大型自由鍛造液壓機(jī)作為我國大型鍛件在自由鍛造過程中的重要設(shè)備，由于我國在大型自由鍛造液壓機(jī)技術(shù)方面發(fā)展較晚，所以其制約著我國在冶金、化工、電力、船舶、航空航天等行業(yè)的發(fā)展。因此，各行各業(yè)逐漸將其工作目標(biāo)轉(zhuǎn)向大型自由鍛造液壓機(jī)。據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計，目前國內(nèi)已投產(chǎn)的大型自由鍛造液壓機(jī)大型自由鍛造液壓機(jī)作為我國大型鍛件在自由鍛造過程中的重要設(shè)備，由于我國在大型自由鍛造液壓機(jī)技術(shù)方面發(fā)展較晚，所以其制約著我國在冶金、化工、電力、船舶、航空航天等行業(yè)的發(fā)展。因此，各行各業(yè)逐漸將其工作目標(biāo)轉(zhuǎn)向大型自由鍛造液壓機(jī)。據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計，目前國內(nèi)已投產(chǎn)的大型自由鍛造液壓機(jī)有十?dāng)?shù)余臺，在建造的仍有十?dāng)?shù)余臺，占世界大型自由鍛造液壓機(jī)總數(shù)的五分之二。本文主要針對大型自由鍛造液壓機(jī)的技術(shù)特點進(jìn)行分析。1、大型自由鍛造液壓機(jī)的技術(shù)特點 在我國國內(nèi)最早的大型自由鍛造液壓機(jī)要追溯到上世紀(jì)，傳統(tǒng)的大型自由鍛造液壓機(jī)屬于泵-蓄勢器傳動水壓機(jī)，對于現(xiàn)階段的大型自由鍛造液壓機(jī)其基本技術(shù)特點具有以下三個方面： 1.1 電氣技術(shù) 現(xiàn)有的大型自由鍛造液壓機(jī)的電氣系統(tǒng)在一定程度上都是采用PLC進(jìn)行控制，具有相關(guān)的人機(jī)交互界面，這個人機(jī)交互界面通常是由工控機(jī)擔(dān)任，還有承擔(dān)工業(yè)現(xiàn)場的主控制器的作用。大型自由鍛造液壓機(jī)的操作機(jī) 和鍛造液壓機(jī)同樣是具備PLC控制單元，此外操作機(jī)和鍛造液壓機(jī)的控制單元是相互獨立的。然后操作機(jī)和鍛造液壓機(jī)通過高速數(shù)據(jù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實時的采集相關(guān)數(shù)據(jù)，如：滑塊位置、溫度、鍛造壓力等，這就在 一定程度上實現(xiàn)了對各種設(shè)備的統(tǒng)領(lǐng)控制，此外還具有單獨控制功能。對于一般性的操作機(jī)和鍛造液壓機(jī)通常情況下共用一個單獨的操作控制臺，這就僅僅需要一個操作員進(jìn)行單獨操作即可。電控設(shè)備的主泵驅(qū)動一般情 況下采用10千伏的高壓電機(jī)，有時候同樣采用6千伏的高壓電機(jī)。 1.2 主機(jī)技術(shù) 主機(jī)的結(jié)構(gòu)：大型自由鍛造液壓機(jī)的主機(jī)，一般情況下按照立柱的數(shù)量進(jìn)行劃分，具有四柱和雙柱兩種基本的形式，在四柱式自由鍛造液壓機(jī)中又可以分為多拉桿和單拉桿。在過去的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式中，四柱的自由鍛造液壓機(jī)成為設(shè)計的主流，其具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全可靠的基本性能特點，但是現(xiàn)階段的大型自由鍛造液壓機(jī)以雙柱壓機(jī)為主，這種設(shè)計具有視野開闊、操作空間大等特點。雙柱式自由鍛造液壓機(jī)在中小型自由鍛造液壓機(jī)中成為了主流，但是大型自由鍛造液壓機(jī)仍然以四柱形式為主，主要是基于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定考慮。從目前市場上所出現(xiàn)的大型自由鍛造液壓機(jī)來看，四柱的僅僅能達(dá)到165MN級別，而雙柱的早已經(jīng)達(dá)到185MN級別了。 目前在建的所有大型自由鍛造液壓機(jī)主要是以全預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)設(shè)計而成，這保證了其基本受力特定為在偏載受力情況下將復(fù)雜的受力狀態(tài)改為拉桿受拉應(yīng)力，立柱受偏載力的單一承載，這就最大限度的提高了整體 機(jī)架的壽命和剛度，這是現(xiàn)階段的大型自由鍛造液壓機(jī)與過去的泵-蓄勢器傳動水壓機(jī)最大的改進(jìn)之處。 在國內(nèi)現(xiàn)階段的出現(xiàn)的萬噸級大型自由鍛造液壓機(jī)均采用等徑三缸上推式結(jié)構(gòu)形式，這種形式在使用的過程中，容易出現(xiàn)油液泄漏事件，導(dǎo)致不必要的事故發(fā)生，因此必須保證其在運(yùn)行過程中的防護(hù)措施。中小型的自由鍛造液壓機(jī)在設(shè)計過程中通常采用下拉式缸體結(jié)構(gòu)形式，將缸體以正裝形式“懸掛”在下橫梁上，這就在很大程度上避免了不必要的火災(zāi)發(fā)生，但是這種設(shè)計形式往往僅適用于中小型自由鍛造液壓機(jī)結(jié)構(gòu)，因為相較于大型自由鍛造液壓機(jī)在建造過程中小型自由鍛造液壓機(jī)在地基建造的過程中，并不需要太深的地基，從而減少了大量的開支，在國內(nèi)外的大型自由鍛造液壓機(jī)中大多數(shù)都沒有采取下拉式缸體結(jié)構(gòu)形式，僅僅有大約十分之一的萬噸級大型自由鍛造液壓機(jī)采用下拉式缸體結(jié)構(gòu)的形式。 大型自由鍛造液壓機(jī)的活動橫梁可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式分為整體結(jié)構(gòu)模型和組合式結(jié)構(gòu)模型，對于后者在形式上分為導(dǎo)向座和活動橫梁本身，這種形式的優(yōu)點在于可以將大型自由鍛造液壓機(jī)的基本框架在不解體的情況下將梁體成功取出，從而在一定程度上減少安裝時間和難度。 1.3 液壓技術(shù)
目前我國國內(nèi)的泵控系統(tǒng)相對國外而言較為薄弱，市場上所流行的泵控系統(tǒng)主要是德國和法國的泵控系統(tǒng)，對于現(xiàn)階段大型自由鍛造液壓機(jī)的泵控系統(tǒng)而言，只有德國生產(chǎn)的泵控系統(tǒng)符合我國現(xiàn)階段對大型鍛件的要求。
2、大型自由鍛造液壓機(jī)的控制特點
大型自由鍛造液壓機(jī)其工作特點決定了它在工作過程中工作壓力高、而且轉(zhuǎn)向較為頻繁，這就使得我們必須對自由鍛造液壓機(jī)進(jìn)行一種更加精確、平穩(wěn)的控制。在過去我們常見的自由鍛造液壓機(jī)控制方式中，很難達(dá)到我們對于自由鍛造液壓機(jī)的控制要求。眾所周知，速度和平穩(wěn)度向來是呈反比的，不論采取任何方式一味的追求速度就必定會對其平穩(wěn)性造成較大的影響。反之，一味的追求平穩(wěn)就必定會對其速度造成影響。因此而言，我們需要尋求其中的平衡點，這個平衡點需要我們要有合適的控制策略。
3、大型自由鍛造液壓機(jī)發(fā)展趨勢
我們可以從相關(guān)數(shù)據(jù)看出，無論從萬噸級自由鍛造液壓機(jī)的數(shù)量或規(guī)格來看，我國已成為世界擁有最多數(shù)量、最大噸位重型自由鍛壓設(shè)備的國家。國內(nèi)萬噸級自由鍛造液壓機(jī)和全液壓鍛造操作機(jī)的設(shè)計成套能力已達(dá)國際先進(jìn)水平。隨著自由鍛造液壓機(jī)向智能化、精細(xì)化和程序化方向發(fā)展，我國現(xiàn)階段的首要任務(wù)是：在設(shè)計和制作的過程中更多的考慮其安全性能、其次加強(qiáng)液壓機(jī)的泵控系統(tǒng)設(shè)計、最后在設(shè)計的過程中進(jìn)一步提高設(shè)計的速度和精度。
對于傳統(tǒng)的泵-蓄勢器傳動水壓機(jī)技術(shù)，這種技術(shù)一直處于恒壓的情況下進(jìn)行運(yùn)動，這種工作模式下工作速度受到鍛件變形抗力的影響；而現(xiàn)階段生產(chǎn)的大型自由鍛造液壓機(jī)基本上處于恒流量傳動模式，與鍛件變形抗力沒有關(guān)系，泵直接傳動的壓機(jī)速度與泵的數(shù)量有直接關(guān)系，現(xiàn)階段的大型自由鍛造液壓機(jī)優(yōu)點就在于其速度一直保持在恒定的值，這就使得鍛件在鍛造過程中精度得到了保證，相較于泵-蓄勢器傳動水壓機(jī)而言其精度方面得到了大幅度提高，對于這兩種機(jī)器的鍛造性能和基本特點，又可以將其分為水壓機(jī)和油壓機(jī)?，F(xiàn)階段的大型自由鍛造液壓機(jī)屬于油壓機(jī)，相對而言具有低能耗、高精度、低投入和高壽命的特點，這是現(xiàn)階段全球大型自由鍛造液壓機(jī)發(fā)展的主要方向。對于油壓機(jī)而言，液壓控制系統(tǒng)可分為泵控系統(tǒng)和閥控系統(tǒng)，目前市場上幾乎所有的大型自由鍛造液壓機(jī)都采用這兩種控制方式。泵控系統(tǒng)主要用于油品精度高、效率高、功率大的工作場合。泵控系統(tǒng)的代表為德國威普克—潘克的正弦驅(qū)動系統(tǒng)，通過控制油泵實現(xiàn)對油缸運(yùn)動方向和運(yùn)動速度的控制并可無級變速。閥控系統(tǒng)具有高精度和高頻響的特點，現(xiàn)階段大多數(shù)液壓機(jī)采用閥控系統(tǒng)，其通過電液伺服閥控制油缸的運(yùn)動方向，并同時控制油泵輸出的油液的流量大小來控制油缸的運(yùn)動速度。