锻造车间的机械化

锻造车间的机械化 一、 锻造车间机械化的意义和内容实现锻造生产机械化，是提高劳动生产率和减轻劳动强度，保证安全生产的一个重要途径，同时，对发挥锻造设备的潜力，保证锻件质量及改善劳动环境和条件也具有十分重要的意义，锻造生产机械化的内容如下：1 下料机械化应用锯床、剪床或压力机等代替手工锯料或加热剁料，并可采用机械化运输装置。2 加热炉操作和坯料装出炉机械化采用机械装置操纵炉门的升降，坯料装出炉，应用移动或旋转炉底，推料机械等。3 锻造操作机械化采用锻锤、曲柄压力机、水压机及平锻机等锻造设备，并应用机械化工艺装备，翻料机和操作机等。4 车间起重运输机械化采用各种类型的起重机运输机械（如桥式吊车、单臂吊车、电动葫芦等）、机械输送机构、运输车辆等。上述几个方面，有的已在前面几节中提及，本节将主要从锻造车间工艺装备和起重运输的机械化方面作一些简要的、概括性的介绍。二、 简易机械化装置（一） 送料叉（装出炉叉）室内加热炉的装出坯料最简便的工具是如图1所示的送料叉。加热完的坯料就由送料叉随行车送到锻造设备上去。这种送料叉主要是由杠杆2和工作端有两个叉脚10的叉杆1和平衡重3组成，杠杆上的吊环4和平衡重上的吊钩5用来挂链条8和9，杠杆可以绕轴7摆动，通过箍环6可以把杠杆扣住。图1 送料叉1叉杆 2杠杆 3平衡重 4吊环 5吊钩 6箍环 7轴 8链条 9链条 10叉脚当然，有种送料叉是不采用杠杆2的，因为装夹杠杆，由于热辐射的影响，有时是困难的。（二） 吊钳在锻工车间，吊钳总是配合运输行车使用，常用的吊钳有简单自紧夹钳和自动由钳两种。1 简单自紧夹钳如图2所示，是得到普遍使用的一种用以搬运不很大的坯料或锻件的吊钳。图2 简单自紧夹钳1链环 2行车吊钩2 自动钳的结构形式见图3。工作时，支撑板1使钳口张开，当坯料进入钳口，吊钳继续往下时，钳口也随之再增大，与此同时支撑板的开口槽就从挡销中滑出，摆动片3由于自重而绕小轴摆动，挡住了开口槽，于是在吊钳起吊上升时，钳爪就把坯料夹紧，随着车把它搬运到指定地点，当放下坯料，吊钳下降到预定位置时，挡销就落入支撑板的开口槽，又使钳口张开卸下坯料，而空钳就可上升。图3 自动吊销1支撑板 2小轴 3摆动片 4挡销自动吊钳主要是用于台车式加热炉的装、出钢锭和钢坯，以免除高温对操作者的辐射。也可用于车间内的搬运起吊工作。（三） 钳把套筒在水压机上锻造，坯料以钢锭为主，因此，为了操作方便需要使用钳把套筒来夹持和翻转锭料，见图4。钢锭被压出钳柄后插入套筒，套筒套在翻料机的循环链上并随之绕轴心线转动。钢锭在平砧上的移动是靠吊挂翻料机的锻造行车移动来完成的。图4 翻转钢锭用的钳把套筒1钢锭 2套筒 3翻料机循环链 4套杆当然，对于配备有操作机的水压机来说，钳柄套筒就属于一种被淘汰的工具了，或者仅用在火次之间的锭坯的装出炉上。（四） 胎模操作机械化装置胎模锻造在小批量锻件生产中得到了广泛的使用。由于胎模较重，有的达近百公斤，靠工人抬下抬下，体力劳动强度大。工厂可以根据自己的条件自制一些胎模操作机械化装置，来解决生产实际的需要和减轻工人的体力劳动。下面介绍两种胎模操作的简单机械化装置。1 气动胎模装置气动胎模的结构和操作都比较简单。如图5所示的气动胎模，是用在1t以下空气锤上的。上胎模5用销钉4，下胎模6用连杆3与抬模装置连接。螺帽1可以调节，用以满足更换不同厚度的上胎模的需要。连杆3可以使下胎模在垂直方向位置变化时，仍能正常工作。螺栓2用以限制上胎模抬起的高度。图5 气动胎模1螺帽 2螺栓 3连杆 4销钉 5上胎模 6下胎模这种气动胎模装置只要一个人操作三个组合阀门，控制压缩空气的进出，即可实现胎模的进退和升降。2 胎模抬模装置图6是用于1t锤以下的另一种胎模操作简易机械化装置。图6 抬模装置1上胎模 2销轴 3夹板 4、6紧固螺钉 5支承轴 7杠杆 8套筒把手 9下胎模上胎模1通过销轴2与夹板3，用螺钉4和6紧固。中心轴套夹在两夹中间，并套在固定于底座的支承轴5上，底座紧固于工作台平板上。套筒把手8套在杠杆7上，并可调节杠杆臂的长短。下胎模9放在下砧上，调节螺钉4和6，可以变换尺寸不同的胎模，这种胎模装置可以安装在空气锤或夹板锤的工作台上，上胎模可借助于抬模装置上下移动，左右摆动和旋转。三、 起重运输设备和输送机构锻造车间设备的安装、维修、原材料、坯料、锻件的输送、传递、工具、模具的装卸，以及其他非生产性的辅助作业等都离不开各种类型的起重运输设备和输送机构。锻造车间常用的机械输送机构有：钭槽、单轨线路、辊道式输送机构、链式输送机构、链板式输送机构、刮板式输送机构、带式输送机构等。如表1。机 械 名 称应 用结 构 特 点钭槽（图7）l/d5，质量不大于15kg，机组间输送坯料或半成品。输送距离较短倾斜度0.120.5单轨线路（图8）l/d10，质量在15kg以上，机组间输送坯料或半成品。输送距离可达30m以上应有较小的倾斜度（0.00050.012）辊道式输送机l/d=510，从加热炉向锻锤或压力机上输送热的坯料长度小于2m和倾角7以上时，可不用电机带动链式输送机构l/d15，圆形截面坯料，从加热炉向锻锤或压力机输送热的毛坯，或向加热炉输送冷的坯料等v=0.50.8m/s链条间距0.8l链板式输送机构l/d10，从加热炉向锻锤或压力机输送热的毛坯，工序间输送工件，从切边压力机上运出锻件或飞边等v=0.20.8m/s刮板式输送机构l/d10，从平锻机或太力机地坑中取出锻件送到装料箱中v=0.22.0m/s带式输送机构（钢带或钢丝网）l/d10，向切边压力机输送半成品锻件，从切边压力机运出锻件和飞边v=0.20.6m/s带式输送机构（橡胶带）质量应不大于3kg冷切飞边时，输送锻件和飞边，亦可用作小型热锻件或毛坯的输送v=0.23.0m/s表1 锻工车间常用的机械输送机构注：l 工件长度；d工作直径；v输送速度。图7所示为钭槽，其作用是将模锻锤锻造的锻件，通过它输送到切边压力机上，切去飞边。在其他许多工序间运输上，也可见到钭槽的作用。图7 钭槽单轨线路如图8所示，悬挂于单轨上的气动葫芦，将坯料从料堆外输送到加热炉旁，或从加热炉旁将加热过的坯料输送到锻造设备上去，可视需要而设。单轨既可弯成一定的曲率，长度不也受限制。(图略)图8 单轨线路表1的其他各种输送机构就不一一图示了。另外，机械加工通用的桥式运输行车，对于锻造车间来说，同样是必不可少的。本节也从略。四、 锻造操作机1 锻造操作机的概要介绍锻造操作机是锻工车间重要的机械设备，也是实现锻造机械化的主要组成部分。特别是对大型锻件的锻造，如果没有操作机，将增加繁重的体力劳动，锻体的质量也难以保证。目前，国内锻造行业自行设计和制造了很多类型的锻造操作机，有从小吨位锤上用的几百公斤锻造操作机到大型水压机上用的几十吨锻造操作机；有采用机械传动的，也有采用液压和气动的；有有轨的，也有无轨的；有用于夹持锻件的，也有用于模具或剁刀的操作的等等。锻造操作机一般都可以实现五个基本动作：（1） 钳口起闭；（2） 钳杆回转；（3） 钳杆平行提升；（4） 钳杆倾斜；（5） 大车行走。有些操作机由于锻造工艺的需要，还可以实现另外一些动作，如机身回转；钳杆伸缩和钳杆侧移等。各部分动作的运动参数，根据需要而定，一般在下列范围：钳杆提升速度约为46m/min；钳杆回转速度约为1525r/min；机身回转速度约为46r/min；大车行走速度约为3060m/min。操作机的具体结构，基本上分为有轨和无轨的两大类。有轨操作机只能在一定范围内活动，这种操作机操作方便，结构简单。还有一种悬挂式操作机也属于有轨的，它是吊装在悬空的轨道上，结构紧凑，占地面积小，但需要较坚固的支架，对锻造小锻件及坯料装出炉比较合适。无轨操作机没有轨道，采用橡胶轮子，行走不受限制，所以活动范围广。除可夹持锻件锻造操作外，还可用于坯料装出炉和搬运等工作。但这种操作机的结构及操作都比较复杂，载重量也不宜过大。操作机各部分动作的传动方式，可以是机械、液压和气动的。机械传动，精度要求低，便于制造；但结构庞大、复杂，自身重量大和操作不便。液压传动，结构简单、紧凑，重量轻、操作方便及动作灵敏；但制造精度要求高，密封性能要求好。若发生漏油时，承载能力将急剧下降。采用压缩空气传劝，结构简单，制造精度及密封要求稍低，即使气路系统有少许漏气，对承载能力影响不大，同时，这种装置可直接使用车间内的压缩空气，排气不需要回路。压缩空气在锻造过程中还可以起缓冲作用；但因压缩空气压力较低，所以气缸体积较大。采用液压传动是比较理想的，目前，操作机中除了采用单一液压传运以外，一般都采用几种传动相结合的方式。根据具体情况，钳口夹紧机构宜采用液压或气动，钳杆前后提升机构则采用液压或机械传动，而其他部分则采用机械传动。操作机与锻锤或水压机配合使用时，能完成镦粗、拔长、整圆第一系列锻造工艺操作，同时还可以用于锻造工具及坯料的搬运工作。图9为200kg 有轨锻造操作机（即夹持坯料最大量为200kg）示意图。该操作机全部采用液压传动，可以实现六种动作：大车行走、小车行走、钳杆回转、钳杆起闭、钳杆提升和倾斜。此外，在轨道上装有转盘，用缸推动（图中未示出），可以使用操作机回转90。该操作机结构简单、紧凑，可配合1t自由锻使用。图9 200kg有轨锻造操作要（液压传动）示意图1、 7油马达 2、8蜗轮蜗杆减速器 3链条 4平移缸 5支承缸 6调平缸9三角皮带 10夹紧缸 11联结机构 12活塞杆 13钳杆大车行走采用油马达1，经过蜗轮蜗杆减速器2，链条3，带动车轮旋转。小车行走由平移缸4的活塞伸缩实现往复运动。如图所示，支承缸5控制钳杆的升降，调平缸6则调节钳杆的水平或倾斜位置。油马达7通过蜗轮蜗杆减速器8和三角皮带9，带动钳杆旋转。钳口的起闭动作由夹紧缸10来实现。图10 200kg有轨锻造操作机（液压式）结构总图1油箱（包括油马达） 2、7蜗轮蜗杆减速器 3小车（底盘） 4大车（底盘） 5支承缸 6调平缸 8夹紧缸 9夹钳 10钳杆为了不使夹紧缸的活塞杆12随钳杆13回转，在它们之间用联结机构11连接，使活塞杆可以带动钳杆作轴向移动，而不随钳杆转动。图10为该操作机结构的总图，该机外形尺寸长度4000mm，宽度1420mm，高度2110mm。图11为600kg有轨锻造操作机示意图。该操作机与13t锻锤配合使用，以实现钳杆前提升；钳杆后提升、钳杆回转、钳口起闭和大车行走等五个动作。这些动作全部采用机械传动来实现。图11 600kg有轨锻造操作机示意图图12为1t无轨锻造操作机。该操作机与锻锤水压要配合使用，可实现如下动作：钳杆的提升、钳杆调平、夹钳的起用、夹钳回转和操作机行走。其中除行走轮驱动用要械传动外，其他均采用液压传动。图12 1t无轨锻造操作机示意图上面已经提到，锻造操作机种类繁多，规格不一，用途各异。这里，我们只略举几种，作了简要介绍，其余就不一一说明了。2 锻造操作机的安全技术问题（1） 有轨锻造操作机安装时，要保证无论停在轨道上什么位置，操作机各部位与固定的建筑结构或存放的物件之间的间距都应在500mm以上。（2） 各操作机必须有操作使用说明书，说明书要包括机器各主要参数，据以制定合乎本机器的操作规程。（3） 操作机必须由经过训练的专人操作。（4） 要用与加工件相适应的钳口，不得凑合使用。（5） 操作机在使用时不得超过最大许用力矩。当需要夹持超过许用力矩的长工件时，必须用桥式天车的吊链托起，以确保操作机不超过最大许用力矩。（6） 被夹持的工件必须插入钳口深度二分之一以上进行操作。（7） 操作机操作台前面应有透明的有机玻璃板，防止热辐射。（8） 开车前，要试验各个基本动作，保证好用。五、 锻造机械化生产与安全技术锻造机械化（包括在可能条件下的自动化）是实现锻造生产现代化的必由之路。但是，任何事物都是一分为二的。由于机械化引起生产节奏加快，必然要求操作人员的思想高度集中和相互更为密切而协调地配合，任何不慎，都可能造成事故。同样，由于机械化的实现，各种机械装置的噪声和震动也就会使车间本来就相当严重的噪声和震动有增无减，它会进一步引起操作工人的疲劳和不适。因此，为了使机械化的优越性得以充分发挥，生产组织和劳动保护部门一定要重视对于各类机械化装置安全技术措施的制订和实施。它包括下列内容：1 设计各类机械化装置时，必须预先对其使用上的安全与可靠有周密的考虑，必须使它符合国家颁发的有关标准和规定；2 各类机械化装置必须按照国家标准或有关规定