中冶京诚为中原特钢设计供货30吨锻造操作机

由中冶京诚负责设计、供货和安装调试的中原特钢30t锻造操作机，经中冶京诚、设备供货商和业主的共同努力，成功进行了热试。中原特钢配有众多国内外知名品牌锻压设备，30t锻造操作机将在这里比肩国内外先进设备，展示中冶京诚技术产品的先进性。
该项目为中原特钢重点项目，业主高度重视，对质量的要求十分严格。从合同签订伊始，中冶京诚项目部克服了重重困难，认真科学合理的规划进度，及时、高质量地满足了业主的实际需求，赢得了业主的高度评价，为双方进一步合作打下了良好的基础。该项目的成功也对中冶京诚开发的系列锻压设备广泛应用于军工行业和特钢行业，推进生产技术进步起到良好的示范和推动作用。
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图1 快锻机和配套的锻造操作机

项目背景
相对于冲压机、挤压机等其他压机设备，过去的老式水压机负荷率较低，其中一个很重要的原因是缺少必要的机械化配套设备。随着技术发展，和生产实践的验证，配置锻造操作机是提高锻造工效和生产率必备的手段，因此，先进的锻造液压机均应配置锻造操作机。根据统计对比，当80MN老式水压机配备了一台锻造操作机时，生产效率比原先采用的两台锻造吊车提高了1.6倍至2倍；由于不受起重机更换工模具作业的限制，辅助时间缩短了12%。可见，无论是新建、还是改造锻造车间，锻造操作机不仅可以改善锻造车间的劳动环境和条件，实现锻造作业自动化、机械化操作和文明化生产，而且可以缩短辅助时间，直接降低消耗，提高生产效率、设备负荷率和产量。在现代化的锻造车间，锻造操作机已经成为锻造机组中必不可少的一个基本要素。没有操作机的配合，即使是油泵直接传动的锻造压机，其技术性能也不可能得到充分发挥。
近几年，中冶京诚积极参与国内锻造设备市场开发，大力推广快速自由锻造液压机和锻造操作机。通过与国内外厂家对比，发扬优势，补足劣势，不断实现技术进步，其产品性能指标参数已达到世界先进水平。
在这样的背景下，中冶京诚通过不懈努力和认真工作，在项目签订之前，几次与业主进行交流，经过细致讲解答疑，介绍了技术优势，并通过邀请业主去中试基地实地参观，展示了一流的技术能力水平，最终得了到业主的认可，获得了操作机的合同。
技术特点
该锻造操作机由中冶京诚自主研发设计，最大夹持载荷30t，最大夹持力矩60tm，夹钳旋转定位精度±0.5°，车体行走定位精度±3mm。技术指标处于国际先进水平。
该锻造操作机具备先进的技术和充分的可靠性及工艺适应性，可以满足自由锻恶劣的工作条件和高效率生产的需要，同时也满足安全、环保等方面的要求；具有先进的检测和控制系统，能与快锻机的控制通过PLC及操作台实现联动，具有全自动、半自动和手动控制等功能，能满足快速自由锻造的工况要求。电气控制系统为完全自主开发，实现了诸多当前国际上最先进的控制功能。
¨ 机械部分
操作机采用国际先进的机械结构形式，机械本体由夹钳、旋转驱动机构、吊挂系统、车体机架、行走驱动机构等组成，能实现钳口夹紧、旋转、平行升降、上下倾斜、平行侧移、角摆、大车行走等功能。操作机的结构形式如图2。
图2 操作机的结构形式
夹钳采用V型钳口结构，由液压缸控制夹钳开合，具有夹持范围广、夹持力矩大的特点，扩大了加工产品的范围，能够适应生产过程中产品规格的变化。
旋转驱动由两组液压马达和减速机共同进行驱动。旋转驱动率大，旋转以及启动速度高，可以满足快速自由锻造液压机的各种锻造工艺要求，保证了锻压机的生产效率。
吊挂系统采用的是平行四连杆机构，操作机的钳杆通过吊挂于平行四连杆机构上实现升降运动，前后两曲柄以相同速度同向传动，这样可以保证夹钳升降为水平匀速。通过使用一个特殊杠杆系统实现钳杆的垂直提升，而不是弧形运动，保证了锻造时钢锭位置的精确性。吊挂系统各关节的铰接具有足够的强度及自由度，能可靠的补偿锻造过程中各种动作的位移，确保各种动作不产生干涉。
车体为结构件，采用钢板焊接而成，具有很高的刚度。两侧板之间的空间用来容纳夹钳、钳杆和吊挂机构。车体后部有平台，用来放置操作机的液压装置。
行走驱动采用齿轮-齿条传动，可避免车轮相对轨道滑动，从而可精确检测车体所在位置和行走距离。行走驱动由四个独立的马达组成，在定位阶段中，前后两组齿轮分别靠齿轮的不同侧以消除定位间隙。这样可以确保高定位精度。
¨ 液压系统
操作机的液压系统主要包括：供油部分、主工作阀块、行走驱动阀块、旋转驱动阀块以及应急处理阀块。供油部分由油箱、主工作泵、循环泵等组成。液压系统的供油部分包含有两套主工作泵，如果其中一套出现故障，整个设备仍旧可以在一个相对较低的速度下运行。这样可以避免工厂暂时停产，避免了正在锻造产品的报废。
主工作阀块为集成阀块，控制操作机的夹钳开合、升降、侧移、侧摆、倾斜动作。
行走驱动阀块和夹钳旋转分别控制行走马达和旋转马达，均采用高频响比例方向阀自动控制以实现无级调速及快加速，与其它动作可同时联动互不影响。
应急处理阀块为手动阀，在系统出现故障时可手动控制。通过手动系统，操作机可以进行小范围的移动、旋转、升降以及夹钳打开等操作，从而避免被锻零件因故障不能及时取出的问题。
液压系统大量采用了集成阀块，连接点较少，降低了系统漏油的可能性。漏油的减少，能够控制住系统油的污染，提高液压阀的使用寿命。
液压系统所有的泵、马达、阀为德国力士乐Rexroth产品，过滤器及滤芯采用德国HYDAC产品，保证了系统运行的稳定性，降低了故障率。系统各回路各自独立，执行各动作时不会对其它动作产生影响。且各动作均设有过载保护。系统设有调试、检修及故障排除用的测压接口。采用压力传感器检测系统压力和夹紧压力等，并通过显示屏进行显示和设定。
液压系统设计时充分利用三维软件及阀块专业设计软件（见图3），确保其满足液压系统的工作要求。在实际制造和装配前先进行管路审核，避免了阀和阀块之间的安装冲突，确保了管路的畅通及合理性。