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蒸空单臂锤的电液锤改造 |
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作者：北京理工大学 夏德仕 胡大勇 |
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摘要：蒸空锤改电液锤技术在1～3t拱式和桥式锤上已得到大量应用，实践证明，可用于稳定生产。但蒸空单臂锤的电液锤改造还处在试生产阶段，本文就750kg单臂锤的改造，提出一种新的改造方案。
关键词：单臂锤；电液锤；改造
一、问题的提出
现役蒸空锤，无论是拱式的、桥式的还是单臂的，大多数是五六十年代的产品，目前面临产品老化，等待大修的局面。且老式蒸空锤能源利用率不足2%；锅炉房(或空压站)与锻造厂之间还经常出现供需矛盾，影响生产；加上环境污染等问题都制约了蒸空锤效益的发挥。必须研制出替代产品，以克服上述缺点。
我国自80年代开始研究蒸空锤换头成电液锤技术，十几年来，经国内同行的不懈努力，现在1～3t锤技术基本成熟，5t模锻锤也有成功的范例。
大量实践证明，蒸空锤换头成电液锤完全能满足生产需要，同时也对节能、环保、减轻工人劳动强度，改善劳动环境，减少维修量等都有明显效果，是一项利国利民功德无量的事业。但目前这项技术还存在两个死区。一个是对大吨位的10t和16t模锻锤的改造还没有实践过；另一个是对单臂锤的改造在技术上尚存在一些问题。大吨位锤数量较少，且都是双臂的，其结构不会有大的变动，主要是怎样选参数的问题。而单臂锤却不然，它的数量较多，估计占锤总数的1/4～1/5。尤其铁道部系统多达2/3以上。加上单臂锤结构型式的特殊性，给改造带来很大不便。总之大吨位锤和单臂锤这两个死区不攻克，蒸空锤改电液锤技术就不可能全面推广。
二、关于单臂锤改造
目前国内单臂锤大致有两种结构，一种是自身有类似双臂锤的导轨和锤头，这种锤改造比较简单，和双臂锤一样，利用原导轨和锤头，换上电液动力头即可。另一种是无导轨，将活塞杆两边削扁防转并导向。改造这种锤目前有三种方案。一种是去掉原圆杆两边削扁导向，另加封闭导向框架，用4根螺柱将其固定在锤臂上，将动力头底板后部加长，再用立柱和底座相连，底座上放置一配重(3t锤配重10t)。这种结构的问题是新导向结构复杂，加工难度增加，视野也不如原锤开阔。且底板加大，增加重量，重心提高，易引起晃动，又增加很重的配重，从而使结构复杂，成本提高。第二种是进油打单臂锤，该结构保留原圆杆削扁导向不变，下腔进气。在减震缸盖上固定一进油管(柱塞式)，进油管下端插入空的锤杆中，管子进油时，油压推动锤头向下实现打击。此方案的问题是：削扁了的圆杆密封性差，为解决漏气问题而外加补气源，从而造成结构复杂，提高成本。另外柱塞式进油管插入空的锤杆时，在锤杆上端加一密封衬套。此衬套相当于加在锤头上，根本无法固定住，且其还处于缸内出现问题不易发现，不易维修。
综上所述，这两种结构各有特点，各有利弊。我们根据多年改造双臂锤的经验；又基于对原单臂锤导向方式的理解，用其导向，舍其密封，将双臂锤的液压系统和单臂锤的导向方式有机结合起来，设计出一种新型结构单臂锤，并在戚墅堰机车车辆厂750kg单臂锤上得以实现。结构简图如图1所示。 
图1 这种结构主要解决导向和锤身晃动两个问题
(1)导向问题原蒸空单臂锤的导向多采用在圆柱杆上对称加工两个平面，靠这两个平面限制锤头转动。大量实践证明，这种结构简单易行，易于加工，且能满足使用要求。为了将双臂锤液压系统和单臂锤的导向系统有机结合起来，我们设计了连接体。该连接体与锤臂的连接方式与原蒸空单臂锤相同，其上端平台安装动力头—类似双臂锤的液压系统；其下部设置导向系统，该导向系统与原锤圆柱两边削扁防转方法一致，即保留了原单臂锤的导向系统。为拆装方便，把导向系统设计成两半开合结构，且只导向不密封。
(2)晃动问题从单臂锤锤身结构看，晃动是其固有缺陷，无法克服。但从多年实践看，这个晃动在允许的限度内，并不影响生产。为了减轻晃动，我们做了两件事，一是尽量减轻系统质量，缩小连缸梁，并合理设置系统部件，二是尽量降低重心，重心降低后，刚性提高，晃动力矩减小，从而减轻晃动。解决了防转和晃动这两个问题之后，单臂锤改造即可以实现。
这种新结构单臂锤有如下特点：
(1)结构简单，加工方便，成本低；
(2)采用原单臂锤导向方式和双臂锤电液驱动原理，结构合理，性能可靠；
(3)削扁锤杆只导向不密封，安全可靠；
(4)重心低，重量轻，晃动小；
(5)操作空间与原单臂锤完全一样；
(6)导向系统做成两半开合结构，维修方便。
三、结语
戚墅堰机车车辆厂750kg单臂锤改为电液锤后，经4个多月考核，完全能满足生产要求。前4个月已生产锻件100多吨，最大锻件34kg。重击频次90次/min，轻击频次150次/min。工作时，眼睛看不出明显晃动。(end)
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(4/24/2007) |
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