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第七章螺旋压力机12螺旋压力机3加工1000吨压力机螺杆47.1螺旋压力机的工作原理及工作特性一、工作原理:螺旋副(以惯性螺旋压力机为例进行说明)1)惯性螺旋压力机的共同特征是采用一个惯性飞轮;562)打击前传动系统输送的能量以动能形式暂时存放在打击部分(包括飞轮和直线运动质量),飞轮处于惯性运动状态;3)打击过程中,飞轮的惯性力矩经螺旋副转化成打击力使毛坯产生变形,对毛坯作变形功;74)打击部件受到毛坯的变形抗力阻抗,速度下降,释放动能,直到动能全部释放停止运动,打击过程结束;5)惯性螺旋压力机每次打击,都需要重新积累动能,打击后所积累的动能完全释放;6)每次打击的能量是固定的,这是惯性螺旋压力机的基本工作特征。8二、螺旋压力机的工作特性1)工艺适应性好,锻造同样的零件可选用公称压力比热模锻压力机小25-50%的螺旋压力机。多数螺旋压力机的允许压力为公称压力的1.6倍,配上摩擦过载保险装置,允许在这个压力下长期工作;92)滑块位移不受运动学上的限制,终锻可以一直进行到上下模打靠为止。与热模锻曲柄压力机相比,锻件在垂直方向上的尺寸精度高;3)模具安装调试方便,不需调整封闭高度或导轨间隙;4)滑块速度较低(0.6-1.5m/s);适合各种钢和合金的锻造,模具所受应力较小(设备刚性较小)。107.2螺旋压力机的典型结构一、摩擦压力机(摩擦螺旋压力机、螺旋锤)兼有锤和压力机的某些特性1、特点1)工艺万能性强;2)结构简单操作方便、制造使用成本低;3)模具结构简单、安装调整方便;4)传动效率低(打滑);5)行程速度低,生产率不高。112、摩擦螺旋压力机的类型和主要技术参数1)按摩擦传动机构分双盘、三盘、双锥盘2)主要技术参数公称压力、运动部分能量、滑块行程、滑块行程次数123、J53-400型双盘摩擦压力机结构简介1)传动部分2)运动部分3)机身部分4)附属装置5)操纵系统1314注意:1)飞轮的驱动、离合、换向2)打滑(影响传动效率)●环向打击行程:飞轮从静止开始加速,滑动较小返回行程:打滑剧烈,回程困难―┐

大型设备配备平衡缸←┘●径向:也存在相对滑动15二、电动螺旋压力机利用可逆式电动机不断做正反方向的换向转动,带动飞轮和螺杆旋转,使滑块上、下运动。1、分类1)电动机直接传动式2)电动机机械传动式162、结构简介1)电动机直接传动式采用特殊电动机,电动机的转子就是压力机的飞轮或飞轮的一部分。传动环节少,结构简单,打击能量恒定,操作维修方便。17螺杆固定,螺母和滑块一起上下运动。为什么不让螺杆动呢?18注意前图:o哪个件上下运动?滑块和谁相连?o空程上下时,飞轮、螺旋副、滑块重量的支承;o打击时踵块的作用;o电机散热问题。19202)电动机机械传动式由于特殊电机成本高,公称压力超过4000吨后,通常采用电机—齿轮传动。21三、液压螺旋压力机(油马达是什么东西?工作原理?)相对于摩擦和电动螺旋压力机,液压螺旋压力机具有高效节能的优点。易于实现工作能力大型化,公称压力4000-14000吨。221、分类1)液压马达式●对比电机直接传动●液压马达的转动(受力分析)●液压马达转子可以直接和螺杆连接,也可通过齿轮传动机构和螺杆连接。2)缸推式232、结构简介1)液压马达式o转子直接和螺杆连接o转子通过齿轮传动机构和螺杆连接24252)缸推式注意:o和液压机的区别;o和液压机相比,谁更能实现大吨位?o螺杆转速及打击速度问题;o打击能量的控制;o主副螺杆同步旋转,受力是否相同?主副螺杆为何不做成一个整体?o联轴器为何用尼龙?26胶木副螺母能储存微量润滑油,自润滑性能好,传动效率95%以上。27四、离合器式高能螺旋压力机高能螺旋压力机采用复合传动形式,利用液压缸回程。高能螺旋压力机和惯性螺旋压力机的区别:飞轮的工作方式完全不同。1、工作过程1)飞轮由电动机通过皮带驱动,总朝一向个方向旋转;28292)向下行程时,由液压推动离合器接合,带动螺杆转动,通过固定在滑块上的螺母使滑块向下运动,进行打击;3)离合器接合后,飞轮转速逐渐下降,当飞轮转速降到一定数值时离合器脱开,飞轮继续沿原方向旋转,并逐渐恢复速度;4)打击完成后,液压回程缸推动滑块上行,完成一个工作循环。302、打击力的控制高能螺旋压力机一次打击能量不是飞轮的全部动能,通常设计为飞轮转速降12.5%时所释放的能量。该种螺旋压力机属于压力限定型设备,当出现下列情况时打击过程将结束:311)打击力增大到给定数值时,摩擦离合器打滑,螺杆很快停止运动。打击力可通过控制离合器缸的油压来设定;2)滑块行程达到给定数值时,位移传感器发出信号控制杠杆系统使离合器脱开。323、特点1)从动件惯性小,冷击时不会产生惯性螺旋压力机那样的冷击力;2)向下空程速度快,打击过程以飞轮同步速度快速完成;3)打滑时间短,换向速度快,闷模时间短(为10-20ms);334)打击能量高,能保证在任意位置的能量发挥;5)根据螺旋副力矩与力的关系,螺杆上的作用力与打滑力矩相对应。离合器出现打滑时,打击过程即告结束。344、打击过程的三个阶段1)离合器出现打滑之前是它的主要工作阶段,打击性质同惯性螺旋压力机一样,但允许释放的能量不同;2)离合器打滑阶段和具有打滑飞轮的惯性螺旋压力机打滑阶段的情形一样,打滑阶段很短促,仅形成一个过渡;353)离合器脱开后,从动部分尚有部分动能,由于从动部分惯量较小,相当一台小的惯性螺旋压力机进行打击,打击强度不大即结束了打击过程,在冷击时不会产生惯性螺旋压力机那样的冷击力。可见这两种设备的工作特性截然不同。367.3螺旋压力机的力能关系一、螺旋压力机工作时的能量转化设备运动部分的动能:飞轮、螺杆、滑块的平动动能+飞轮、螺杆的转动动能。打击结束时,滑块速度为零,打击能量转化为:工件变形功、设备及模具弹性变形功、摩擦功。3738从图中可以看出:1)螺旋压力机具有较好的工艺力能性(变形力大、变形力小都能适应);2)绝对禁止在全能量下进行冷击(滑块压力越大,用于锻件变形的能量越小);393)螺旋压力机能量的调节(希望锻造时给出的能量刚好满足工艺要求):中小型设备:●工作台加垫板;减小滑块行程(减小飞轮转速)。对大型设备(有能量调节装置):●控制滑块位移;控制滑块速度;●时间控制。40417.4螺旋压力机的技术参数及使用一、技术参数o公称压力o运动部分能量o滑块行程o滑块行程次数42二、使用螺旋压力机大多数结构允许以1.25-1.6倍公称压力长期工作,允许以2倍公称压力短期工作。在公称压力使用时有效能量不低于60%。注意:该设备行程次数低,不适合拔长、滚压;不适合预锻;模具打靠,锻件尺寸精度较高。4344上一章

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下一章45464748三、工作能力和工艺适应性现代螺旋压力机公积压力从0.4MN到140MN。125MN的液压螺旋压力机和80MN电动螺旋压力机已在工业中应用多年。在现代螺旋压力机上生产的锻件重量从几十充到250kg、国内应用的最大的螺旋压力机液压传动的为40MN(引进),摩擦传动的为25MN(国产)。惯性螺旋压力机长期可使用的压力为公积压力的1.6倍,因此最大使用压力可达224MN。对一次锻造的总能量而言,最高达到75MJ。在公称压力使用时有效能量不低于60%。所以,在工作能力方面现代螺旋压力机已超过厂热模锻压力机。49图a为曲轴,在63MNHSPRZ-800型液压螺旋压力机上锻造。重量130kg,从预制坯经2次打击锻成。图b为叶片,长1300mm,宽度310mm,材料为钛合金,在140MNHSPRZ-1180型液压螺旋压力锻造,一次成形。图c为半球座,重80kg,毛坯为φ180x240mm,材料为优质奥氏体钢,在63MNHSPRZ-800M液压螺旋压锻造.打击2次成形。50图d为轴座,同样应用上述设备锻造,在无砧锤须锻打10-15次、而用螺旋压力机一次完成。图e为饼形件,重115kg。毛坯为方坯275x275x200mm。在56MNHSPRZ-750M液压螺旋压力j机锻造。使用能量1900kJ,一次打击成形,完成时间仅用0.125min。同一个锻件在320kJ无砧锤上需要打击8-10次,花费时间2.5min。大型现代螺旋压力机的工作性能。5152由于螺旋压力机行程次数低,不适于做拔长和滚挤、在模具增加单独动力的分模机构,可在螺旋压力机进行分模模锻。利用工作台的中间孔和可倾式工作台,可锻长杆的法兰。这方向已经有利用摩擦螺旋压机镦锻汽车半轴的工业实例。先用电热镦机聚料。螺旋压力机没有固定下死点,用作无飞边模锻和精整的工序也比较适合。53第三节电动螺旋压力机54电动螺旋压力机的工作原理和种类电动螺旋压力机是利用可逆式电动机不断作正反方向的换向转动,带动飞轮和螺杆旋转,使滑块作上下运动。按其传动特征分两类。一、电动机直接传动式这种电动螺旋压力机无单独的电动机,定子固定在压力机机架的顶部,电动机的转子就是压力机的飞轮或飞轮的一部分,利用定子的旋转磁场,在转子(飞轮)外缘表面产生感应电动势和电流,由此产生电磁力矩。驱动飞轮、螺杆转动。定子与飞轮间有空气间隙,主要传动部件之间是无接触传递能量,所以称为无接触式传动。二、电动机机械传动式特殊电动机的功率大于500kw时,结构庞大,造价高,当电动螺旋压力机公称压力大于40MN后,采用电机—齿轮传动,由一台或几台异步电动机通过小齿轮7带动有大齿圈的飞轮旋转,飞轮只起传动和蓄能作用,飞轮和螺杆只作旋转运动,通过装在滑块上的螺母,使滑块作上下直线运动。5556电动机直接传动式电动螺旋压力机的结构和参数一、环形定子式电动螺旋压力机传动环节少、结构简单、打击能量恒定、操作维修方便,甚受用户欢迎。以德国穆勒—惠加顿公司水平最高,产品的品种和产量在世界上名列前矛。我国西安红旗机械厂已进了公称压力为4000、7000和1100kN型号分别为PSS22、PSS265和PSS325共三个规格五台该公司的产品用于航空发动机叶片精锻,此外,还有德国贝歇(Beche)公司、哈森公司和美国国民公司都有电动螺旋压力机产品进入国际市场。华中理工大学与辽阳锻压机械厂等厂合作研制成功公称压力由630-2500kN多种型式的电动螺旋压力机.57JD58-100公称压力为1000kN电动螺旋压力机结构图。特点为:(l)为使特殊设计的多极低速电机具有高起动性能,转子采用双鼠笼型结构,起动时转子电阻较大,起动电流小,仅为额定电流的2.5倍。并增大了最初起动转矩,因而,起动速度快,转子只旋转l.5-2转即达到额定速度,能满足电机在非稳定状态下工作的性能要求,(2)当滑块空程上下时,飞轮、螺旋副、滑块以其自重悬挂支承在机身顶部的推力滚动轴承上;当滑块接触锻件时,锻击力推动螺杆向上,使螺杆中段的环形轴肩上支承面与踵块接触在其间产生高比压的相对摩擦滑动,并将锻击力传至机身的上横梁。为了在空程时能使润滑油进人轴肩支承面和踵块之问以减少锻击时的摩擦损失,并在滑块换向时减少上、下止推轴承间冲击,螺杆轴肩和踵块间必须保持有合适的间隙值。螺杆上端的连接螺母必须要有良好的防松措施。先将螺母旋紧,使轴肩和睦片间的间隙为零,然后按已知的螺距将连接螺母旋松一定的角度,使间隙达到规定值将防松螺钉和止动销装紧。

58(3)制动器采用外闸瓦式,由气动装置操纵,由弹簧和压缩空气作用在气缸活塞上产生的压力,使闸瓦制动飞轮外缘。其优点是制动力臂大,动作灵敏可靠,能使滑块停在任意位置,摩擦材料更换方便。(4)为了使电动机能良好地通风和散热,在转子一飞轮上加工出多种形式的通风孔,组成合理的风道,并设置抽风式冷却风扇,使电机温升保持在允许的范围内。59穆勒—惠加顿公司按工艺要求生产多种系列的电动螺旋压力机。各种系列的用途如下:PA/PS系列用于餐具、刀、剪、钳锻造压印。PS系列螺杆直径φ100-φ480mm。公称压力为1.6-23MN,用于冷锻、精压。校正、弯曲和冲压等工艺,其冷击力为1.6Pg;PSS系列螺杆直径φ200-φ630mm,公称压力为4-40MN,主要用于热模锻,其冷击力为2Pg。以上三种系列产品都是采用多极特殊电动机,由于受到电机热负荷和机器超载能力的限制,运动部分能量较小,PSR系列其主要的特征是:转子一飞轮带超载保险装置,内外圈打滑面呈锥面结构,制动器制动外圈轮缘。调节弹簧的变形,能得到不同的打滑点,得到不同的冷击力获得不同的力能特性.60PSH系列是该公司运动部分能量最大的新型电动螺旋压力机,主要特征是采用调频电动机和带液压过载保护装置。环形定子电动机的输人电频率是一个调速因素,电动机采用变频调速,电动机的调速特性最大限度地与螺杆—滑块系统的加速过程一致,可以进一步提高压力机的经济性。这种传动以恒扭矩工作,在电动机接通的瞬时,不会出现峰值电流。加速时,电动机的工作电压和频率成比例地变化。也就是说,用较低的电压和频率启动电机,加速到额定值时,这两值达到很高的数值。电动机的转差率始终保持在5%-7%之内,电机的能耗降到最小。锻击后飞轮反向旋转,滑块回程加速到一定的速度后由电气制动。这时,电机处于发电动机状态,并将存储在飞轮内的剩余能量送回电网。滑块达到上死点前短暂的一段距离内机械制动器动作,使之停在上死点位置。这样的制动方式,降低了机械制动的负荷,在不损害压力机可靠性的同时,大大地减小了制动损耗。采用调频传动可以精确地调节压力机的打击能量,能控制整个行程的重复精度和飞轮的角速度。对需要大行程、小打击能量的金属成形过程,例如校正、压印等工序,这种调节技术可以产生一个与产生最大打击能量相同的启动过程。61液压超载保护系统,两根拉杆的下端设计成一油缸和活塞的结构,油缸内的油压按压力机的规格调整到规定的压力范围。若载荷超过了规定的数值,少量的液压油从溢流阀中溢出,达到预防压力过分增长的目的。若油在较长时期内未超过预调值,小容量的油泵只需补充少量泄漏油。当压力机超载后,只需经过几秒钟之后,压力机就可重新进行锻造操作。两根拉杆的液压缸必须互相连通以防止单方面的油缸压力增加。在承受偏心打击时,可使两根拉杆的预紧程度一起改变,机身立柱有少量的弹性恢复,使上横梁有少量均衡地升高。由德国多年的使用实践表明:这种液压超载保护系统性能优良,又不会引起机械损失,目前已用于螺杆直径为480-560mm的PSH系列电动螺旋压力机上。6263长铁磁体实心转子(飞轮)、螺杆作螺旋运动的新型电动螺旋压力机。特点是起动转矩大、起动电流小,短路功率因数高,起动时间短、发热量小、温升低、特别适合于正、反起动、制动频繁的非稳态过程。实心转子电机的结构简单、加工方便,转子的机械强度.还便于对现有老式摩擦压力机进行改造。具有我国特色电动螺旋压力机,在辽阳和郑州市锻压机床厂生产。电动机转子直接与压力机的主螺杆相连,做旋转运动或螺旋运动,其定子部分与普通鼠笼电机完全相似。为减少实心转子表面附合损耗,定子尽可能采用半闭口槽或用磁性槽楔。选用M-S曲线较“软”的光滑型转子。转子材料以导磁率较低比电阻较小的铜铁合金最好,熔时容易产生偏折,可选用普通碳素钢材,如ZG270-500铸钢

64二、弧形走子式电动螺旋压力机采用弧形定子电机,改变定子包角p能方便地降低定子磁场的角速度。图为前苏联奇姆肯特工厂生产的电动螺旋压力机结构图。两个弧形定子3对称地安放在机架横梁的支架上。f——交流电频率(HZ);P——定子的极对数;β——弧形定子包角(rad)65弧形定子结构每块弧形定子1均由外壳2、定子铁芯3、嵌在定子槽中的绕组4、扇形压铁5及其固定零件组成。通过使弧形定子绕组的电流改换相序,来使滑块获得不同的运动方向。66电动机机械传动式电动螺旋压力机的结构和参数电机大于500kw时,结构庞大,造价高,压力机的设计用电机直接传动的固定定子式有很大困难。所以,当电动螺旋压力机的公称压力等于或大于40MN后,采用电机一齿轮传动。由一台或几台异步电机,通过小齿轮带动有大齿圈的飞轮。此时飞轮不再作为电动机的转子,象通常的飞轮一样,只起传动和储能作用。67图是德国惠加顿公司生产的PZS系列重型电动螺旋压力机结构图。带摩擦超载打滑装置的飞轮作旋转运动,由固定在滑块中的螺母带动滑块作上下直线运动。为了做到大能量、大刚度又不致有过大的冷击力,在飞轮中设置摩擦过载安全装置。气动式制动器制动组合飞轮外圈的端面。该公司公称压力由44-144MN共8种规格的巨型电动螺旋压力机,特殊的异步电动机只有250和350kw二种规格、按压力不同,配备2-6台电动机,如PZS1000型公称压力100MN的压力机是用六台350kw电动机并联驱动飞轮旋转。68电动螺旋压力机的优缺点(一)优点1)传动方式简单,除PZS系列以外,直接传动的电动螺旋压力机定子和转子(带飞轮)之间不负接接触,无机械磨损,因此,检修工作量(包括备件的更换量)很小,节约劳动力和维修费用2)便于电控,力能参数调节方便可靠,动作平稳,传动噪声很小。3)传动链短,部件少,结构简单,设备体积小,外形美观,一般无传动部件暴露于机器外因此,在电力充分、工资高的国家颇受欢迎。(二)缺点最大缺点是每次行程要换向旋转而起动两次,下行程时电机转速由零增加到储能结束时电机转速,回程逆转,又要从零增,每启动一次,均产生启动能量耗损。开始起动时电机的定子和转子滑差率为100%、加速结束时为12%-15%,电流从4-4.5I(I为稳定状态电流)降低到2-2.5I,即使具有沉重飞轮的弧形定子电动机的电流冲击倍率成功地降低到三倍以下(普通鼠笼式电动机为4-6倍),但起动电流仍然很大,电流峰值提高要求变压器容量增大,以避免车间其它设备的压降过大和工作的不稳定性。对大多数企业来说,也只能安装40MN以下的压力机。中型以上压力机要有专门的变压器,例如安装一台PZS710型电动螺旋压力机(公称压力50MN装有两台250kw的电动机),即使调至每分钟滑块行程次数为4次时,仍需要1250kVA变压器。理论讲电动螺旋压力机可达到较高的行程次数,但行程次数受电机热负荷的限制。为了排除定子和转子产生的热量,在螺旋压力机的整个工作过程中,风扇要不断的运转,因而又要考虑附加能耗,根据俄国的研究数据,电力传动的总工作时间为机器工作周期的0.5-0.75时,风扇电机消耗电能为传动能耗的10%。电动螺旋压力机的总效率与锻件的变形能量变形力有关,其值在13%-20%范围内,此效率不算高,甚至低于某些摩擦螺旋压力机。惠加顿公司研制的PSH和PZS系列电动螺旋压力机,采用变频装置直接传动是降低损失的有效途径。69第四节液压螺旋压力机70液压螺旋压力机的工作原理和种类一、工作原理由液压泵中产生的高压液体通过液压操纵系统,借助于作直线运动(液压缸)、螺旋运动或旋转运动(液压马达)的液压动力装置驱动压力机的工作部分(飞轮、螺杆、滑块)产生上下运动,在空程加速下降过程中积蓄的动能,其中大部分用于锻件成形所需的变形能。由于采用液压传动,相对于摩擦和电动螺旋压力机,液压螺旋压力机具有高效节能的特点,又因液压部件是由很多标准的液压元件构成,易于设备工作能力的大型化。随着航空和电力工业的发展,大型叶片等零件的精锻要求发展大规格的螺旋压力机,因而使液压螺旋压力机成为公称压力在40-140MN的范围内得到了广泛的发展二、种类二大类一、液压马达式液压螺旋压力机71液压马达的转子直接和螺杆连接(图a—c),也可通过齿轮传动机构和螺杆连接(图d-g)72(二)缸推式液压螺旋压力机a、k特殊液压马达。液压轴向推力直接作用螺旋副接触面,结构简单,传动效率低,能耗指标高。73液压螺旋压力机的结构和参数生产液压螺旋压力机的国家甚多,有德国、捷克、前苏联、波兰、法国等国,其中以德国SMS哈森公司的产品水平最高,我国投人市场华中理工大学和鄂州市锻压机床厂合作研制生产的JB57-630型6300kN和JB57—1600型16000kN液压螺旋压力机。一、缸推式液压螺旋压力机(一)捷克ZDAS公司LVH型液压螺旋压力机公称压力为25-40MN,运动部分能量为20-700kJ,公称压力为16MN的液压螺旋压力机的总体结构和滑块如图。它是采用活塞式液压缸推动带主螺母的框形滑块上下运动,使主螺杆带动飞轮作旋转运动,使运动部分在规定的空程向下行程中获得额定的动能以使锻件成形。公称压力小于10MN的压力机采用一个工作缸,装在机身的上部,液压动力装置装在机身的平台上,大压力的压力机,采用两个工作缸,装在机身下部的两侧立柱内,液压动力装置则装在单独的基础上。74飞轮1和螺杆2布置在地面以下。16MN压力机的螺杆为外径400mm、螺距为70mm的四头螺纹,螺杆下端和工作台5、机身7用滚柱轴承支承,而端面通过铜垫和位于工作台下面的液压超载保险缸的活塞6接触,有可更换轮缘的飞轮用切向键固定在螺杆下端。滑块4是用铸钢制成的整体式框架,外侧面为导向面。在滑块的上横梁中安装螺母3,在上横梁上安装上模,下模装在工作台上,工作台的形状为可通过滑块开挡的平行六面体,两端在机座的前后壁上固定。机身7为组合式铸钢件,剖分面沿平行于机身正面的中面。两个工作缸8安装在机身下端部,其活塞杆与框架式滑块下梁连接。16MN压力机的工作缸每个活塞的面积为254cm²,活塞杆的横截面积为100cm²,所以当油压为157MPa时,向下推力为0.03Pg。,向上提升力为0.02Pg。75为了使模锻时的最大压力不超过1.1-l.l5Pg。,采用了装在工作台下的阀式液压超载保险装置,因为模锻时螺杆1的上端顶住活塞2,所以变形力要由封闭在超载保险装置中的液体容积(公称压力为16MN液压螺旋压力机约为3000cm’)传递。当单位压力超过63.7MPa时,液体经四个阀4从超载保险装置内排入油箱,吸收机器运动部分的动能。超载保险装置腔3的液体由单独的泵5供液以恢复初始容积。76(二)用螺旋运动液压缸推动的液压螺旋压力机前苏联锻压设备研究所设计制造的6.3MNφ2738型液压螺旋压力机的结构图。机身3是两个铸铁立柱、底座和钢制上横梁由四根钢制拉杆拉紧组合而成。机身上的四个导向面都是可调的,用螺栓固定在立柱上。滑块4是带有加长导轨的钢铸件。螺杆2(螺旋缸)是用40CrNiMo钢制成,通过六头矩形螺纹和装在上横梁中的螺母1配合;螺母1由铜内套和钢外套组成。螺杆下端通过踵块和止推轴承与滑块相连.安装在滑块上方螺杆下部的钢制飞轮用四只圆柱销固定、螺杆上部做成工作缸的缸体,通过青铜导套和密封与空心柱塞配合.柱塞在上横梁上铰接。两个回程缸5装在机身两侧立柱内,压力机底座里装有液压顶出器7。液压动力站6,由功率55kw的电动机拖动YH100-55型高压泵(工作压力为20MPa、流量100L/min)活塞式蓄能器、阀式分配器等部分组成。工作液体采用乳化液。77二、液压马达式液压螺旋压力机(一)旋转液压马达驱动的液压螺旋压力机用液压马达通过小齿轮带动有齿圈的飞轮旋转的液压螺旋压力机。德国哈森公司(现改为隶属于SMSEumuco集团公司的EumucoHasen-clever模锻设备制造公司)生产的HSPRZ系列产品水平最高,我国共引进HSPRZ630型40MN二台、20MN一台,分别装于无锡叶片厂和西安红旗机械厂。该公司将此种结构用于大、重型螺旋压力机,公称压力范围31.5-140MN,与该公司生产的FPRN系列热锻型摩擦压力机的最大公称压力相接。用四台轴向柱塞大液压马达通过一级齿轮减速,带动带齿圈的飞轮作螺旋运动,从而使运动部分产生运动并蓄存能量进行模锻工作。液压马达因处于频繁换向、变速运转和有液压冲击的恶劣工况下运行,故对其制造质量和技术性能有很高的要求,采用瑞士VonRoll公司的TF型轴向柱塞式液压马达,HSPRZ630型比机用5台TF63型液压马达。据VonRoll公司声称,TF型液压马达使用寿命长达30000h。7879

装在液压马达输出轴上的小齿轮是用木材与合成树脂在一定温度下压制的材料做成,其优点:自润滑性能好、摩擦系数小、噪声低、冲击韧性高、抗油浸蚀性好、转动惯量小、加工性能好、成本低,传力轴套3通过键与液压马达4的轴相连,传力轴套又通过键与压紧套1连接,小齿轮2则空套在压紧套卜,并依靠碟形弹簧的作用力,使压紧套和传力轴套紧紧压在小齿轮的两端面上,两端摩擦面所传递的扭矩,必须大于液压马达的额定扭矩。采用这种连接形式:避免这种材料的零件因出现尖角导致裂纹而破坏。随着航空和大型电站技术的发展,叶身长度超过lm的叶片等零件精锻工艺的发展,促使大型螺旋压力机的需要量增加。HSPHZ型螺旋压力机由于能够采用多个液压马达同时驱动大齿轮—飞轮旋转,使设备能力的大型化成为可能,使这设备在大零件精锻领域内占据了突出的地位。最大的公称压力达140MN的HSPRZ1180型液压螺旋压力机已安装于奥地利Kapfenberg的联合优质钢厂,这台地面高度约15m、总重达1700t的巨型设备,能精锻长度1.1m的汽轮机不锈钢叶片、长度1.3m的钛合金叶片及重量约200kg燃气轮机涡轮盘。80(二)专用螺杆式液压马达驱动的液压螺旋压力机,亦称为副螺杆式液压螺旋压力机德国哈森公司发明,曾研制成功冷击力为125MN的HSPR型液压螺旋压力机。由于副螺杆与铜制副螺母间有一定的摩擦损失而影响整机传动效率,该公司就转而发展HSPRZ系列液压马达式液压螺旋压力机。由于我国液压马达性能较差,而液压缸和副螺旋副制造容易,华中理工大学结合我国国情,采用减摩工程塑料作副螺母,使这种传动方案获得了新的生命力。液压系统供给的高压油进人液压缸的上腔后,推动活塞并带动副螺杆下行,由于副螺母固定在油缸支座上不能转动和移动,使得副螺杆作向下螺旋运动。副螺杆与主螺杆的导程相同,二者用尼龙十字沟槽联轴节联结,于是副螺杆带动飞轮及主螺杆作同步向下螺旋运动,使飞轮获得能量,滑块下行,经模具锻打锻件。当高压油进人液压缸下腔时,推动活塞带动副螺杆及主螺杆作向上螺旋运动,于是滑块提升回程。油缸上、下腔停止供给高压油和下腔排油阀关闭时,滑块静止不动。液压缸上。下腔供油可以很方便地控制,因而滑块可停于任意位置。在此传动部件中,首次采用特制的布质酚醛树脂层压材料制造副螺母,因该材料的布质纤维微孔能蓄存微量润滑油,因而有极好的自润滑性能,使副螺旋副传动效率提高到95%以上。实验表明,这种材料有良好的耐磨性和足够的强度,使传动部件结构简单、制造容易、使用寿命长、维修方便、不受外购件供应的限制等优点。副螺母和钢制油缸支座的连接,因两种材料切削性能相差悬殊,要加工出能与圆销配合很好的深孔,有一定困难。因此采用玻璃钢销,并用直接在销孔内浇铸的方法制成。玻璃钢销的受力安全系数为25以上。实践证明,这种连接方式,孔的加工要求很低,浇铸玻璃钢销的工艺也很简便。经6300kN液压螺旋压力机千余次的重负荷试验后拆开检查,连接可靠。81JB57-630型6300kN液压螺旋压力机早已批量生产,广泛地用于军工、工具、汽轮机和航空发动机叶片、齿轮等锻件的生产。华中理工大学于1997年研制成功16000kN液压螺旋压力机JB57-1600型液压螺旋压力机特别适合于精锻工艺采用组合机身、超高型滑块,配有液压顶出器,在液压和电控系统上有所创新。在航空工业总公司新艺机械厂进行航空发动机叶片精锻时,叶片的厚度公差为0.2-0.4mm,达到国内最佳水平,设备结构先进、性能优良。82第五节离合器式高能螺旋压力机83现有各类螺旋压力机的优缺点分析

一、优点1)螺旋压力机是定能量的设备,没有固定的下死点,锻件尺寸精度靠模具“打靠”和导柱导向(用于精密模锻)来保证,机器受力零件的变形对锻件高度尺寸精度无关。因而,是模锻和精锻理想的锻压设备。2)螺旋压力机特有的力能特性,有可能满足多种工艺的要求。既能付出较多的锻压能量和有一定的锻击力,又能满足锻击力大变形能小的工艺要求,即有较好的工艺适应性。3)与其它几种模锻设备相比,螺旋压力机有结构简单、制造成本低、工作条件较好的特点,是一类符合我国国情的锻压设备,因而,螺旋压力机在我国有很大的发展。二、缺点1)现有各类螺旋压力机,螺杆和飞轮连成整体,在空程上、下时,螺杆和飞轮一起加速,惯性质量较大,因而,加速时间长,加速行程占滑块总行程的绝大部分,使滑块每分钟行程次数难以有较大的提高。2)飞轮与驱动装置分离后,运动部分能量必须一次消耗完,若能量选择不当,多余部分的能量消耗在机器受力零件的变形和摩擦上,因而降低了螺旋压力机的总效率和使用寿命。3)对摩擦和电动螺旋压力机,每一次工作循环,飞轮和螺杆的回转质量要从静止状态加速两次,因而频繁地引起电流冲击,启动电流峰值很大。84离合器式高能螺旋压力机的工作原理和特点离合器式螺旋压力机最早德国辛佩坎普(SiempelKamp)公司研制成功,产品型号为NPS型,德国SMS哈森公司、奥穆科(Eumuco)、贝歇(beche)和拉斯科(Lasco)公司研制出各自特色的离合器式螺旋压力机。我国1985年,大连锻造厂引进一台NPS1600型压机,接着,大连机车车辆厂也引进一台NPS2500型压机。青岛锻压机械厂已有4-25MN五种规格的产品投放市场。1995年9月无锡叶片厂引进的SPKA11200型离合器式螺旋压力机当今规格最大(公称压力为112MN)、技术最先进,由德国奥穆科.哈森克勒弗公司(即过去SMS哈森公司)制造。8586

一、NPS型压力机的工作原理和结构与传统的螺旋压力机的区别在于飞轮的工作方式完全变了。主电机通过三角带驱动飞轮3,使它单向自由旋转。工作时由液压推动离合器活塞2,使与螺杆连成一体的离合器从动盘与飞轮3结合,带动螺杆作旋转运动,通过固定连接在滑块上的螺母,使沿块向下运动,并进行锻击。飞轮的转速降低到一定数值时,控制离合器系统的脱开机构将起作用,通过控制顶杆顶开液压控制阀使离合器脱开,飞轮继续沿原方向旋转,恢复速度与此同时,利用固定在机身上的液压回程缸5,使滑块上行,完成一个工作循环。87离合器结构构件组成:与飞轮1相连的液压离合器;带摩擦衬垫的从动盘4,它通过渐开线花键装在螺杆6上;引离合器控制阀组,它与机械脱开装置连接。该机械脱开装置包括两个钢盘。钢盘上装有对称布置但方向相反装有钢球的斜槽。其中一个钢盘固定在主螺杆上,另一个钢盘能够在钢球上自由运动且产生惯性。当锻件变形结束使模具完全闭合,螺杆和滑块的行程停止。螺杆上方的自由钢盘因其自由惯量的缘故仍相对于固定在螺杆上的钢盘继续旋转,由于这种趋势而使得钢球将自由回转的钢盘向上抬起,这时控制顶杆被向上推动,顶开液压控制阀,使离合器油缸中的油液迅速卸压导致离合器脱开。如果压力机配备有滑块行程控制装置,离合器的脱开可以采用电气操纵。这主要适用于模具不必完全闭合的操作(例如镦粗等),这时可以在控制板上预选行程长度,通过滑块的行程控制来实现离合器的脱开。启动时,离合器液压缸2内通人油压为9.5MPa的高压油推动从动盘4使之与飞轮结合由于从动盘和螺杆为花键连接,使飞轮与螺杆结合成一体而加速旋转。由于加速部件(离合器从动盘、螺杆、螺母和滑块)质量很小,所以加速时间极短,整个工作行程实际上可认为是以稳定的速度进行的。连变形阶段也基本上保持这一滑块速度,只不过相对飞轮的转速稍降(最大降速12.5%)。滑块向下行程结束后,离合器自动脱开,飞轮继续沿原方向旋转,恢复速度,滑块利用固定在机身上的回程缸而向上回程。储存在机身内的回弹能量使滑块回程获得较高的回程速度。滑块向下和向上的稳定速度为500mm/s,回程缸的提升力相当于滑块、垫板和上模重力的6倍,在调整模具的慢动作时,也是用回程缸进行的。封闭循环的润滑系统对轴承进行冷却和润滑。螺杆。螺母和滑块上端的圆柱部分全部封密在上横梁内,从而可以防止锻造时受到污染88二、NPS型离合器式螺旋压力机的特点分析1、具有高的打击能量离合器式螺旋压力机运动部分与锻件接触能量。NPS型压力机在降速12.5%时给出的有效能量约为现有锻造型螺旋压力机能量的2倍左右,高能螺旋压力机之名就是由此而来。2保证在任意位置的能量发挥几乎在滑块的任意位置上都能充分发挥出规定的能量输出值和最大锻击力。由于从动部分惯量很小,滑块只需经过100mm的驱动行程后就达到规定的最大速度和能量,而普通螺旋压力机一般要接近下死点或行程的80%后方能达到最大能量.3闷模时间短飞轮和螺杆是分离的,螺杆和从动盘惯性负载小,易于反向提升,故滑块在下死点停留时间极短,很快即以500mm/s的速度提升,闷模时间一般只有10-20ms,而普通螺旋压力机达60ms,因而,模具寿命可提高30%-50%。4节能

由于飞轮是连续运转的,并且与螺杆是脱开的,驱动电机的功率主要按能起动和拖动具有大转动惯量的飞轮能进人正常的工作转速来确定,因此,电机功率较小,起动电流不大。一台25000kN的NPS型离合器式螺旋压力机在工作行程开始时的起动电流为350A,而大小相近普通螺旋压力机工作循环中的两次起动,即工作行程、滑块回程开始时为1000A。由统计电能消耗低于现有各类螺旋压力机。5.基础工作条件好

离合器式螺旋压力机作用在基础上的垂直动载荷仅为压力机重量的1.6倍;由于从动部分惯量小,作用在基础上的冲击扭矩亦大大低于现有各类螺旋压力机,致使基础的工作条件大为改善。青岛锻压机械厂已有这种型式的产品投放市场。89二、SKPA11200型112MN离台器式螺旋压力机这是我国为解决大型航空发动机和汽轮机叶片精锻及大型曲轴等锻件的生产而引进的大型锻压设备。安装于无锡叶片厂。此设备是德国奥穆科·哈森克勒弗公司设计制造的。世界规格最大、技术最先进的设备。特点:l规格大在螺旋压力机规格上名列世界第三,是当前世界厂最大的离合器式螺旋压力机。其主机总重达940t。由上横梁(163t)、下横梁(142t)和两个立柱由长11m单重20t的四根拉杆和八个螺母组成组合式机身,重量约占主机总重的50%以上。往复运动部件由直径为950mm的主螺杆、高度为3.7m的滑块和主螺母组成,重达130t;飞轮外圈的直径达6.2m。902采用先进合理的回程驱动机构SKPA11200型采用低速大扭矩液压马达14直接驱动主螺杆4作顺时针旋转,带动滑块回程上升。在下降行程中,在螺杆带动下液压马达起油泵作用,输出高压油以回收能量。为了减小液压马达的驱动功率,平衡缸6要平衡掉滑块和上模重量的90%-95%,使滑块呈悬浮状地通过主螺母8在主螺杆上,这无疑为螺纹副之间形成润滑油膜。改善润滑条件创造了极为有利的条件,使螺旋副的寿命显著提高。碟簧加载、液压脱开的制动器13可使滑块停在任意行程位置,91上一章

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下一章92安全阀基本知识如果压力容器(设备/管线等)压力超过设计压力…1.尽可能避免超压现象堵塞(BLOCKED)火灾(FIRE)热泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的发生?2.使用安全泄压设施爆破片安全阀如何避免事故的发生?01安全阀的作用就是过压保护!一切有过压可能的设施都需要安全阀的保护!这里的压力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!设定压力(setpressure)安全阀起跳压力背压(backpressure)安全阀出口压力超压(overpressure)表示安全阀开启后至全开期间入口积聚的压力.几个压力概念弹簧式先导式重力板式先导+重力板典型应用电站锅炉典型应用长输管线典型应用罐区安全阀的主要类型02不同类型安全阀的优缺点结构简单,可靠性高适用范围广价格经济对介质不过分挑剔弹簧式安全阀的优点预漏--由于阀座密封力随介质压力的升高而降低,所以会有预漏现象--在未达到安全阀设定点前,就有少量介质泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE弹簧式安全阀的缺点过大的入口压力降会造成阀门的频跳,缩短阀门使用寿命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle弹簧式安全阀的缺点弹簧式安全阀的缺点=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通产品平衡背压能力差.在普通产品基础上加装波纹管,使其平衡背压的能力有所增强.能够使阀芯内件与高温/腐蚀性介质相隔离.平衡波纹管弹簧式安全阀的优点优异的阀座密封性能,阀座密封力随介质操作压力的升高而升高,可使系统在较高运行压力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先导式安全阀的优点平衡背压能力优秀有突开型/调节型两种动作特性可远传取压先导式安全阀的优点对介质比较挑剃,不适用于较脏/较粘稠的介质,此类介质会堵塞引压管及导阀内腔.成本较高.先导式安全阀的缺点重力板式产品的优点目前低压储罐呼吸阀/紧急泄放阀的主力产品.结构简单.价格经济.重力板式产品的缺点不可现场调节设定值.阀座密封性差,并有较严重的预漏.受背压影响大.需要很高的超压以达到全开.不适用于深冷/粘稠工况.几个常用规范ASMEsectionI-动力锅炉(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低压安全阀设计(LowpressurePRV)API520-火灾工况计算与选型(FireSizing)API526-阀门尺寸(ValveDimension)API527-阀座密封(SeatTightness)介质状态(气/液/气液双相).气态介质的分子量&Cp/Cv值.液态介质的比重/黏度.安全阀泄放量要求.设定压力.背压.泄放温度安全阀不以连接尺寸作为选型报价依据!如何提供高质量的询价?弹簧安全阀的结构弹簧安全阀起跳曲线弹簧安全阀结构弹簧安全阀结构导压管活塞密封活塞导向不平衡移动副(活塞)导管导阀弹性阀座P1P1P2先导式安全阀结构先导式安全阀的工作原理频跳安全阀的频跳是一种阀门高频反复开启关闭的现象。安全阀频跳时,一般来说密封面只打开其全启高度的几分只一或十几分之一,然后迅速回座并再次起跳。频跳时,阀瓣和喷嘴的密封面不断高频撞击会造成密封面的严重损伤。如果频跳现象进一步加剧还有可能造成阀体内部其他部分甚至系统的损伤。安全阀工作不正常的因素频跳后果1、导向平面由于反复高频磨擦造成表面划伤或局部材料疲劳实效。2、密封面由于高频碰撞造成损伤。3、由于高频振颤造成弹簧实效。4、由频跳所带来的阀门及管道振颤可能会破坏焊接材料和系统上其他设备。5、由于安全阀在频跳时无法达到需要的排放量,系统压力有可能继续升压并超过最大允许工作压力。安全阀工作不正常的因素A、系统压力在通过阀门与系统之间的连接管时压力下降超过3%。当阀门处于关闭状态时,阀门入口处的压力是相对稳定的。阀门入口压力与系统压力相同。当系统压力达到安全阀的起跳压力时,阀门迅速打开并开始泄压。但是由于阀门与系统之间的连接管设计不当,造成连接管内局部压力下降过快超过3%,是阀门入口处压力迅速下降到回座压力而导致阀门关闭。因此安全阀开启后没有达到完全排放,系统压力仍然很高,所以阀门会再次起跳并重复上述过程,既发生频跳。导致频跳的原因导致接管压降高于3%的原因1、阀门与系统间的连接管内径小于阀门入口管内径。2、存在严重的涡流现象。3、连接管过长而且没有作相应的补偿(使用内径较大的管道)。4、连接管过于复杂(拐弯过多甚至在该管上开口用作它途。在一般情况下安全阀入口处不允许安装其他阀门。)导致频跳的原因B、阀门的调节环位置设置不当。安全阀拥有喷嘴环和导向环。这两个环的位置直接影响安全阀的起跳和回座过程。如果喷嘴环的位置过低或导向环的位置过高,则阀门起跳后介质的作用力无法在阀瓣座和调节环所构成的空间内产生足够的托举力使阀门保持排放状态,从而导致阀门迅速回座。但是系统压力仍然保持较高水平,因此回座后阀门会很快再次起跳。导致频跳的原因C、安全阀的额定排量远远大于所需排量。

由于所选的安全阀的喉径面积远远大于所需,安全阀排放时过大的排量导致压力容器内局部压力下降过快,而系统本身的超压状态没有得到缓解,使安全阀不得不再次起跳频跳的原因阀门拒跳:当系统压力达到安全阀的起跳压力时,阀门不起跳的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门整定压力过高。2、阀门内落入大量杂质从而使阀办座和导套间卡死或摩擦力过大。3、弹簧之间夹入杂物使弹簧无法被正常压缩。4、阀门安装不当,使阀门垂直度超过极限范围(正负两度)从而使阀杆组件在起跳过程中受阻。5、排气管道没有被可靠支撑或由于管道受热膨胀移位从而对阀体产生扭转力,导致阀体内机构发生偏心而卡死。安全阀拒跳的原因阀门不回座或回座比过大:安全阀正常起跳后长时间无法回座,阀门保持排放状态的现象。安全阀工作不正常的因素1、阀门上下调整环的位置设置不当。2、排气管道设计不当造成排气不畅,由于排气管道过小、拐弯过多或被堵塞,使排放的蒸汽无法迅速排出而在排气管和阀体内积累,这时背压会作用在阀门内部机构上并产生抑制阀门关闭的趋势。3、阀门内落入大量杂质从而使阀瓣座和导套之间卡死后摩擦力过大。安全阀不回座或回座比过大的因素:4、弹簧之间夹入杂物从而使弹簧被正常压缩后无法恢复。5、由于对阀门排放时的排放反力计算不足,从而在排放时阀体受力扭曲损坏内部零件导致卡死。6、阀杆螺母(位于阀杆顶端)的定位销脱落。在阀门排放时由于振动使该螺母下滑使阀杆组件回落受阻。安全阀不回座或回座比过大的因素:7、由于弹簧压紧螺栓的锁紧螺母松脱,在阀门排放时由于振动时弹簧压紧螺栓松动上滑导致阀门的设定起跳值不断减小。

8、阀门安装不当,使阀门垂直度超过极限范围(正负两度)从而使阀杆组件在回落过程中受阻。

9、阀门的密封面中有杂质,造成阀门无法正常关闭。

10、锁紧螺母没有锁紧,由于管道震动下环向上运动,上平面高于密封面,阀门回座时无法密封安全阀不回座或回座比过大的因素:谢谢观看癌基因与抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突变概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分类.癌基因产物的作用.癌基因激活的机理主要内容疾病:

——是人体某一层面或各层面形态和功能(包括其物质基础——代谢)的异常,归根结底是某些特定蛋白质结构或功能的变异,而这些蛋白质又是细胞核中相应基因借助细胞受体和细胞中信号转导分子接收信号后作出应答(表达)的产物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法规Whatisgene?基因:

—是遗传信息的载体

—是一段特定的DNA序列(片段)

—是编码RNA或蛋白质的一段DNA片段

—是由编码序列和调控序列组成的一段DNA片段基因主宰生物体的命运:微效基因的变异——生物体对生存环境的敏感度变化关键关键基因的变异——生物体疾病——死亡所以才有:“人类所有疾病均可视为基因病”之说注:如果外伤如烧伤、骨折等也算疾病的话,外伤应该无法归入基因病的行列。Genopathy问:两个不相干的人,如果他们患得同一疾病,致病基因是否相同?再问:同卵双生的孪生兄弟,他们患病的机会是否一样,命运是否相同?┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子(复制)中发生碱基对的______、______

,而引起的

的改变。替换增添缺失基因结构基因变异的概念:英语句子中的一个字母的改变,可能导致句子的意思发生怎样的变化?可能导致句子的意思不变、变化不大或完全改变THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理:替换、增添、缺失碱基对,可能会使性状不变、变化不大或完全改变。基因的结构改变,一定会引起性状的改变??原句:1.基因多态性与致病突变基因变异与疾病的关系2.单基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多态性polymorphism是指DNA序列在群体中的变异性(差异性)在人群中的发生概率>1%(SNP&CNP)<1%的变异概率叫做突变基因多态性特定的基因多态性与疾病相关时,可用致病突变加以描述SNP:散在单个碱基的不同,单个碱基的缺失、插入和置换。

CNP:DNA片段拷贝数变异,包括缺失、插入和重复等。同义突变、错义突变、无义突变、移码突变

致病突变生殖细胞基因突变将突变的遗传信息传给下一代(代代相传),即遗传性疾病。体细胞基因突变局部形成突变细胞群(肿瘤)。受精卵分裂基因突变的原因物理因素化学因素生物因素基因突变的原因(诱发因素)紫外线、辐射等碱基类似物5BU/叠氮胸苷等病毒和某些细菌等自发突变DNA复制过程中碱基配对出现误差。UV使相邻的胸腺嘧啶产生胸腺嘧啶二聚体,DNA复制时二聚体对应链空缺,碱基随机添补发生突变。胸腺嘧啶二聚体胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外线诱变物理诱变(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)与T类似,多为酮式构型。间期细胞用酮式5BU处理,5BU能插入DNA取代T与A配对;插入DNA后异构成烯醇式5BU与G配对。两次DNA复制后,使A/T转换成G/C,发生碱基转换,产生基因突变。化学诱变(chemicalinduction)碱基类似物(baseanalogues)诱变AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别,以适应不同的外界环境,是生物进化的重要因素之一。2.致病突变是导致人类遗传病的病变基础。基因突变的意义概述:肿瘤细胞恶性增殖特性(一)肿瘤细胞失去了生长调节的反馈抑制正常细胞受损,一旦恢复原状,细胞就会停止增殖,但是肿瘤细胞不受这一反馈机制抑制。(二)肿瘤细胞失去了细胞分裂的接触抑制。正常细胞体外培养,相邻细胞相接触,长在一起,细胞就会停止增殖,而肿瘤细胞生长满培养皿后,细胞可以重叠起生长。(三)肿瘤细胞表现出比正常细胞更低的营养要求。(四)肿瘤细胞生长有一种自分泌作用,自己分泌生长需要的生长因子和调控信号,促进自身的恶性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因组内正常存在的基因,其编码产物通常作为正调控信号,促进细胞的增殖和生长。癌基因的突变或表达异常是细胞恶性转化(癌变)的重要原因。——凡是能编码生长因子、生长因子受体、细胞内信号转导分子以及与生长有关的转录调节因子等的基因。如何发现癌基因的呢?11910年,洛克菲勒研究院一个年轻的研究员Rous发现,鸡肉瘤细胞裂解物在通过除菌滤器以后,注射到正常鸡体内,可以引起肉瘤,首次提出鸡肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔径细菌过不去但病毒可以通过从病毒癌基因到细胞原癌基因的研究历程:Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年,Stewart和Eddy分离出一种病毒,注射到小鼠体内可以引起肝脏、肾脏、乳腺、胸腺、肾上腺等多种组织器官的肿瘤,因而把这种病毒称为多瘤病毒。50年代末、60年代初,癌病毒研究成了一个极具想像力的研究领域,主流科学家开始进入癌病毒研究领域polyomavirus这期间,Temin发现RSV有不同亚型,且引起细胞恶变程度不同,推测RNA病毒将其遗传信息传递给了正常细胞的DNA。这与Crick提出的中心法则是相违背的让事实屈从于理论还是坚持基于实验的结果?VSTemin发现逆转录酶,1975年获诺贝尔奖TeminCrickTemin的实验设计:实验设计简单而巧妙:将合成DNA所需的“原料”,即A、T、C、G四种脱氧核苷酸,与破坏了外壳的RSV一起在体外40℃的条件下温育一段时间结果在试管里获得了一种新合成的大分子,它不能被RNA酶破坏,但却可以被DNA酶所分解,证明这种新合成的大分子是DNA用RNA酶预先破坏RSV的RNA,再重复上述的试验,则不能获得这种大分子,说明这个DNA大分子是以RSV的RNA为模板合成的1969年,一个日本学者里子水谷来到Temin的实验室,这是一个非常擅长实验的年轻科学家。按Temin的设想,他们开始寻找RSV中存在“逆转录酶”的证据DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法规据说,1975年Temin因发现逆转录酶而获诺贝尔奖时,Bishop懊恼不已,因为早在1969年他就认为Temin的RNADNA的“前病毒理论”有可能是正确的,并且也进行了一些实验,但不久由于资深同事的规劝而放弃了这方面的努力。但Bishop马上意识到:逆转录酶的发现为逆转录病毒致癌的研究提供了一条新途径。一个RSV,三个诺贝尔奖!!!1989年,UCSF的Bishop和Varmus根据逆转录病毒的复制机制发现了细胞癌基因,并获诺贝尔奖。Cellularoncogene启示:Perutz说:“科学创造如同艺术创造一样,都不可能通过精心组织而产生”Bishop说:“许多人引以为豪的是一天工作16小时,工作安排要以分秒计……可是工作狂是思考的大敌,而思考则是科学发现的关键”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科学的本质和艺术一样,都需要直觉和想像力请给自己一些思考的时间吧!癌基因的分类目前对癌基因尚无统一分类的方法,一般有下面3种分类方法:一、按结构特点分(6)类(一)src癌基因家族(二)ras癌基因家族(三)sis癌基因家族(四)myc癌基因家族(五)myb癌基因家族(六)其它:如fos,erb-A等。三、按细胞增殖调控蛋白特性分成(4)类(一)生长因子(二)受体类(三)细胞内信号转换器(四)细胞核因子二、按产物功能分(8)类(一)生长因子类(二)酪氨酸蛋白激酶(三)膜相关G蛋白(四)受体,无蛋白激酶活性(五)胞质丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶(六)胞质调控因子(七)核反式调控因子(八)其它:db1、bcl-2癌基因产物参与信号转导

胞外信号作用于膜表面受体→胞内信使物质的生成便意味着胞外信号跨膜传递的完成。胞内信使至少有:cAMP(环磷酸腺苷)IP3(三磷酸肌醇)PG(前列腺素)cGMP(环磷酸鸟苷)DG(二酰基甘油)Ca2+(钙离子)CAM(钙调素)主要机制是通过蛋白激酶活化引起底物蛋白一连串磷酸化的生物信号反应过程,跨膜机制涉及到:(一)质膜上cAMP信使系统(二)质膜上肌醇脂质系统这两个系统都是由受体鸟苷酸调节蛋白(GTP-regulatoryprotein,G蛋白)和效应酶(腺苷酸环化酶磷脂酶等)组成,有相似的信号转导过程:即受体活化后引起GTP与不同G蛋白结合活化和抑制效应酶从而影响胞内信使产生而发生不同的调控效应。(三)受体操纵的离子通道系统(四)受体酪氨酸蛋白激酶的转导

(一)获得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如:病毒感染激活原癌基因癌基因活化的机制

(二)染色体易位和重排使无活性的原癌基因转位至强启动子或增强子附近而被活化。与基因脆性位点相关。(三)基因扩增(四)点突变三、癌基因的产物与功能(一)癌基因产物作用的一般特点1.目前发现c-onc均为结构基因.2.癌基因产物可分布在膜质核也可分泌至胞外.(二)癌基因产物分类1.细胞外生长因子:TGF-b2.跨膜生长因子受体:MAPK3.细胞内信号转导分子:Gprotein/Ras4.核内转录因子

(三)癌基因产物的协同作用实验证明,用ras或myc分别转染细胞,可使细胞长期增殖,但不能转化成癌细胞,在裸鼠体内也不能形成肿瘤。但用ras+myc同时转染细胞,则使细胞转化成癌细胞。说明:致癌至少需要2种或以上的onc协同作用,2种onc在2条通路上发挥作用,由于细胞增殖调控是多因子,多阶段影响的结果。而影响增殖分化的onc达几十种之多,所以大多数人认为:癌发生是多阶段多步骤的。Whatistumorsuppressorgene?肿瘤抑制基因(抗癌基因、抑癌基因)——是调节细胞正常生长和增殖的基因。当这些基因不能表达,或其产物失去活性时,细胞就会异常生长和增殖,最终导致细胞癌变。反之,若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。——癌基因与抑癌基因相互制约,维持细胞增殖正负调节信号的相对稳定。影响1岁的儿童“二次打击”学说两个等位基因同时突变视网膜母细胞瘤(Retinoblastoma)RB基因变异(13号染色体)

(1)脱磷酸化Rb蛋白(活性)与转录因子E2F结合,抑制基因的转录活性(2)磷酸化Rb蛋白(失活)与E2F解离,释放E2F(3)E2F启动基因转录(4)细胞进入增生阶段(G1S)因此,Rb蛋白在控制细胞生长方面发挥重要作用一旦Rb基因突变可使细胞进入过度增生状态RB基因的功能等位基因(allele)例如:花颜色基因位于一对同源染色体的同一位置上、控制相对性状的两个的基因叫等位基因(allele)一对相同的等位基因称纯合等位基因

一对不同的等位基因称杂合等位基因

显性基因隐性基因完全显性不完全显性共显性问:女性的两条X染色体基因应如何表达?拓展知识:X染色体基因中,有65%完全处于“休眠”状态,20%仅在部分女性身上“休眠”,15%则完全逃离“休眠”状态一旦其中一条X染色体被损坏,还可以由另一条X染色体来纠正男性却只有一条X染色体,一旦它遭到破坏,男性就会患上血友病、色盲以及肌肉萎缩症等各种遗传病以前人们一直认为,在女性的两条X染色体中,有一条染色体是完全不起作用或是处于“休眠”状态的在Y染色体中,目前仍在“工作”的基因只剩下不到100个X染色体中“工作”的基因>1000个有一个这样的故事:20年前一次意外事故,三个工人遭受钴60(Co60)放射性核素的照射结果:一名工人不久死亡一名工人几年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就诊你知道医生在为病人检查时发现了什么吗?锁骨骨折肋骨串珠样X光片发现广泛性骨质缺损骨髓检查——浆细胞比例为30%左右(正常为0.6-1.3%)(多发性骨髓瘤)因此,多基因病涉及遗传因素和环境因素物理因素化学因素生物因素自发因素2.多基因病(polygenicdisease):性状或疾病的遗传方式取决于两个以上微效基因的累加作用,同时还受环境因素的影响,因此这类性状也称为复杂性状或复杂疾病(complexdisease)也叫:“复杂性状疾病”近视(myopia)高血压(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂症(schizophrenia)哮喘(asthma)肿瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遗传要点数量性状的遗传基础是两对以上基因。这些基因之间没有显,隐性的区别,而是共显性。每个基因对表型的影响很小,称为微效基因。微效基因具有累加效应,即一个基因对表型作用很小,但若干个基因共同作用,可对表型产生明显影响。不仅遗传因素起作用,环境因素具有明显作用。例如:结肠癌(Coloncancer)相关基因:NGX6,SOX7,ITGB1,HSPA9B,MAPK8,PAG,

RANGAP1,SRC和CDC2等。相关信号通路:ras/MEK/ERK,JNK,Rb/E2F,PI3K/AKT及受体相互作用相关通路,免疫反应相关通路以及细胞黏附相关通路等。①早期原发癌生长②肿瘤血管形成③肿瘤细胞脱落并侵入基质④进入脉管系统⑤癌栓形成⑥继发组织器官定位生长⑦转移癌继续扩散例如:糖尿病(diabetes)依赖胰岛素型糖尿病在位于第6号染色体上可能包含至少一个对I型糖尿病敏感的基因在人类基因组中,大约10个位点现在被发现似乎对I型糖尿病敏感其中:1)11号染色体位点IDDM2上的基因

2)葡萄糖激酶基因高血压(hypertension)目前最受关注的是ATP2B1基因编码一种膜蛋白,具有钙泵特性能将高浓度细胞内钙泵出细胞外。精神神经性疾病精神分裂症基因表达改变/诱导增强家族史家暴基因本质:基因组变异惊吓—?—基因突变——精神病多基因病的遗传:易患性(liability)易感性(susceptibility)发病阈值(threshold)易患性(liability)——在多基因病发生中,遗传因素和环境因素共同作用决定一个个体患某种遗传病的可能性。possibility遗传因素(hereditaryfactors)环境因素(environmentalfactor)易感性(susceptibility)——特指由遗

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