節省材料的壓力機螺栓拔長裝置

文/孟慶澤,孟微,張城·營口鍛壓機床有限責任公司

機身是壓力機的一個基本部件，所有零部件都裝在機身上面，這對機身的剛度和穩定性有了較高的要求。其中閉式機械壓力機機身主要有整體機身和分體組合機身兩種結構形式。目前國內外中大型機械壓力機都采用分體組合式。這種結構便于加工和運輸。本文主要介紹組合機身中的重要工裝構件——螺栓液壓拔長裝置。

機身結構形式

圖1所示為機身的結構形式。機身由橫梁1、立柱2、底座3組成，拉緊螺栓5貫穿于橫梁1、立柱2、底座3，上下結構用螺母4、液壓螺母6或拔長器鎖緊。螺栓5通過拉長，加熱等方式使拉緊達到1.5倍公稱噸位的預緊力，將橫梁1、立柱2、底座3組合成一體，保證了機身的剛度和穩定性。螺栓拔長預緊方式有以下3種：

圖1 機身結構形式

⑴工頻感應加熱螺栓。即用軟的橡皮絕緣線繞在螺栓中部，把對角兩根拉緊螺栓的加熱線圈接在一起，并接入交流電焊機的次極，通入工頻低壓大電流，幫助螺栓加熱伸長。這種結構目前已經很少采用。缺點是加熱時間長，效率低，另外橡皮絕緣線容易老化。

⑵液壓螺母（圖2）。液壓螺母充入高壓油后，螺母7提升使得螺栓伸長。當拉緊螺栓拉長到預緊力為1.5倍噸位后，在螺母7下面放入兩塊半圓形的墊片9，將油放出后工作完畢。該結構優點是時間短，工作效率高；缺點是工作空間大、液壓螺母造價高、使用時間長久后里面密封圈易老化損壞、拆卸困難，造成液壓螺母破壞。

圖2 液壓螺母

⑶液壓拔長器（圖3）。這是一套專用的拔長裝置，可用于相近噸位的壓力機安裝。它的工作原理與第二種相同，優點是將螺栓拔長后，擰緊螺母12，可將螺母10，底座11拆下，用于其他相近噸位的壓力機，可以重復使用。它的成本比液壓螺母低，也不用擔心密封圈老化損壞問題。缺點是在拔長處得空留一倍多螺栓的長度，預緊螺栓之后沒有得到有效地利用，浪費材料。目前國產化壓機組合機身普遍采用螺栓拉伸裝置，盡管液壓拔長器結構有所不同，但工作方式和原理是一樣的。

圖3 液壓拔長器

創新結構形式

本文重點介紹的結構如圖4所示。將螺母13外圓車螺紋，通過改進后的拔長器拔緊螺母，拉伸螺栓，達到工藝所需力后，在螺母與機身之間加入3塊圓墊片14，卸荷油壓，工作完畢，液壓裝置可拆除重復使用。此結構在原理上借鑒液壓拔長器和液壓螺母的結構，集合了二者的優點。

該裝置具有如下結構特點：⑴采用螺母拔長；⑵可拆卸重復使用；⑶節省材料；⑷節省空間。每臺設備節省至少4倍螺母高度材料，節省材料近百公斤。因為國內年產壓力機（機械+液壓）數量巨大，這一結構的普及將大大節約材料，帶來可觀的社會經濟效益。結構的缺點是螺母外螺紋易損傷，運輸安裝時需注意，安裝完畢后應該在外面罩上防護罩。

圖4 創新型結構

這種螺栓拔長裝置結構對于原使用第三種液壓拔長裝置的壓力機，在裝模高度不夠的情況下，對增加裝模高度起到了巨大作用。壓力機如果模具合模高度增加，對原壓機進行改造時就必須更換拉緊螺栓，還要拆卸上橫梁，工程造價高，費時費力。如果裝模高度的增加值在露出螺栓高度范圍內，其方法就非常簡單了。將原螺母4外面機加螺紋后，在底座3和立柱2之間加入等高墊鐵，在其上下面加工定位鍵槽，與立柱2和底座3對應，從拉緊螺栓中間分開.在不分解機體的條件下插入等高墊鐵，拉緊螺栓就增加了裝模高度。采用這種結構方式將節省大量資金、人力、起吊和裝配時間。

例如一臺閉式雙點400t的壓力機，想增加裝模高100mm，需拆解機體、吊卸上橫梁和立柱，更換拉緊螺栓，工時30天，等于將壓機拆、裝一次，費用預估在15萬元左右，如采用本文所述結構，工作時間2天，費用1萬元就可以實現。

改造案例

最近幾年來，汽車生產廠家不斷更新車型，用材也在更換。汽車輕量化，沖壓件結構不斷調整，在汽車零部件沖壓生產廠家，模具的增加、更新經常會碰到裝模高度增加的情況，在原來壓力機裝模高度難以滿足的條件下，生產廠家要么采購新的壓力機，要么對現有壓力機進行改造。采購壓力機尤其是閉式中大型壓力機，其采購成本高、生產周期長，每個廠家都會估量和猶豫，而對原有壓力機改造，其成本也不少。

2018年年初吉林某汽車零部件廠曾發生過類似事例。廠家在2010年采購營鍛J36D-400t閉式雙點機械壓力機2臺，臺面2800mm×1600mm，裝模高度800mm，行程450mm，前移動工作臺。當時廠家用在400t模具合模高度最大為650mm，所以確定參數為800mm。隨著吉輕新車型R7上市，該設備承受工作任務壓力猛增。新增加的個別模具裝模高度達到850mm，如果采購新設備，費用將達到170萬,生產周期為5個月。如果對現有壓力機進行改造,利用原來的拉緊螺栓,重新配制液壓螺母預算30萬,起重費用5萬,拆卸安裝費用5萬,制作等高墊鐵，重新加增液壓螺母合計費用30萬。因為液壓螺母屬于鍛件，里孔螺紋需要配制，加工周期2周。制作等高墊鐵、配制定位鍵塊等都在拆解之前進行。預估拆卸橫梁和立柱+配制螺紋+加等高墊鐵+裝立柱和橫梁+其他附件（走臺，圍欄）+接電路、油路、氣路，調試共需30個工作日。為了節省方案費用，技術人員對方案進行了重新評估，改造方案如下：⑴首先將壓機開到上止點，滑塊與工作臺板之間墊實，用2個50t千斤頂托住滑塊，注意不要加壓頂橫梁。⑵拆開立柱與底座相連接的管路（電、氣、油），并做好標記。⑶用液壓拔長器松開拉緊螺栓，拉緊螺栓組橫梁上部螺母松到最大位置，不要取下。⑷在滑塊下面用2個50t的千斤頂，慢慢頂起滑塊和橫梁。⑸用千斤頂（或吊車）抬高立柱，讓立柱與底座之間出現150mm的空隙，將按圖紙加工的等高墊鐵塞入立柱下面，同時放入定位鍵。⑹松開千斤頂，這時壓機裝模高度已經增加到900mm，對橫梁上部螺母進行補充加工，同時連接三路（氣、油、電）。⑺用液壓拔長裝置拔長螺母，加入墊片，泄油后，液壓鎖緊完成。最后調試設備恢復精度。本方案利用了原有的拉緊螺栓和螺母，不用拆卸橫梁和立柱，節省了起吊費用和安裝調試時間。