重型机械“十二五”科技发展规划 - 图文

? φ7m环形件径轴向数控辗压机 ? 2500kN/6300kNm全液压锻造操作机 ? 高压大流量正弦泵及其泵控系统。

1．80MN四柱与125MN双柱自由锻造机组的开发研制

通常，自由锻造液压机是各大重型机械制造厂、冶金工厂、锻造工厂实现大型锻件镦粗开坯和自由锻件生产必不可少的压力加工设备，用以进行黑色金属材料的镦粗、拔长、冲孔（扩孔）、芯棒拔长、扭转、弯曲、错移、剁切等自由锻造工序作业，生产轴、棒、板、饼、环、筒和方坯锻件产品。

目前，我国80MN以上自由锻造机组的开发研制已形成两种主机结构系列：80MN、125MN、185MN双柱斜置上传动系列和80MN、150MN、160MN、165MN四柱上传动系列，前者125MN品种待开发，后者80MN品种待开发。

本项目待开发的两套设备正是两个系列中的补充开发品种，分别依托中冶陕压重工扩展热加工能力和太原重工新建锻造压机车间项目所需，已经就项目进行了技术论证与报批。

主要技术特征与研发目标： 1. 80MN四柱自由锻造机组

⑴压机本体实现上驱动全预应力框架结构，动梁四面平面导向； ⑵液压系统实现油泵直接传动阀控，行程下位控制精度±2㎜；

⑶压机配备1000kN/2500kNm全液压操作机、转料升降台等自动化操作辅机；

⑷压机与操作机实现联动控制，全机组实现自动控制、故障自诊 2. 125MN双柱自由锻造机组

压机结构形式 双柱斜置式预应力组合框架 传动方式 油液压直接传动式 最大锻造压力 125 MN 油介质压力 35 MPa 动梁行程 3500 mm 锻造频次（压下量320mm） 6-7次/分 （压下量50mm） 30次/分

该压机配1800kN/4000kN-m全液压轨道式锻造操作机，表示操作机 夹钳夹持重量 1800 kN 夹钳夹持力矩 4000 kNm 夹钳夹持直径 最大 Φ2700 mm；最小 Φ800 mm 以上两套设备需要攻克的关键技术有：

1）多拉杆预应力组合框架结构设计技术；2）高精度位置控制系统仿真设计和尺寸控制技术；3）友好的人机操作系统和过程控制技术；4）操作机多自由度机构的工作机理和结构设计技术；5）运动性能和承载能力的同步控制技术；6）

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大惯量和大载荷运动精度控制技术

近10年，国外在锻造压机技术领域中处于领先地位的公司有SMS、SPS及PAHNKE、Oilgear公司，DDS操作机同样代表着当今世界的先进水平。他们已经向市场推出了45MN、50MN、70MN、100MN、150MN自由锻造液压机，以及7500kNm全液压轨道式锻造操作机。其中2007-2008年西马克得到的大中型锻造压机订单12台，液压径向锻机5台，250t操作机1台；DDS在开发成功4000kNm 操作机同时，正在开发7500kNm 操作机。

按目前成本计算以上两套设备投资分别约1.2亿元和1.5亿元。其中：企业自筹分别为1.15亿元和1.45亿元，申请上级主管部门扶植技术创新开发资助资金各500万元。

本项目实施年限2009～2012年。

2．200MN以上多向模锻液压机成套设备研制

众所周知，大口径阀体、泵体、三通、中空轴筒等特形件成型最适宜采用多向模锻工艺，本项目确定的垂直缸公称压力为200MN～300MN的多向模锻液压机设备专为实施多向模锻工艺而设置，用于钛合金、铝合金、高温合金及普通黑色金属锻件的一般多向模锻，必要时附加设施实现等温多向模锻。

主机是该压机实现其功能的主要机械部分，采用立式预应力框架、单缸（缸动）上传动结构；由预应力框架、主缸（活动横梁）、回程缸组、移动工作台、顶出缸、上脱模缸、水平缸组及其相应的辅助机构组成；重要零件（主缸、水平缸、上梁、下梁、底座、水平梁以及立柱和压套）采用FEA优化设计。 张力柱上的预应力将增加液压机的结构刚性，使工作过程中张力柱的应力波动及伸缩量小，并能更好地保持模具位置；压套采用两组牌坊结构，这种结构极大地提高了整个框架的刚性，使其稳定性大大提高，回程缸组分别安装在两个压套牌坊上；动梁（主缸）采用“X”导向形式在压套上运动，导轨采用斜铁调整，调整方便快捷，调整精度高。

该多向模锻液压机的特点是压机除设有垂直工作缸外，还设有水平工作缸，既可实现水平分模模锻，又可实现垂直分模模锻。据一般多向模锻工艺力估算，可生产多向锻锻件范围：4kg～6t。

多向模锻主机主要技术指标：

公称压制力 200MN 垂直滑块净空距 3200mm

工作台尺寸 2700×3500mm 垂直滑块行程 1500mm

垂直滑块工作速度 普通模锻≥10㎜/s

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等温锻造0.005～0.1㎜/s

滑块位置精度 ±1mm 滑块同步精度 0.05mm/m 水平工作缸压力 50MN

水平工作缸行程 2×1750mm 工作介质压力 主系统42MPa 辅助系统16MPa 主要研究内容如下：

⑴多向模锻生产线工艺技术及其适应性研究 ⑵多向模锻生产线关键设备技术研究

⑶多向模锻过程包括备料、加热、镦粗、预锻、终锻、切边、清理的自动化系统成套技术研究；

所需研发资金2000万元；研发周期3年。

3．φ7m环形件径轴向数控辗压机研制

随着我国航天和风电工业的发展，急需大直径、高强度精密环形件。

φ7m法兰件径轴向数控辗压机专为辗制风电设备大型立柱分段的固定法兰件而研制。每台风电设施需3个法兰。

主要技术指标：

径向辗制力 6500kN 轴向辗制力 5500 kN

辗制速度 0.8～1.6m/s 成品环尺寸 外径φ2m～φ7m 环高100～900㎜ 成品环尺寸精度 外径±3/1000㎜ 高度±5㎜ 研究开发内容：

⑴轧制力、轧制力矩等力能参数的确定 ⑵定心机构位置、压力控制系统开发 ⑶多路侍服液压系统的设计应用 ⑷轧制过程自动控制系统开发应用 ⑸轧制工艺参数的优化 预期项目投资4000万元

研发年限至2012年 2年

4．1000kN/2500kNm~2500kN/6300kNm大型锻造操作机研

制与产业化

4.1项目的重要性

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操作机作为现代锻造液压机组的重要辅助设备，对锻件锻造质量和机组设备生产效率的提高起着至关重要的作用。由于受到国内锻造操作机水平的限制和原来的操作习惯，我国大部分锻造液压机都没有配置操作机，或只配置了简易的锻造操作车，或沿用传统水压机锻造工具，严重的制约了水压机设备效能的发挥，影响了压机锻件的锻造质量。

发达国家对传统锻造水压机的技术改造，重点是通过配备锻造操作机、工具操作机、大节面锻件气割装置等辅助设备，来提高锻造生产效率，进而达到减少加热火次，提高材料利用率，改善锻件产品质量。如神户制钢所采用4000KNm锻造操作机取代原来使用的两台锻造行车后，锻件性能大大提高，生产效率也提高了1.6～2倍。

据不完全统计，国内已经或正在建造的万吨级大型自由锻造液压机设备有：河南某厂的180MN，江苏某厂的125MN，大连某厂的120MN，山东某厂的100MN等共12台，30MN至60MN吨级大中型锻造油压机约20台，均需配备各种规格型号的锻造操作机。除此之外到“十二五”计划期间，仍将建造大中型锻造油压机近30台套，约需要800KN至2500KN规格的锻造操作机60余台。依靠国外进口，不仅价格昂贵，而且国际市场供货能力也远远无法满足现实需求。

我国目前尚没有自行设计制造的大型锻造操作机，需要者不得不花费昂贵的代价从国外进口，而且设备交货期和售后服务都得不到有效保证，严重的制约了国内相关行业的发展。要打破这一格局，我们必须要自主创新，开发出具有世界先进技术水平的、拥有完全自主知识产权和竞争力新型锻造操作机，创出中国产品自己的品牌，实现自主制造。

本课题研究以2500kN/6300kNm锻造操作机为目标，并由此带动大中型系列锻造操作机的发展，形成大中型锻造操作机系列产品的产业化。

4.2主要角色指标

计划发展操作机最大规格的技术指标为： 最大夹持能力： 2500kN 最大载荷力矩： 6300kNm

夹持尺寸范围： φ1200～φ4000㎜ 钳杆提升高度： 3600mm 大车运动速度： 24m/min 大车行走定位精度： ±5mm 锻造时大车移动速度： 12m/min 钳杆旋转定位精度： ±1° 4.3项目研制内容

配备现代控制技术的全液压锻造操作机，是自由锻造压机的重要配套设备，

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