控泵的工作特点，并对系统的控制原理和工作特性进行了分析与研究。