節(jié)省材料的壓力機螺栓拔長裝置

文/孟慶澤,孟微,張城·營口鍛壓機床有限責(zé)任公司

機身是壓力機的一個基本部件，所有零部件都裝在機身上面，這對機身的剛度和穩(wěn)定性有了較高的要求。其中閉式機械壓力機機身主要有整體機身和分體組合機身兩種結(jié)構(gòu)形式。目前國內(nèi)外中大型機械壓力機都采用分體組合式。這種結(jié)構(gòu)便于加工和運輸。本文主要介紹組合機身中的重要工裝構(gòu)件——螺栓液壓拔長裝置。

機身結(jié)構(gòu)形式

圖1所示為機身的結(jié)構(gòu)形式。機身由橫梁1、立柱2、底座3組成，拉緊螺栓5貫穿于橫梁1、立柱2、底座3，上下結(jié)構(gòu)用螺母4、液壓螺母6或拔長器鎖緊。螺栓5通過拉長，加熱等方式使拉緊達到1.5倍公稱噸位的預(yù)緊力，將橫梁1、立柱2、底座3組合成一體，保證了機身的剛度和穩(wěn)定性。螺栓拔長預(yù)緊方式有以下3種：

圖1 機身結(jié)構(gòu)形式

⑴工頻感應(yīng)加熱螺栓。即用軟的橡皮絕緣線繞在螺栓中部，把對角兩根拉緊螺栓的加熱線圈接在一起，并接入交流電焊機的次極，通入工頻低壓大電流，幫助螺栓加熱伸長。這種結(jié)構(gòu)目前已經(jīng)很少采用。缺點是加熱時間長，效率低，另外橡皮絕緣線容易老化。

⑵液壓螺母（圖2）。液壓螺母充入高壓油后，螺母7提升使得螺栓伸長。當(dāng)拉緊螺栓拉長到預(yù)緊力為1.5倍噸位后，在螺母7下面放入兩塊半圓形的墊片9，將油放出后工作完畢。該結(jié)構(gòu)優(yōu)點是時間短，工作效率高；缺點是工作空間大、液壓螺母造價高、使用時間長久后里面密封圈易老化損壞、拆卸困難，造成液壓螺母破壞。

圖2 液壓螺母

⑶液壓拔長器（圖3）。這是一套專用的拔長裝置，可用于相近噸位的壓力機安裝。它的工作原理與第二種相同，優(yōu)點是將螺栓拔長后，擰緊螺母12，可將螺母10，底座11拆下，用于其他相近噸位的壓力機，可以重復(fù)使用。它的成本比液壓螺母低，也不用擔(dān)心密封圈老化損壞問題。缺點是在拔長處得空留一倍多螺栓的長度，預(yù)緊螺栓之后沒有得到有效地利用，浪費材料。目前國產(chǎn)化壓機組合機身普遍采用螺栓拉伸裝置，盡管液壓拔長器結(jié)構(gòu)有所不同，但工作方式和原理是一樣的。

圖3 液壓拔長器

創(chuàng)新結(jié)構(gòu)形式

本文重點介紹的結(jié)構(gòu)如圖4所示。將螺母13外圓車螺紋，通過改進后的拔長器拔緊螺母，拉伸螺栓，達到工藝所需力后，在螺母與機身之間加入3塊圓墊片14，卸荷油壓，工作完畢，液壓裝置可拆除重復(fù)使用。此結(jié)構(gòu)在原理上借鑒液壓拔長器和液壓螺母的結(jié)構(gòu)，集合了二者的優(yōu)點。

該裝置具有如下結(jié)構(gòu)特點：⑴采用螺母拔長；⑵可拆卸重復(fù)使用；⑶節(jié)省材料；⑷節(jié)省空間。每臺設(shè)備節(jié)省至少4倍螺母高度材料，節(jié)省材料近百公斤。因為國內(nèi)年產(chǎn)壓力機（機械+液壓）數(shù)量巨大，這一結(jié)構(gòu)的普及將大大節(jié)約材料，帶來可觀的社會經(jīng)濟效益。結(jié)構(gòu)的缺點是螺母外螺紋易損傷，運輸安裝時需注意，安裝完畢后應(yīng)該在外面罩上防護罩。

圖4 創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)

這種螺栓拔長裝置結(jié)構(gòu)對于原使用第三種液壓拔長裝置的壓力機，在裝模高度不夠的情況下，對增加裝模高度起到了巨大作用。壓力機如果模具合模高度增加，對原壓機進行改造時就必須更換拉緊螺栓，還要拆卸上橫梁，工程造價高，費時費力。如果裝模高度的增加值在露出螺栓高度范圍內(nèi)，其方法就非常簡單了。將原螺母4外面機加螺紋后，在底座3和立柱2之間加入等高墊鐵，在其上下面加工定位鍵槽，與立柱2和底座3對應(yīng)，從拉緊螺栓中間分開.在不分解機體的條件下插入等高墊鐵，拉緊螺栓就增加了裝模高度。采用這種結(jié)構(gòu)方式將節(jié)省大量資金、人力、起吊和裝配時間。

例如一臺閉式雙點400t的壓力機，想增加裝模高100mm，需拆解機體、吊卸上橫梁和立柱，更換拉緊螺栓，工時30天，等于將壓機拆、裝一次，費用預(yù)估在15萬元左右，如采用本文所述結(jié)構(gòu)，工作時間2天，費用1萬元就可以實現(xiàn)。

改造案例

最近幾年來，汽車生產(chǎn)廠家不斷更新車型，用材也在更換。汽車輕量化，沖壓件結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，在汽車零部件沖壓生產(chǎn)廠家，模具的增加、更新經(jīng)常會碰到裝模高度增加的情況，在原來壓力機裝模高度難以滿足的條件下，生產(chǎn)廠家要么采購新的壓力機，要么對現(xiàn)有壓力機進行改造。采購壓力機尤其是閉式中大型壓力機，其采購成本高、生產(chǎn)周期長，每個廠家都會估量和猶豫，而對原有壓力機改造，其成本也不少。

2018年年初吉林某汽車零部件廠曾發(fā)生過類似事例。廠家在2010年采購營鍛J36D-400t閉式雙點機械壓力機2臺，臺面2800mm×1600mm，裝模高度800mm，行程450mm，前移動工作臺。當(dāng)時廠家用在400t模具合模高度最大為650mm，所以確定參數(shù)為800mm。隨著吉輕新車型R7上市，該設(shè)備承受工作任務(wù)壓力猛增。新增加的個別模具裝模高度達到850mm，如果采購新設(shè)備，費用將達到170萬,生產(chǎn)周期為5個月。如果對現(xiàn)有壓力機進行改造,利用原來的拉緊螺栓,重新配制液壓螺母預(yù)算30萬,起重費用5萬,拆卸安裝費用5萬,制作等高墊鐵，重新加增液壓螺母合計費用30萬。因為液壓螺母屬于鍛件，里孔螺紋需要配制，加工周期2周。制作等高墊鐵、配制定位鍵塊等都在拆解之前進行。預(yù)估拆卸橫梁和立柱+配制螺紋+加等高墊鐵+裝立柱和橫梁+其他附件（走臺，圍欄）+接電路、油路、氣路，調(diào)試共需30個工作日。為了節(jié)省方案費用，技術(shù)人員對方案進行了重新評估，改造方案如下：⑴首先將壓機開到上止點，滑塊與工作臺板之間墊實，用2個50t千斤頂托住滑塊，注意不要加壓頂橫梁。⑵拆開立柱與底座相連接的管路（電、氣、油），并做好標(biāo)記。⑶用液壓拔長器松開拉緊螺栓，拉緊螺栓組橫梁上部螺母松到最大位置，不要取下。⑷在滑塊下面用2個50t的千斤頂，慢慢頂起滑塊和橫梁。⑸用千斤頂（或吊車）抬高立柱，讓立柱與底座之間出現(xiàn)150mm的空隙，將按圖紙加工的等高墊鐵塞入立柱下面，同時放入定位鍵。⑹松開千斤頂，這時壓機裝模高度已經(jīng)增加到900mm，對橫梁上部螺母進行補充加工，同時連接三路（氣、油、電）。⑺用液壓拔長裝置拔長螺母，加入墊片，泄油后，液壓鎖緊完成。最后調(diào)試設(shè)備恢復(fù)精度。本方案利用了原有的拉緊螺栓和螺母，不用拆卸橫梁和立柱，節(jié)省了起吊費用和安裝調(diào)試時間。