[实用新型]快速锻造液压机的钢丝缠绕预应力机架

说明书

技术领域：本实用新型涉及金属自由锻造行业中快速锻造液压机的钢丝缠绕预应力机架。

背景技术：

快锻液压机是60年代发达国家发展起来的一种新型锻压设备，是自由锻造设备的发展方向。用于墩粗、拔长、冲孔、扭转、弯曲、剁切、芯棒拔长等自由锻造工序，完全满足合金工模具钢、合金结构钢、不锈钢等合金钢的自由锻造工艺。由于它的机械化程度高，速度快，又能控制压下量，特别适合于锻造温度范围窄的高合金钢的钢锭开坯。在结构型式上，中小型以下拉式为主，大型以上传动为主。由于快锻液压机较高的锻造频次，其机架的疲劳寿命、强度、刚度直接影响锻件精度和整机的使用寿命，所以快锻液压机机架广泛采用预应力结构。常见典型预应力机架的预紧方式有高强度拉杆螺栓预紧(图3)，用高强度的预紧拉杆螺栓2和螺母5将上梁1、下梁4及柱套3组合成整体机架。这种机架中解决了非预应力机架的立柱受拉伸、弯曲的复杂的受力状态，使拉杆仅受拉应力，柱套受压应力和承受工作载荷时的弯矩，预应力拉杆比非预应力机架中的立柱有较小的应力波动幅值，使机架有较好的抗疲劳寿命。不足是仍然存在螺纹的疲劳破坏，而且在我国现有轧制能力的条件下，快锻液压机预应力机架所用高合金拉杆全部为锻造生产，为提高锻件质量和锻造的可行性，拉杆直径不能设计较大，以提高拉杆的许用应力，大吨位锻造液压机机架预紧力靠增加拉杆数量来实现，所以细长拉杆的锻造难度大，机加工量大，需专用热处理设备，以致生产造价昂贵。近年来，预应力钢丝缠绕技术由于其成熟的理论基础、突出的优点，在各工业领域得到越来越广泛和深入的应用。其疲劳强度好，承载能力高，材料利用率高，设备重量轻，并且从根本上消除了拉紧螺栓预紧方式中由螺纹引起的应力集中疲劳破坏现象。因此研制一种快速锻造液压机的钢丝缠绕预应力机架是急需解决的新课题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种应用钢丝缠绕技术的高强度、高刚度、高疲劳寿命、重量轻的快锻液压机机架，用抗拉强度极高的钢丝将快锻液压机机架中的上、下梁和柱套以合适的缠绕张力、合理的缠绕方式缠绕，组成高强度、高刚度、高疲劳寿命的快速锻造液压机的钢丝缠绕预应力机架。

本实用新型是这样实现的：一种快速锻造液压机的钢丝缠绕预应力机架，由上梁、柱套、下梁、钢丝层组成，上梁与下梁之间用柱套连接，用钢丝在快锻液压机中的上梁、下梁及柱套上缠绕，组成预应力快锻液压机机架。

本实用新型的要点在于它的结构及工作原理。其工作原理是，根据设备允许最大的锻造偏心量和设备公称压力，确定上横梁、下横梁、左右柱套的结构尺寸和整体机架的预紧系数；将上下梁设计成半圆形外侧带凹槽易于实现缠绕的结构，并保证左右柱套与梁之间完全、等面积接触；根据机架的预紧系数和钢丝许用抗拉强度来确定钢丝缠绕的张力、钢丝缠绕层数；缠绕方式分等张力缠绕和变张力缠绕；由于缠绕钢丝有若干层，等张力缠绕时每层钢丝的应力分布不均匀，钢丝层受力情况不合理，故采用变张力缠绕，使钢丝层达到等强度分布，充分发挥钢丝的强度潜力；在变张力缠绕时可用专用缠绕设备或将缠绕层平均分为若干组等张力缠绕的小单元层来近似组合成变张力缠绕层；机架缠绕后的变形是存在的，在缠绕后的机架重量可满足机械加工的条件下，将机架设计成缠绕后整体加工，以确保机架对各部件安装精度的需求；在机架整体缠绕后，要测量上下梁、左右柱套的变形量，如相关配合面的变形较大，需要将其加工或修配平整，保证设备运行的精度。

快速锻造液压机的钢丝缠绕预应力机架与现有技术相比，用高抗拉强度的钢丝代替拉紧螺栓拉杆，从根本上消除了由螺纹的应力集中引起的疲劳破坏，降低了使用的维护成本，由于钢丝有较好的柔性，有较高疲劳寿命，工程中可取较高的预紧系数，这是拉杆螺栓预紧机架难以实现的。这种预应力机架在工作载荷作用时，应力波动幅值较小，机架变形较小，这不仅提高机架的抗疲劳能力，而且对电液控制精度有利，钢丝整体缠绕在上下梁上，柱套承受较大的预紧力，上下梁较大区域为压应力，拉应力区减小，拉应力数值也明显下降，进一步提高了整体机架的承载能力等优点，将广泛地应用于金属自由锻造行业中。

附图说明：

下面结合附图及实例对本实用新型进行详细说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式：

参照附图，一种快速锻造液压机的钢丝缠绕预应力机架，由上梁1、柱套2、下梁3、钢丝层4组成，上梁1与下梁3之间用柱套2连接，用钢丝在快锻液压机中的上梁1、下梁3及柱套2上缠绕，组成预应力快锻液压机机架；根据设备允许最大的锻造偏心量和设备公称压力，确定上横梁、下横梁、左右柱套的结构尺寸和整体机架的预紧系数；将上下梁设计成半圆形外侧带凹槽易于实现缠绕的结构，并保证左右柱套与梁之间完全、等面积接触；根据机架的预紧系数和钢丝许用抗拉强度来确定钢丝缠绕的张力、钢丝缠绕层数；缠绕方式分等张力缠绕和变张力缠绕；由于缠绕钢丝有若干层，等张力缠绕时每层钢丝的应力分布不均匀，钢丝层受力情况不合理，故采用变张力缠绕，使钢丝层达到等强度分布，充分发挥钢丝的强度潜力；在变张力缠绕时可用专用缠绕设备或将缠绕层平均分为若干组等张力缠绕的小单元层来近似组合成变张力缠绕层；机架缠绕后的变形是存在的，在缠绕后的机架重量可满足机械加工的条件下，将机架设计成缠绕后整体加工，以确保机架对各部件安装精度的需求；在机架整体缠绕后，要测量上下梁、左右柱套的变形量，如相关配合面的变形较大，需要将其加工或修配平整，保证设备运行的精度。