張 曉 程 里

（1.重慶長征重工有限責任公司 重慶 2.重慶理工大學材料科學與工程學院 重慶）

一、前言

蒸空鍛錘的一次能源利用率不足2%，有的甚至更低，而電液動力頭的一次能源利用率可達20%，故節(jié)能率可達90%以上。對原有蒸空鍛錘的驅動部分進行改造，取消原有動力供應系統(tǒng)。用電液驅動的傳動形式來取代蒸汽錘，用電液錘動力頭替代原蒸汽錘或空氣錘的汽缸，原錘的錘體和基礎都保持不動。

由于模鍛鍛造“提錘—落錘”產生的沖擊力沖擊金屬變形，以達到金屬成型的目的。許多人認為鍛錘的運動都是上下運動，都是提錘越高打擊力越大，不理解操作方式的不同對鍛造工藝過程的影響；參與電液錘改造工作的單位越來越多，競爭激烈，常宣傳操縱方式不變，操作工人不必重新培訓，只要鍛錘改造好，原來的操作工人可立即操作設備進行生產等，使工人的技術培訓被忽略，誤導了使用單位。采用以往操作習慣的單位，普遍感覺鍛錘打擊力不夠，從而采用加重錘頭，加大主缸工作壓力的方式來提高打擊能量，從而使設備架體連接螺栓強度處于超負荷狀態(tài)，造成設備壽命降低。螺栓頻繁斷裂，上下砧子打壞，背架打裂的案例屢見不鮮，同時導致產品缺陷產生及安全可靠性降低等一系列問題。

二、蒸空錘和電液錘的特點

蒸空錘和電液錘在原理和結構上有很大區(qū)別。蒸汽-空氣模鍛錘由自由鍛錘發(fā)展而來，工作原理和基本結構與自由鍛蒸汽錘相同，只是為了適應模鍛工藝的要求，在結構上做了相應改進。模鍛錘是借助蒸汽（或壓縮空氣）經分配機構（即滑閥）交替進入汽缸內活塞上部或下部，帶動錘頭作往復運動。模鍛錘歷史久遠，由于結構簡單、使用性能好，生產效率高、操作方便、造價低，適合于多模槽鍛造，應用很廣泛。蒸汽—空氣模鍛錘的打擊力可在較大范圍內調整，根據鍛件變形情況可實現(xiàn)輕擊、重擊、單次打擊和連續(xù)打擊。為了便于控制制坯工步時快速小行程的輕擊，模鍛時開始輕擊和最后重擊，以“浮動”代替了自由鍛錘的空懸，即在不打擊時，錘頭不斷地在空中上下“浮動”。為了便于單人操作，將操縱手柄改為腳踏板，10 t以上的模鍛錘是由專人司錘，3 t以上模鍛錘可在操縱拉桿中串聯(lián)液壓接力器。在操縱系統(tǒng)上還有一個特點是配汽滑閥與節(jié)流旋閥聯(lián)動，節(jié)流閥只在打擊時開口增大，這樣可更靈敏地控制輕重擊，并在“浮動”時節(jié)省蒸汽。

改造后的電液錘，錘的頂部裝有流量大、效率高、體積小的液壓動力頭，代替?zhèn)鹘y(tǒng)蒸—空模鍛錘的驅動系統(tǒng)。目前電液錘的改造主要有兩種，一種為氣液雙作用式，即抬錘為液壓，打擊能量由重力做功與氣體膨脹做功相結合。另一種為雙液壓作用式，又稱全液壓電液錘即抬錘和打擊都是液壓直接作用于錘頭運動部件上，而不是由氣體直接作用的錘桿活塞上，錘頭的提升和打擊全以液壓為動力，即錘桿活塞上、下腔是液壓油驅動，解決了油氣互串的問題。整個系統(tǒng)響應快、靈敏度高，對于模鍛錘來說減少了悶模時間，提高模具壽命。

三、工作原理不同帶來的操作習慣的改變

蒸空錘以蒸汽（或壓縮空氣）為工作介質，驅動錘頭上、下運動進行打擊，并適應模鍛工藝過程需要的鍛錘，力量是靠錘頭高提悠出來的。原蒸—空鍛錘操縱時，有晃錘和急停收錘這樣的動作。為了提錘迅速、不悶錘，操作工往往在錘頭接觸鍛件前50～100 mm高時便提前提錘，靠錘頭下行慣性進行打擊，并根據提前提錘的早晚和錘頭提升的高度變化實現(xiàn)輕重打擊，而電液錘操作方式則不能這樣做，原因是蒸空錘采用的氣體具有可壓縮性，而電液錘中介質為液壓油，不可壓縮（壓縮量極小），如果提前收錘，則錘頭便停止下行，不能達到預期錘頭要到達的位置，錘頭打擊不到位，打擊力不夠?？梢哉f蒸汽錘沒有靜止的懸錘動作。

電液錘操縱系統(tǒng)的控制方式為位置控制（刻度指向刻度盤位置來操作），手柄從上端點到下端點有回程位、慢上位、中位、慢下位、打擊位5個區(qū)域。以實現(xiàn)鍛錘鍛造工藝要求實現(xiàn)5種動作，即懸錘、全行程的單次打擊、任意位置的單次打擊、連續(xù)重打或輕打、急停和急收錘。錘頭動能近似地和行程成正比，所以要想降低錘頭打擊能量，只需減小打擊行程。根據要求的打擊能量，決定回程高度，再進行打擊操作。如果錘頭停留位置太高，在打擊前，只需將手柄放到慢下位置錘頭就低速下滑，到希望打擊的高度時，再將手柄放到打擊位置，就可得到相應于這個行程的打擊能量。相反，如果錘頭停止位置太低可以將手柄放到慢上位置，使錘頭慢速回程到希望的高度再轉成為打擊。如果啟動打擊后又不想打擊了，只需快速提起手柄至回程位，用活塞下腔的高壓油，阻止錘頭下降，完成急停收錘的操作。其實電液錘動力頭也可完成晃錘和急停收錘這些動作，但須知，不論蒸空錘還是電液錘，這種動作是一種能耗嚴重的動作，對電液錘來說，除加大能耗外，將引起工作油液的顯著溫升，為此建議使用者改變這一操縱上的舊習慣，盡量避免晃錘和收錘，以避免不必要的油溫升高；嚴禁錘頭提得過高，尤其是急提手柄后必須很快將手柄放到中位，避免造成主活塞密封圈啃壞或活塞撞頂。急停收錘時，注意避免撞頂，盡量科學使用電液錘。

四、電液錘的日常使用與維護

電液錘是一種先進和精密的鍛造設備，對其使用和維護要求都較高，在使用維護方面就應該改變原來那種能打就打，能湊合就湊合使用的不良習慣，嚴禁野蠻操作。保持機器時刻處于良好的使用狀態(tài)。

（1）首先應觀察3塊壓力表：低壓氣表、高壓氣表與電接點壓力表的指示。以CJ325全液壓電液錘為例，泵出口溢流閥調定壓力最高為13MPa，連缸梁內安全閥調定壓力不超過13.5 MPa，屏幕設置壓力超壓保護，最高不超過16 MPa，油箱上的緩沖蓄能器充氣壓力為系統(tǒng)壓力的0.6～0.8倍，以上設定值要由專業(yè)人員設置，操作人員不得隨意調整。

（2）開機前必須檢查所有螺栓、螺母是否有松動，特別是連缸梁頂部螺母和導軌板連接螺栓，如有松動必須進行均勻預緊。

（3）開機前首先檢查各截止閥的狀態(tài)，氣瓶組的總截止閥和各氣瓶截止閥打開，放油截止閥及充氣截止閥均關閉。檢查蓄能器氣壓是否在設定壓力，壓力不足應先充氣。檢查立柱導軌潤滑狀況，如果必要，先用手動噴油槍噴油潤滑導軌再開機。

（4）工作時，司錘應隨時注意傾聽油泵在高壓供油狀態(tài)和卸荷狀態(tài)聲音的不同及卸荷指示燈的亮、滅時間間隔。

（5）液壓閥動作與操作有一定的滯后，操作時應“輕拉慢放”，帶有“節(jié)拍”地操作。打擊時應一次完成打擊動作，不得反復多次出現(xiàn)微行程打擊和收錘動作。

（6）回程時爭取做到，按下一錘要求的打擊能量決定回程高度。如果做不到，寧可先回低，打擊時先回再打。

（7）工作時，如果發(fā)現(xiàn)軟管破裂或松脫等原因造成系統(tǒng)大量向外漏油，要立即按“急停”按鈕關閉系統(tǒng)，予以消除。

（8）勤觀察油溫表，油溫升高過快時，必須及時找出原因予以消除。一般情況下當油溫＞35℃時，應開冷卻系統(tǒng)進行循環(huán)冷卻；油溫達55℃時，要關機停錘,禁止強制運行。若油溫＜35℃時，應停止冷卻。起動冷卻泵時，先打開冷卻系統(tǒng)管道上的各閥。

（9）在極端特別的情況下，泄漏壓力油會可能導致著火。因此，動力頭特別是油路和軟管必須特別注意維護。任何泄漏要立即密封；破損軟管要立即用新管替換。同時鍛錘砧座的周圍不準堆放成品、發(fā)熱的坯件和切邊等。冬季當室溫較低時，開機前可以用加熱的鐵塊利用熱輻射預熱上、下模具，但不得超過400℃。不得用明火直接烘烤錘桿。

（10）操作手柄包含了提錘、慢上、懸錘、慢降、打擊5個控制位置。操作手柄各連接處必須足夠牢靠，軸承必須有效，銷釘、螺母必須緊固且具有防松措施，以防意外發(fā)生。

（11）需要錘頭停留在上端時，必須開泵，蓄能器內充滿壓力油，把操縱桿固定在回程位置，保證錘桿活塞下有油壓支撐。在操縱桿上掛“錘下操作，嚴禁降錘”的紅字標牌，以確保安全。

（12）下班停機時，先關閉氣瓶組的總截止閥后再停機。然后打開放油截止閥將蓄能器及主缸中的油放凈，待錘頭完全落到模具上后再關閉放油閥，關閉電控箱及電控柜電源。

五、改變操作習慣的重要性

一般而言，新人較老人更易接受和掌握電液錘的操作，特別是有經驗的老同志接受較困難。然而，對于模鍛生產，不光是操作，還有對模鍛過程金屬流動成型經驗和理解，一個零件從預鍛到入模成型，一般要打擊3～8錘不等。開始輕擊，成型時中擊，接近薄板厚度時，變形抗力特大對設備危害也很大，要求設備精準控制打擊力量，打擊速度要快，同時提錘速度要快，否則工件脫模影響模具壽命。因此，電液錘改造后，使操作人員的操作觀念更新并改變傳統(tǒng)操作習慣顯得尤為重要。一般情況下，有條件的最好參加供貨單位的全部培訓工作。技術培訓分理論知識和應知應會培訓，有集中專題培訓和現(xiàn)場培訓，使工人對電液錘操作有較清晰的了解，習慣電液錘的操作方式。