大型挤压机耐压试验的试验过程

杨支超，王春伟，刘丹丹

（太重天津滨海重型机械有限公司 技术科，天津 300450）

大型挤压机耐压试验的试验过程

杨支超，王春伟，刘丹丹

（太重天津滨海重型机械有限公司 技术科，天津 300450）

利用铝板、铝垫、闷头、实心柱塞、挤压筒内衬、试压垫、手动千斤顶、调整垫片等工装工具，将我公司生产制造的世界最大的225MN单动卧式铝挤压机在33MPa下成功进行耐压试验。试验后，各处密封均无泄漏情况，各接触面良好，满足装配调试精度要求，达到了良好的效果。

挤压机；耐压试验；密封；工装工具

挤压技术的发展促进了车辆、船舶、航空、航天、建筑、通信传输、精密电子等行业领域的应用，挤压机制造成为世界工业发展趋势，也逐渐成为我国工业发展的主流设备之一。225MN单动卧式铝挤压机是基于当前国内外挤压机的技术发展水平而设计制造的，是具有国际先进水平的最大卧式挤压机。该压机采用新式结构，由油泵直接传动产生挤压力，主要适用于铝及铝合金型材、棒材的挤压加工。该压机装配及调试难度大，对整机的各项技术要求和外观质量要求较高，尤其是整机耐压试验，通过利用各种工装工具，经过反复试验，最终完成了设备耐压试验，满足了产品生产使用要求。

1 整机结构

225MN单动卧式铝挤压机是由预应力框架、主工作缸、侧缸、挤压梁装置、挤压筒装置、挤压筒锁紧缸、移动模架装置、主剪装置、快换装置、下导向架装置、模内剪等部件构成。整机受力框架采用先进的预应力框架，由前梁和后梁、叠板式“T”形钩头拉杆、压套组成一个封闭的预应力组合框架。采用专用液压预紧工具对叠板式拉杆全长施加超压拉力负荷，同时对压套施加应力，从而使整个框架处于应力预紧状态。在工作载荷下，压套仍有残余应力，从而保证压套与前后梁无间隙。预紧后机架整体性强，刚度好。为调整方便，在前梁、后梁设有千斤顶顶起位置并带有若干液压千斤顶，以方便前后梁精度调整。本体装配后外形尺寸16305×15803× 25270，总重量3034.6t，装配前不仅要考虑装配场地地基承载能力及场地面积，还要考虑方箱支撑位置和数量，以及各大型零件的组装顺序及调试精度的压力试验。如图1所示为225MN单动卧式铝挤压机整体装配结构。

图1 整机装配结构

2 耐压试验

2.1 试验前准备

由于我公司生产制造的225MN挤压机的外形结构大，耐压试验压力达33MPa，如按常规压机进行耐压试验，使用的工装工具长度及承受的压力无法满足要求。根据整机结构特点，重新设计工装结构，如图2所示。

图2 工装设计方案

根据工装设计方案，分别采购ø1500×200铝板和ø800×200加工两端面，根据车间现有材料，加工制作ø1400×200闷头、挤压筒内衬及1020×1040× 3100锻件。

2.2 试验方案

2.2.1 方案一

将ø1500×200铝板、ø1400×200闷头、挤压筒内衬放在产品模座中，并将ø1500×200铝板靠住前梁承压垫，用行车吊住1020×1040×3100锻件，一端靠住挤压筒内衬端面。为节约耐压试验用油量，利用产品挤压筒和挤压杆，并在挤压杆前端装入固定挤压垫，为保护固定挤压垫，在固定挤压垫前端放入ø800×200铝垫，通过车间工艺试车泵对主缸供油，铝垫一端顶住锻件一端，并按5MPa、10MPa、15MPa逐步升压，当压力到达20MPa时，从设备中发出巨大响声，为保护产品零件，及时进行释放压力，如图3所示。

图3 耐压试验方案一

2.2.2 方案二

将ø1500×200铝板、ø1400×200闷头、挤压筒内衬放在产品模座中，并将ø1500×200铝板靠住前梁承压垫，用行车吊住1020×1040×3100锻件，一端靠住挤压筒内衬端面。为保护产品零件，拆去挤压筒和固定挤压垫，只使用产品挤压杆，前端装入固定挤压垫，为保护固定挤压垫，在固定挤压垫前端放入ø800×200铝垫，通过车间工艺试车泵对主缸供油，铝垫一端顶住锻件一端，并按5MPa、10MPa、15MPa逐步升压，当压力到达26MPa时，ø800×200铝垫开始胀裂，压力无法达到耐压要求，及时进行释放压力处理，如图4所示。

图4 耐压试验方案二

2.2.3 方案三

由于铝垫无法满足耐压试验，经讨论，决定不用铝垫和产品挤压杆进行试压，利用车间现有工装挤压筒内衬和试压垫，制作假挤压杆。同时利用产品压机的实心柱塞（材质42CrMo）当作强压工具进行试压。由于试压柱塞规格为ø1680×5050，重86t，根据装配现场实际情况，主柱塞、挤压筒在起始位置时，挤压筒外壳距前梁内端面6140，主剪支架固定在前梁上，距前梁内端面2895，所以从立柱上面放入实心柱塞空间远远不够（只有3245）。如从立柱侧面放入实心柱塞，挤压筒外壳距模座端面距离为4120，空间也远远不够。将ø1500×200铝板和ø1400×200闷头放在产品模座中，并将实心柱塞一端放入模座中，顶住闷头，一端使用450t行车吊住，利用模座移动及450t行车倒换绳子，将5050长的试压柱塞成功放入前梁与挤压筒外壳之间。假挤压杆规格ø1100×2100，重15t。由于450t行车已吊住实心柱塞，如用其他行车无法靠近（行车间间距近5000），如用倒链吊住假挤压杆，强压过程中挤压筒外壳前后移动，无法固定倒链。为了固定假挤压杆，在加工假挤压杆过程中，将假挤压杆两对边尺寸分别加工成1120和1126，这样放入挤压梁大齿圈（尺寸1128）中，既保证装配方便，又保证利用1126两边卡住大齿圈，防止假挤压杆脱落，通过手动千斤顶和调整垫片调整假挤压杆中心。通过车间工艺试车泵对主缸供油，将假挤压杆一端顶住锻件一端，并按5MPa、10MPa、15MPa逐步升压，最终压力达31.5MPa，并在33MPa下保压5分钟，满足设备试压要求。试压后，各处密封均无泄漏情况，各接触面良好，满足装配调试精度要求，达到了良好效果，如图5所示。

图5 耐压试验方案三

3 结论

通过利用各种工装工具及产品零件，将我公司生产制造的世界最大的225MN单动卧式铝挤压机进行耐压试验。经几次试压试验后，最终达到设备耐压试验要求，满足装配调试精度及产品使用要求，达到了良好的效果。通过此方法不仅实现了大型挤压机耐压试验要求，而且节省了装配时间，使产品生产计划顺利完成，也为公司今后生产制造大型挤压机奠定了基础。

[1]魏 军.金属挤压机[M].北京：化学工业出版社，2006.

[2]机械工业标准化技术委员会.机械工艺工装标准汇编[M].北京：中国标准出版社，2007.

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[5]TZL 901.1-2002，自制金属材料标准[S].

[6]TZW 9016-2002，液压机工作缸、柱塞超声波检测方法及验收标准[S].

Procedure for pressure test of large extruder

YANG Zhichao,WANG Chunwei,LIU Dandan
（Technology Department,Taiyuan Tianjin Binhai Heavy Industry Co.,Ltd.,Tianjin 300450,China）

By use of tooling such as aluminum plate,aluminum pads,bulkhead,solid plunger,extrusion cylinder liner,pressure test pad,manual jacks and the adjusting shim,the pressure test has been successfully conducted under 33MPa to the world's largest 225MN single horizontal aluminum extrusion press.After the test,there is no leakage of the seal and each contact surface is good,which can meet the requirements of assembly accuracy and achieve good effect.

Extrusion press;Pressure test;Tooling;Seal

TG375

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.01.014

1672-0121（2017）01-0058-03

2016-06-29；

2016-09-06

杨支超（1986-），男，工程师，从事机械设计及其自动化研发。E-mail：yang-zhichao@163.com