800 MN壓機(jī)大拉桿精密預(yù)緊方法

段宏斌

(二重(德陽(yáng))重型裝備有限公司，四川618000)

800 MN壓機(jī)需加熱預(yù)緊的大拉桿直徑為?1060 mm、長(zhǎng)16 260 mm，單重92 t，螺母單件重8 t，夾緊梁?jiǎn)渭?75 t，上十字鍵組件重475 t，其結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。

上夾緊梁大拉桿共4件，中間兩根大拉桿的預(yù)緊力為110 MN，兩側(cè)大拉桿的預(yù)緊力為95 MN，大拉桿預(yù)緊的精度將直接關(guān)系到800 MN壓機(jī)的使用壽命和工作的穩(wěn)定性,甚至將影響產(chǎn)品的精度，其重要性不可輕視。機(jī)架預(yù)緊所采用的傳統(tǒng)方法是將拉桿加熱伸長(zhǎng)后,把螺母擰緊,待冷卻后,在拉桿內(nèi)即產(chǎn)生預(yù)緊力。電加熱的預(yù)緊方法不能迅速直觀地反映出預(yù)緊力的大小，雖然可以事先進(jìn)行熱變形計(jì)算,但在實(shí)施預(yù)緊的過(guò)程中影響因素很多,且不易排除,因而往往達(dá)不到預(yù)緊要求。

圖1 大拉桿結(jié)構(gòu)圖Figure 1 Diagram of large pull rod structure

1 二次加熱預(yù)緊技術(shù)

針對(duì)800 MN壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究采用了二次加熱預(yù)緊技術(shù)對(duì)大型拉桿進(jìn)行精密預(yù)緊。

大拉桿二次加熱預(yù)緊主要分為三個(gè)階段：

(1)間隙消除階段(一次加熱)。

(2)拉桿螺母冷緊階段。

(3)拉桿螺母熱緊階段(二次加熱)。

2 間隙消除階段(一次加熱)

800 MN壓機(jī)機(jī)架可能產(chǎn)生間隙處祥見(jiàn)圖1序號(hào)1～8，其中間隙1、2、7、8主要由加工保證，螺母旋緊后，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)基本小于0.05 mm，主要間隙在C形板兩側(cè)，由于機(jī)架采用C形板捆綁結(jié)構(gòu)，而C形板屬于超薄、細(xì)長(zhǎng)件，變形不受控制，且上夾緊梁重量大，安裝后在30 m高空無(wú)法從四周進(jìn)行頂靠，因此間隙3、4、5、6較大，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量總間隙約為2.5 mm，這個(gè)間隙將嚴(yán)重影響預(yù)緊精度，一次加熱預(yù)緊方法可以有效地消除這些間隙，具體步驟如下：

(1)計(jì)算消除間隙所需拉桿伸長(zhǎng)量l：

l=(J1+J2+J7+J8)+(J3+J4+J5+J6)+l摩+l′

(1)

式中，(J1+J2+J7+J8)為墊片與螺母、墊片與夾緊梁間的小間隙，取值為0.1 mm～0.2 mm；(J3+J4+J5+J6)為C形板與夾緊梁、C形板與上十字鍵間隙；l摩為克服摩擦力所需拉桿伸長(zhǎng)長(zhǎng)度；l′為不可預(yù)知因素及余量控制伸長(zhǎng)長(zhǎng)度，取值為1 mm～2 mm。

(2)按拉桿伸長(zhǎng)量l加熱中間兩根大拉桿，旋緊螺母。

(3)中間兩根大拉桿冷卻完全，檢查無(wú)間隙后旋緊外側(cè)兩根大拉桿螺母。

(4)松開(kāi)中間兩根大拉桿螺母，并重新旋緊。

(5)上十字鍵斜鍵楔緊，上夾緊梁千斤頂支撐，防止二次加熱時(shí)重新產(chǎn)生間隙。

至此，一次加熱消除間隙工作完成。

3 拉桿螺母冷緊階段

拉桿螺母冷緊階段，拉桿長(zhǎng)度、應(yīng)力變化很小，因此不能通過(guò)控制螺母旋轉(zhuǎn)角度或者測(cè)量拉桿應(yīng)力的方法來(lái)控制精度。

冷緊精度可通過(guò)使用電子吊秤來(lái)控制，具體就是在冷緊螺母時(shí)，先利用鋼絲繩纏繞螺母數(shù)圈，再連接吊秤，然后使用行車吊著吊秤，通過(guò)行車鉤頭上升來(lái)旋轉(zhuǎn)螺母，利用吊秤的讀數(shù)來(lái)控制拉伸力。

螺母冷緊階段跟間隙消除階段的步驟3和4可實(shí)現(xiàn)重合，即如果間隙一次消除到位，步驟3和4中的旋轉(zhuǎn)螺母即可采用精確冷緊螺母方法。

4 拉桿螺母熱緊階段(二次加熱)

拉桿螺母熱緊階段是預(yù)緊中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，主要分為三部分：

4.1 電加熱過(guò)程

4.2 冷卻預(yù)緊過(guò)程

拉桿伸長(zhǎng)量超過(guò)給定伸長(zhǎng)量約1 mm時(shí)，采用上述冷緊方法旋緊螺母。

4.3 預(yù)緊監(jiān)控

預(yù)緊監(jiān)控應(yīng)貫穿整個(gè)熱緊過(guò)程，為精確控制預(yù)緊力，主要采用了三種方法對(duì)其過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控：

(1)測(cè)溫槍監(jiān)控拉桿溫度。

(2)激光跟蹤儀精確測(cè)量加熱前及冷緊后長(zhǎng)度。

(3)粘貼應(yīng)變片跟蹤監(jiān)控拉桿預(yù)緊力的變化以及最終是否能達(dá)到給定預(yù)緊力要求。

5 結(jié)論

C形板捆綁式機(jī)架大拉桿二次加熱精密預(yù)緊技術(shù)是通過(guò)計(jì)算分析與加熱調(diào)整相結(jié)合的一次加熱技術(shù)，有效地消除了間隙；采用電子吊秤對(duì)大拉桿螺母冷緊力有效實(shí)施精密控制；熱緊過(guò)程中采用多方法交互監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)緊力精密控制，從而解決了C形板捆綁式機(jī)架結(jié)構(gòu)大拉桿精密預(yù)緊的難題。