【摘 要】隨著鋁工業(yè)的迅速發(fā)展,其鑄造設(shè)備起到關(guān)鍵性作用。我國引進(jìn)大量工業(yè)制造設(shè)備,經(jīng)過多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),充分學(xué)習(xí)了相關(guān)技術(shù)的生產(chǎn)流程和制造工藝,為鑄造機(jī)的國產(chǎn)化奠定基礎(chǔ)。鑄造機(jī)的液壓系統(tǒng)通過不斷試驗(yàn)改革,現(xiàn)以半連續(xù)鑄造機(jī)的閉環(huán)液壓系統(tǒng)為主,介紹其控制回路操作,展現(xiàn)其在控制鋁合金鑄造過程中的高可靠性和高精度控制等優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】鋁合金;鑄造機(jī);閉環(huán)液壓系統(tǒng);國產(chǎn)化
隨著輕工業(yè)的迅速發(fā)展,鋁工業(yè)作為其中重要的組成部分,其制造技術(shù)受到人們的重要關(guān)注。鋁合金在各行各業(yè)應(yīng)用十分廣泛,同時在各重要設(shè)備制造中其作用是無可代替的,如在航天航空、交通道路、軍事國防等重要領(lǐng)域,其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。改革開放以來,我國大量引進(jìn)國外的各種高科技產(chǎn)品和技術(shù),帶動了我國工業(yè)道路的快速發(fā)展,但隨著國內(nèi)科技技術(shù)要求的提高和國民需求的增加,發(fā)現(xiàn)國外鋁加工設(shè)備的供貨周期較長,成本較高,已經(jīng)難以適應(yīng)我國工業(yè)發(fā)展的需求。對此,我國大力鼓勵科技創(chuàng)新,加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的吸收,來加快國內(nèi)鋁加工設(shè)備的國產(chǎn)化發(fā)展。以降低成本、節(jié)能減耗為鋁加工企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)出供貨周期短、性價比高的鋁加工鑄造設(shè)備,其中半連續(xù)立式鑄造機(jī)采用閉環(huán)液壓控制系統(tǒng),引領(lǐng)了鑄造機(jī)國產(chǎn)化的浪潮。
1.鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)的研究
1.1鋁合金鑄造工藝要求
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一種金屬材料,鑄造是其加工工藝中的重要一項(xiàng)程序,其質(zhì)量高低直接影響到后續(xù)工序的精度和成型。鑄造就是將液體金屬澆注到相應(yīng)零件模型的內(nèi)腔中,經(jīng)過冷卻、凝固,最后形成零件或者毛坯的方法。其鑄造工藝流程為,先將鑄造模型設(shè)計(jì)完成,將融化為液體的鋁合金澆注在零件模型的內(nèi)腔,將零件脫模,放入冷卻設(shè)備中冷卻,最后凝固成型。在鑄造的過程中,相應(yīng)的要進(jìn)行鑄造平臺的升降,完成材料的傳送;流槽和傾翻蓋板升降動作,完成材料的澆注和脫模,這些主要控制動作都是由液壓系統(tǒng)完成的。
1.2鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)是鑄造設(shè)備中的一個子系統(tǒng),主要完成鑄造過程的控制操作,與其它電控和水冷卻系統(tǒng)相互配合和輔助。鑄造機(jī)的系統(tǒng)由鑄造平臺升降系統(tǒng)控制回路、流槽和傾翻蓋板動作控制回路、動力組成單元、液壓缸升降速度回路和輔助回路等組成,其控制過程要求精度較高,組成較為復(fù)雜,對控制回路的設(shè)計(jì)和組成要求較高。鑄造流程主要可分為三個階段,第一是鋁合金液體的填充,第二鑄造開始位置調(diào)整,第三,鑄造過程中的穩(wěn)定工作。
2.國產(chǎn)化的鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)
通過對國外技術(shù)的引進(jìn)與學(xué)習(xí),綜合多年生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn),鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)的國產(chǎn)化趨勢明顯。自身的科技創(chuàng)新和國外技術(shù)學(xué)習(xí)使得我國鑄造機(jī)性能提升較快,并能解決購買國外設(shè)備所帶來的不便,國產(chǎn)化的技術(shù)具有供貨周期短、較好的性價比、便捷的售后服務(wù)、較低的維修費(fèi)用等優(yōu)勢。其中優(yōu)勢較為突出的是半連續(xù)立式鑄造機(jī),其液壓系統(tǒng)經(jīng)過多次改良和設(shè)計(jì),目前具有和國外相關(guān)技術(shù)相同的功能特性,液壓系統(tǒng)的控制方式可以有效減少能源浪費(fèi)和耗費(fèi),為我國鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)的國產(chǎn)化發(fā)展速度奠定可靠基礎(chǔ)。
國產(chǎn)化鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)吸收了國外相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢,結(jié)合我國發(fā)展鑄造工藝的流程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行創(chuàng)新和改革,形成了目前的半連續(xù)鑄造機(jī)的液壓系統(tǒng)。其液壓系統(tǒng)的動作可以分為兩個部分。
第一,在鑄造機(jī)沒有進(jìn)行鑄造工藝之前,主要進(jìn)行鑄造平臺的升降動作,同時改變流量壓力的大小控制升降過程中的速度,主要進(jìn)行物料的輸送。
第二,在鑄造工藝結(jié)束或者停止時,主要進(jìn)行準(zhǔn)備鑄造工藝或者調(diào)整工藝時流槽的升降動作,鑄造與之配套的傾翻蓋板也會隨著流槽升降而發(fā)生升降動作。傾翻平臺的水平和垂直位置通過設(shè)備上相應(yīng)開關(guān)控制,與此同時,會在傾翻液壓缸安置單向平衡閥,來保證其進(jìn)行傾翻動作時平穩(wěn)運(yùn)行。
液壓系統(tǒng)在鑄造過程中起到速度調(diào)節(jié)、保證速度穩(wěn)定變化的作用,同時液壓系統(tǒng)會設(shè)置故障緊急處理控制回路,當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時,能有效控制回路來避免危險,可以保證鑄造平臺升降時不會出現(xiàn)巨大故障。
2.1速度液壓控制回路
鑄造速度控制分為開環(huán)電液控制回路和閉環(huán)電液控制回路,相比于開環(huán)控制回路調(diào)速波動大、發(fā)生故障不易分析以及受到操作人員的主觀影響等缺點(diǎn),閉環(huán)電液控制回路具有更有效的信息反饋,具有操作靈活、可調(diào)節(jié)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)殍T造速度的變化會帶動鋁合金液體流量的變化,所以在液壓控制回路中設(shè)置專門的自動調(diào)節(jié)閥來控制液體流量的大小,自動調(diào)節(jié)閥是通過鑄造模型內(nèi)腔的液體容積大小反饋的信息進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的,控制其開閥壓力大小調(diào)節(jié)流量速度,具有更高的可靠性和穩(wěn)定性。
2.2速度控制集成閥
液壓控制系統(tǒng)的液壓缸采用的是變量柱塞泵,由流量計(jì)作為系統(tǒng)的反饋裝置,完成閉環(huán)液壓系統(tǒng)的反饋工作。控制系統(tǒng)將伺服電機(jī)、閥門、控制回路結(jié)合到一起,完成控制閥的速度控制和流量監(jiān)控。由速度控制集成閥和流量計(jì)組成的液壓控制回路有高效的反饋回路,制造精度高,不會受到外界壓力變化的影響,工作壓力范圍較廣。其精度可得到有效確定,保證了鑄造工業(yè)操作時的穩(wěn)定,保證鋁合金鑄造后的質(zhì)量合格。液壓系統(tǒng)運(yùn)用了多個速度控制閥和流量控制閥來確保鑄造過程中各項(xiàng)動作的穩(wěn)定和精確,其反饋裝置具有較高的準(zhǔn)確性,使得鑄造過程速度可控,便于靈活操作。
3.結(jié)語
相比于國外相關(guān)設(shè)備,我國鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)存在一定技術(shù)缺陷,但隨著科技創(chuàng)新和加強(qiáng)技術(shù)的學(xué)習(xí)的政策,目前我國所制造的鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)得到進(jìn)一步完善和提高,更適合于國內(nèi)相關(guān)工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)。除了國產(chǎn)化設(shè)備的供貨周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)外,我國國產(chǎn)化鑄造機(jī)也走向節(jié)能減耗、能源可持續(xù)發(fā)展的道路。制造機(jī)液壓系統(tǒng)具有高效、精確、可靠性高等特點(diǎn),并可以針對國內(nèi)相關(guān)設(shè)備的條件進(jìn)行改動,讓其更適應(yīng)我國工業(yè)化發(fā)展的要求和步伐。
通過對鋁合金鑄造機(jī)液壓系統(tǒng)的充分了解,可知,液壓系統(tǒng)可以高效清潔的利用資源,無污染的提供控制動力,使鑄造機(jī)鑄造過程更加穩(wěn)定和可控。相比于國外相關(guān)技術(shù),我國液壓系統(tǒng)的國產(chǎn)化帶給國民的經(jīng)濟(jì)效益不可估量,也促進(jìn)了相關(guān)工業(yè)設(shè)備的國產(chǎn)化的步伐,真正促進(jìn)我國工業(yè)化的高效可持續(xù)發(fā)展。同時,我國應(yīng)該加大自主創(chuàng)新的力度,引進(jìn)高科技人才,重視科技發(fā)展,鼓勵科技交流與合作,為更多國產(chǎn)化設(shè)備走向市場、走向世界鋪平道路。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]山流光.半連續(xù)制造機(jī)三中速度液壓控制技術(shù)[J].金屬加工,2014,(23):34-36.
[2]劉靜安,盛春磊,朱英.鋁合金軋制設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].輕合金加工技術(shù),2015,43(1):8-10.
[3]宋春玉,謝曉會.大型鋁熔鑄設(shè)備的國產(chǎn)化[J].有色設(shè)備,2013,(5):1-5.
[4]吳小淵.半連續(xù)鑄造機(jī)采用閉環(huán)控制提高鑄錠質(zhì)量[J].上海有色金屬,2014,35(4):154-156.