自由鍛是一種增量成形工藝,主要用于生產(chǎn)對機(jī)械性能和微觀組織要求較高的棒材、軸類和其他等零件,應(yīng)用于如航空航天、能源等幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域。自由鍛零件主要是在自由鍛液壓機(jī)上生產(chǎn)的,這種設(shè)備為鍛造具有優(yōu)秀機(jī)械性能的零件提供了精確的過程控制和可再現(xiàn)性。
西馬克集團(tuán)作為自由鍛壓機(jī)領(lǐng)域全球市場的領(lǐng)導(dǎo)者,持續(xù)改進(jìn)工藝和驅(qū)動概念,以提供性價(jià)比最優(yōu)的節(jié)能壓機(jī)。通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)和對可持續(xù)性的承諾,西馬克確保其鍛造解決方案不僅達(dá)到最高的性能標(biāo)準(zhǔn),還能幫助客戶降低運(yùn)營成本和對環(huán)境的影響。這種持續(xù)的發(fā)展強(qiáng)調(diào)了西馬克致力于提供符合行業(yè)不斷發(fā)展需求的尖端技術(shù)。
目前正在中國市場使用的主流液壓概念
在中國,客戶通常希望自由鍛壓機(jī)的液壓設(shè)計(jì)概念具有以下幾個(gè)特定的特征。首先,獨(dú)立安裝,這意味著單個(gè)液壓元件被分組布置,但在液壓室內(nèi)單獨(dú)放置,見圖1。這些組件包括主泵、主油箱、過濾冷卻單元和帶有為主泵供油過濾的增壓系統(tǒng)。
圖1 液壓泵的獨(dú)立配置
一般主泵設(shè)計(jì)為單泵(圖2),每個(gè)主泵由異步電機(jī)驅(qū)動。這種配置確保每個(gè)泵獨(dú)立運(yùn)行,提供可靠性且易于維護(hù)。主泵能夠持續(xù)承受450bar 的最大公稱壓力,并能在短時(shí)間內(nèi)承受500bar 的壓力。目前,主泵通常在350bar 下的鍛造過程和在420bar 下的鐓粗過程中運(yùn)行。
圖2 單泵概念
液壓概念中的發(fā)展和優(yōu)化
在不斷發(fā)展的過程中,一種優(yōu)化的液壓概念已經(jīng)被設(shè)計(jì)出來了,在采購成本、空間需求和液壓站的裝配時(shí)間方面都具有顯著的優(yōu)勢。
首先,這個(gè)新概念采用單個(gè)電機(jī)驅(qū)動兩個(gè)主泵,形成雙泵配置(圖3)。這種創(chuàng)新的方法不僅提高了效率,還減少了所需電機(jī)的數(shù)量,從而降低了總體成本。這一概念得到了很好的驗(yàn)證,在歐洲、亞洲和美洲都有很多業(yè)績。
圖3 雙泵概念
圖4 自由鍛壓機(jī)的緊湊式驅(qū)動概念
此外,優(yōu)化后的液壓系統(tǒng)可將鍛造時(shí)的壓力從350bar 提高到400bar,鐓粗時(shí)的壓力從420bar 提高到450bar。這種壓力的增強(qiáng)使得主油缸可以設(shè)計(jì)成更小的直徑,從而大大降低了投資成本,與傳統(tǒng)的油缸設(shè)計(jì)相比,投資成本可顯著降低。同時(shí),所需泵的數(shù)量也可以減少。例如,在參考示例中,泵的數(shù)量從16個(gè)減少到12 個(gè),同時(shí)保持相同的性能(以頻次衡量)。這使得液壓和電氣元件的投資成本顯著降低。此外,這也意味著所需油量的減少。
通過將必要的液壓組件整合到一個(gè)緊湊的液壓單元(稱為緊湊式驅(qū)動)中,也大大減少了空間要求和裝配時(shí)間。這種緊湊式液壓單元集成了所有關(guān)鍵部件,并由供應(yīng)商預(yù)先組裝,從而簡化了安裝過程,減少了現(xiàn)場組裝所需的時(shí)間和精力。
在不太可能發(fā)生的電機(jī)-雙泵單元故障情況下,與電機(jī)-單泵單元故障相比,最高頻次僅降低9%。這證明了雙泵配置的穩(wěn)健性和可靠性。盡管出現(xiàn)了故障,但對運(yùn)行性能的影響很小,從而確保了持續(xù)的生產(chǎn)力。
緊湊式驅(qū)動的精心設(shè)計(jì)確保了所有組件的最佳可接近性。這種設(shè)計(jì)使維護(hù)工作能夠快速輕松地實(shí)現(xiàn),最大限度地減少停機(jī)時(shí)間,并確保系統(tǒng)始終保持高效和可靠。這種組件的布局使技術(shù)人員可以接近和維修每個(gè)部件,而無需對系統(tǒng)進(jìn)行重大拆卸或中斷。由于緊湊式驅(qū)動的設(shè)計(jì),泵直接和主油箱集成在一起,因此可以使用自吸泵。這樣減少了大約10%的能源消耗,降低了設(shè)備的整體運(yùn)營成本。
由于緊湊的設(shè)置,緊湊式驅(qū)動概念也非常適合對已經(jīng)投入運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行升級和改造,以提高其性能以及減少能源消耗。
自2000 年以來緊湊式驅(qū)動概念已經(jīng)在10 多個(gè)客戶業(yè)績廠成功實(shí)施,最近實(shí)現(xiàn)該安裝是在德國和日本。
鐓粗時(shí)壓力從420bar 增加到450bar,增加的30bar 不會導(dǎo)致漏油增加。這是因?yàn)橄到y(tǒng)中使用的組件已經(jīng)設(shè)計(jì)為能夠承受該壓力。這些組件的強(qiáng)度已經(jīng)在其他使用了幾十年的系統(tǒng)中得到驗(yàn)證。例如,自20 世紀(jì)80 年代以來一直投入使用的液壓精鍛機(jī)RUMX,就采用了500bar 的液壓系統(tǒng),并證明了長期的可靠性和性能