165MN自由锻造油压机组合梁强度分析研究

如何使组合梁的强度刚度达到设计要求是大型锻压机设计的关键技术之一.利用非线性结构分析软件Marc的接触模块,对165MN大型自由锻造油压机组合结构的下横梁进行了三维接触有限元分析,研究了在满载工况下的应力及变形.结果表明:锻压机在三缸工作时,下横梁的变形较小,下横梁受到的各个方向应力均小于许用应力,研究方法和结果将为大型锻压机组合梁的设计提供指导.     

我国正式启动大飞机制造关键设备项目

中国第二重型机械集团公司日前在四川省德阳市宣布,大飞机制造的关键设备——世界最大的模锻压机项目已获国家发改委批准并正式启动。该公司称,国家发改委近日作出正式批复,同意建造8万t大型模锻压机。该项目总投资将达到5·17亿元人民币,建设期限为两年半。据公司副总经理、8万t大型模锻压机项目总指挥曾祥东介绍,大型模锻压机是发展大型飞机必备的关键设备。大型模锻压机建造是一项大型复杂的系统工程。到目前为止,在世界范围内仅有美国、俄罗斯、法国等少数国家拥有类似设备,最大锻造等级为俄罗斯的7·5万t级。中国目前还没有4万t级以上的锻造成型能力。现有的模锻压机吨位较小,工艺比较落后。框梁等航空模锻件大多采用焊接结构,无法实现整体化,不能完全满足大型飞机对综合性能、可靠性和寿命的要求,严重制约了中国航项目副总指挥陈晓慈表示,这台世界上最大的模锻压机将由中国二重自主设计、自己制造并安装在位于德阳市的中国二重厂区内。中国第二重型机械集团公司是中国大型航空模锻件的重要生产基地之一,有30多年的航空模锻件材料研究和生产经验,先后为航空工业提供了40余万件航空模锻件,产品覆盖了所有国产机型。有关专家认为,此次投资建设的大型模锻压机建设项目...     

8万吨模锻压机在二重投产

由第二重型机械集团公司自己设计、制造并安装的8万吨大型模锻压机近日在二重正式投产，它标志着我国锻造制造技术将产生质的飞跃，8万吨大型模锻压机是航空、电力、压力容器等制造业的基础性设备当今世界上只有法国、散罗斯、美国拥有这个级别的模锻压机，而二重制造的吨位最大。     

800 MN压机上十字键精密安装

上十字键关系到800 MN大型模锻压机整个机架的安装精度,因此,我们通过使用多种工装配合百分表及液压千斤顶实现了四周无固定、无支撑、无定位的上十字键的高空精密安装,精确控制部件装配精度,将上十字键安全可靠地吊入四组C形板形成的契合腔内。     

模锻压机剪叉式升降平台的运动轨迹仿真与有限元结构分析

针对模锻压机的传统重要辅助设备升降平台进行系统研究,提出了一种适用于模锻压机的大型重载剪叉式升降平台,对其整体机械结构进行了理论研究和分析,并进行了运动轨迹仿真和有限元模拟,既验证了大型重载剪叉式升降平台的可行性,又为其设计开发提供了高效安全的设计方法。     

共注塑不相容材料模内装配技术中的收缩分析

介绍了共注塑不相容材料模内装配技术的内容和在行业中的应用,指出零件间的间隙设计和控制是实现完美模内装配的重要条件.讨论和分析了模内装配产品间产生间隙的原理,并对产生间隙收缩进行了系统的分析和模型研究,最后通过设计实例来阐明分析模型.     

大型模锻压机电气液压控制系统研究

大型模锻压机采用二次增压方式,满足压力需求的同时又可以节能。根据大型模锻压机所采用三级分布式网络控制系统的设计方案,分析其硬件的结构与功能以及软件的应用与特点。通过高性能电气系统结构结合功能强大的液压系统实现了精确的位置、压力闭环控制,包括主动闭环控制和被动闭环控制;确保了大型模锻压机在大载荷、大压力工况下,能够准确而迅速的克服偏心载荷的影响,实现大型锻件的精确、高性能压制。在整个锻造过程中,电气与液压控制系统密切配合,保障了锻造加工工艺的同时,提高了模锻效率、安全可靠性及整机的节能。     

大型模锻压机驱动系统建模及动态特性研究

采用解析法建立大型模锻压机驱动系统的仿真模型,重点分析了泄漏系数、粘性阻尼系数、油液体积弹性模量等因素对驱动系统低速稳定性的影响,从而得到了这些参数对锻压机的影响规律,并提出了解决办法,来提高大型模锻压机驱动系统的低速稳定性。     

大型模锻装备锻造过程建模与运行分析

大型模锻装备极低速稳定运行是制造高性能复杂整体锻件的一大关键。但复杂的非线性摩擦力、液压力与锻件变形力致使大型模锻装备在极低速运行时极易出现速度振荡甚至爬行,难以实现模锻压机极低速稳定运行控制。针对该问题,建立复杂锻造过程的非线性模型,提出基于非线性振动分析理论的模锻压机速度求解方法,实现了模锻压机速度的近似求解。在此基础上,推导大型模锻装备极低速运行规律,揭示极低速稳定运行、振荡与爬行条件。通过对模锻压机复杂锻造过程进行仿真与试验,结果表明了速度模型与运行条件的正确性与精确性,为大型模锻压机极低速稳定运行控制提供了理论基础。     

我国首台套上千吨多向模锻压机牌坊翻转成功

中国中冶所属中国二十二冶集团有限公司成功将清华大学40MN多向模锻压机牌坊翻转至垂直安装状态,实现了工程重要的安装节点。清华大学40MN多向模锻压机是国内首台首套上千吨多向模锻压机。     

Prediction of dimensional errors in 3D complex shapes due to press elasticity

This paper presents an approach to predict dimensional errors in 3D complex shapes due to press geometry errors and elasticity. Using a press stiffness matrix formulation for the press deflections in forging operation, a quantitative relationship between forging die deviations and the press geometry errors and elastic deflections is developed, which is a function of the forging force, press stiffness and the spatial relationship between the forging dies and the press table. The stiffness matrix of a screw press is obtained using finite element analysis. To evaluate the effect of the press elasticity on dimensional errors of 3D components, a case study of forging for aerofoil shapes is carried out based on the results from physical modelling experiments. With the representative information of the tool shape and forging force data, numerical results of the forging die deviations as a source of dimensional errors for the aerofoil shape are obtained and evaluated. It is demonstrated that this approach is applicable to forging and other metal forming processes for complex shapes.     

16/25/30MN液压快锻机中横梁有限元计算分析

利用有限元方法对液压快锻机中横梁进行了细致的建模，依此提出了几点建议。可以作为液压快锻机中横梁设计和结构改进的理论参考。     

0.6MN自由锻造液压机力闭环控制系统性能分析

为提高锻件性能和材料利用率,研究了锻造液压机的工作原理,并建立其数学模型,采用频域分析方法,研究负载刚度对力控系统特性的影响。利用AMESim与MATLAB/Simulink建立协同仿真平台,分析系统动态性能,同时分别引入PID控制器、积分分离控制器以及模糊PID控制器分析研究其对于0.6MN自由锻造液压机力闭环控制性能的影响,并通过实验验证仿真结果的正确性。     

Embossment formation in press forging of AZ31 magnesium-alloy sheets

Embossment formation in press forging of AZ31 magnesium-alloy thin-walled structural components used in the electronics industry was examined by both the finite element analysis and the experimental approach in the present study. The mechanical properties of the AZ31 magnesium-alloy at elevated temperatures were first obtained from the compression tests under various strain-rates. The compression test results suggest that a feasible press forging process of AZ31 magnesium-alloy needs to be conducted at a forming temperature higher than 300°C. The ring compression tests were also performed at various temperatures to obtain the friction factors at the die-blank interface under different lubrication conditions. The experimental results were then employed in the finite element simulations to investigate the effects of process parameters, such as punch shape and sheet thickness on the formation of embossments in a press forging process, and a modified punch shape was proposed to improve the efficiency of embossment formation according to the finite element analysis. Experiments of press forging of AZ31 magnesium-alloy sheets were conducted to validate the finite element analysis. Good correlations were observed between the finite element simulation results and the experimental data in all respects. The experiments conducted in the present study not only validated the finite element analysis but also confirmed the efficiency of the modified die design in helping the embossment formation. The mechanical properties of AZ31 magnesium-alloy at elevated temperatures and the detailed examination of the material flow on the formation of embossments made in the present study could provide a design guideline for a press forging process of AZ31 magnesium-alloy sheets.     

快锻液压机速度位置复合控制特性仿真研究

为提高快锻液压机的控制精度与响应速度，在传统锻压机四通道负载口独立控制与位置闭环控制原理的基础上，提出快锻液压机速度-位置复合控制策略。根据给定的目标位置和运行速度，结合锻压机实际工况，设计出期望的位移曲线，利用速度位置复合控制策略，实现锻压机活动横梁按照所设计的位移曲线运行，并在接近上下顶点时精确定位。分析了锻压机的四象限工作特性，建立了锻压机液压系统理论模型，并在此基础上，搭建了锻压机机液联合仿真模型，仿真研究结果表明：采用速度-位置复合控制系统，使锻压机的活动横梁能够无滞后地按照设计的位移曲线与速度曲线运行并实现了高精度定位，定位精度能够达到0.3 mm之内；随着加压工进行程的减少，定位精度逐渐提高。     

开式变量泵控油压机系统控制特性研究

为解决大功率自由锻造油压机高能耗的问题,设计了一种开式变量泵控油压机系统。采用ADAMS和AMESim建立了开式变量泵控油压机系统联合仿真平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了仿真研究。基于600kN锻造油压机实验平台,对其常锻工况和快锻工况的控制特性进行了验证,并将验证结果与仿真结果进行了对比。研究结果表明:开式变量泵控油压机系统能够满足技术要求,即常锻时操控性好,卸压无冲击,运行平稳;快锻（锻造频次80次/min）时,位置控制精度小于1mm。     

预应力组合下横梁临界预紧力影响因素研究

由于受到加工、运输及安装等条件的限制,大型锻造液压机的下横梁通常由几块梁体利用预紧螺栓组装而成,因此如何计算合适的预紧力以保证组合梁的强度、刚度和整体性就成为组合下横梁设计的关键问题。以某企业大型锻造液压机组合下横梁为原型,建立了简化下横梁分析模型,对组合梁在中心工况和扩孔工况下拉杆临界预紧力的影响因素进行了系统研究,确定了临界预紧力的主要影响因素及各因素的影响规律。研究表明,工作载荷及跨高比是影响临界预紧力大小的关键因素,梁宽及拉杆位置对其影响相对较小,且临界预紧力系数随跨高比的增大呈线性增大的趋势,当跨高比一定时临界预紧力系数基本为定值。设计并制备了1∶7.2(实验模型与数值模拟模型的尺寸比)的组合下横梁模拟实验装置,利用该装置对模拟结果进行了验证。研究结果为大型锻造液压机下横梁拉杆预紧力的确定提供了理论依据。     

开式变量泵控快锻油压机系统能耗特性实验研究

针对传统自由锻造油压机泵控系统发热大以及功率回收率较低等问题,提出了开式变量泵控快锻油压机系统,并根据系统的能量流流动状态,进行了能耗建模分析。以0.6 MN泵控油压机实验平台为依托,进行了常锻工况和快锻工况下的能耗特性实验研究, 得出了常锻工况下的能耗分布规律。实验结果表明：常锻工况下的有用功占系统能耗的50%,其有用功所占比值随负载力的增大而提高;快锻工况下的有用功占系统能耗的40%以上,其有用功所占比值随锻造频率的增大而提高;开式变量泵控快锻油压机系统具有较大的节能优势。     

锻造液压机生产过程能耗分布规律研究

针对锻造液压机能耗高、能量利用率低的问题,研究其正常生产工况下的能耗分布规律。以16 MN 阀控锻造液压机为研究对象,利用AMESim建立其仿真模型,并通过位移压力仿真曲线验证仿真模型的正确性,基于该仿真模型对锻造液压机一个工作循环中的能量利用情况进行仿真研究,获得能耗分布规律。仿真结果表明:在阀控锻造液压机的正常生产工况下,负载有用功在整个能耗中占比小于10%,溢流能耗和节流能耗在系统中造成了巨大的能量损失,通过改进液压系统设计、控制液压系统阀的开启规律可以提高压机能量利用率。