李兆凱，郭 璞，韋朝強，杜真一，魏太春，陳 波

（西部超導材料科技股份有限公司，陜西西安 710000）

0 引言

隨著液壓技術(shù)迅猛發(fā)展，鍛造工藝要求不斷提高，如何提高鍛造設(shè)備頻次和控制精度一直是人們研究的主要方向。在鍛造過程中，經(jīng)常會用到精整工序以得到較好的表面質(zhì)量，這種模式要求快鍛機具有較高的鍛打頻次和較小的鍛造深度。油路的頻繁切換對管路就會造成沖擊，蓄能器的應用可以確?？戾憴C回程系統(tǒng)穩(wěn)定運行、有效改善動態(tài)性能、延長設(shè)備使用壽命，亦可降低噪聲。

姚靜等人[1]建立了蓄能器的動態(tài)方程并對蓄能器快鍛回路建立了數(shù)學模型，最后對模型的準確性通過仿真和實驗加以驗證。馬志剛等人[2]研究了一般快鍛機卸載形式對卸載管的沖擊，通過仿真給出了不同容積蓄能器用于卸載回路的效果，為卸載回路蓄能器容積的選擇提供了理論依據(jù)。魏海濤等人[3]以10 MN 快鍛液壓機組為研究對象，運用AMESim 軟件對使用氣囊式和活塞式2 種蓄能器回程系統(tǒng)進行了仿真，對比在不同參數(shù)時兩種蓄能器對快鍛機回程系統(tǒng)特性的影響。

1 45MN 快速鍛造液壓機概況

45MN 快速鍛造液壓機（簡稱45MN 快鍛機）是西部超導材料科技股份有限公司的主型設(shè)備之一，主要用于鑄錠開坯、棒材、鍛坯等鍛造工序。45MN 快鍛機投用已近10年，液壓系統(tǒng)長期處在高溫、高壓、振動大的環(huán)境中。8 個蓄能器并聯(lián)通過分支管卸載管匯入主卸載管，其中任一分支管卸載管發(fā)生故障時，須將主、分支卸載管整體拆除進行維修（圖1）。整個維修過程不僅需要耗費大量人力物力，而且停機至少半天以上。

經(jīng)長時間使用過后，卸載管之間和卸載管與法蘭焊接連接部位的焊縫處經(jīng)常發(fā)生開裂或脫焊現(xiàn)象（圖2）。雖然經(jīng)過多次補焊但故障率連年上升，已經(jīng)嚴重影響設(shè)備的正產(chǎn)生產(chǎn)。

2 回程系統(tǒng)改造技術(shù)方案

圖1 蓄能器裝置卸載管

快鍛機回程系統(tǒng)原理如圖3 所示，通過選擇可以實現(xiàn)由蓄能器與回程缸相連或者主系統(tǒng)和回程缸相連的切換。

在精整作業(yè)時，回程缸油液通過補油泵-蓄能器獲得，此時進液閥不動作，在鍛造過程中，回程缸油液注入至蓄能器裝置中，在回程時蓄能器反充至回程缸，活動橫梁迅速抬起。合適容積的蓄能器，既可削減加壓時的振動和避免高壓溢流，降低系統(tǒng)發(fā)熱量，還可以減少泵供液量，節(jié)能，以及獲得很高響應性。

為了更好體現(xiàn)蓄能器在快鍛機回程系統(tǒng)中的優(yōu)勢，降低蓄能器裝置的故障率，結(jié)合長期以來的設(shè)備維修經(jīng)驗及類似設(shè)備改造的成功經(jīng)驗嘗試了以下3 種改造方案。

圖2 焊縫分布示意

圖3 快鍛機回程系統(tǒng)示意

2.1 方案1：一體式分支卸載管（圖4）

本方案的優(yōu)點在于將彎管與兩直管進行一次彎曲成型，這樣可以減少了焊縫的數(shù)量，但是焊縫發(fā)生故障是維修的難度依然存在。

2.2 方案2：拔管式卸載管（圖5）

本方案的優(yōu)勢在于采用拔管法制作整體卸載管，即利用主卸載管作為本體，在對應位置拔出相應分支管，將焊縫數(shù)量減少至一條，可極大降低焊縫故障風險，但是拔管部分有厚度不一致的可能，而且高度不宜太長，最終還是會留有一條焊縫。

圖4 一體式分支卸載管

2.3 方案3：設(shè)計一閥塊代替卸載管（圖6）

在總結(jié)前2 種方案的基礎(chǔ)上，改變思路提出了第三種方案——設(shè)計一閥塊代替卸載管。也就是現(xiàn)在采用的方案。

此種卸載方式，徹底改變了快鍛機回程系統(tǒng)蓄能器的連接工藝，避免了焊接應力存在，徹底消除了焊縫（圖7）。在應對往復頻率較高的沖擊時，整體性能優(yōu)異。

其在使用和維護方面需要注意：①在充油狀態(tài)下不可對蓄能器進行不可拆卸和維修，蓄能器上也不允許進行加工或焊接作業(yè)；②蓄能器應充穩(wěn)定性好的惰性氣體，氣壓須符合規(guī)定；③蓄能器在使用過程中，須定期檢查壓力。

圖5 拔管式卸載管

3 結(jié)束語

（1）采用閥塊替代原快鍛機回程系統(tǒng)蓄能器裝置卸載管，可以有效避免卸載管焊接加工過程中焊接應力的影響，解決焊縫的脫焊或開裂問題。

（2）雖然制造閥塊的成本會高于焊接式卸載管，但是從長遠使用角度出發(fā)，較低的故障率、較高的開動率，可確保設(shè)備的正常運行。

（3）閥塊的整體性能和使用壽命遠遠大于焊接式卸載管，可減少大量維修停機時間，同時也降低了維修強度。

圖6 閥塊

圖7 現(xiàn)場使用的閥塊式連接卸載方式