200T-M锻造操作机系日本三菱公司长崎机工厂制造。是我厂6000吨水压机配套设备。本体外形尺寸为16500×6850×6400mm,重量(不包括其它辅助设备)530吨,是一台能行走的大型锻造机械手,可以夹持80吨重的钢锭,配合水压机进行锻造工序。该设备于1988年10月份交付生产使用,安装时因超过合同期限,日方不再履行义务,故该设备的安装、调试工作都由我厂自己完成。

国内某厂关键设备200 kN锻造操作机在使用过程中出现了油温升高过快的现象,经现场测试发现其系统压力出现了明显异常情况。针对此问题,分析了200 kN锻造操作机工作原理,通过理论计算方法确定了系统压力油走向,进一步研究找到了系统压力异常变化的原因。分析研究结果表明,密封圈损坏导致的缓冲缸内泄漏量增大是引起200 kN锻造操作机系统压力变化的根本原因,而密封圈损坏和缓冲缸密封型式选用不合理有着直接关系。

介绍了锻造操作机常用的液压缓冲装置的结构特点和缓冲原理。根据流量连续性方程和伯努利方程,结合双向缓冲缸与蓄能器的受力变化,得到了双向缓冲缸在任意时刻所受外部载荷的关系式,将液压缓冲装置简化为刚度-阻尼系统,并通过微分求导获得了缓冲装置的动态刚度、动态阻尼的数学模型,再通过Matlab对蓄能器初始充气压力和初始充气容积、缓冲缸行程对缓冲装置刚度的影响,以及缓冲缸油腔环形横截面面积、阻尼孔横截面面积对阻尼的影响进行分析。最后,基于遗传算法对缓冲装置中蓄能器的初始充气容积和初始充气压力进行优化,得到一组Pareto非劣解集,并基于理想解排序方法对Pareto非劣解集进行优化处理,得到最佳的缓冲装置中蓄能器的初始充气压力及初始充气容积的匹配方案。

提出了一种在锻造操作机大车行走系统液压马达进出油口处设置一个联通电磁阀的改进方法,并结合联通电磁阀补偿控制策略,避免了因马达高压腔油压过高对马达造成的损伤,也避免了低压腔真空对马达的破坏,从而实现了主动控制两腔的压力冲击;并通过AMESim仿真平台对该改进方法进行仿真分析及对比论证,进一步了解了联通电磁阀的实时工作状态、马达A/B口的压力变化、大车行走速度和位移的工作曲线以及研究对象的控制机理。结果表明:在马达A/B口设置联通电磁阀,并采用联通电磁阀补偿控制策略后大车行走系统的定位精度更高、稳定性更高,并且减少了液压冲击和气蚀。

基于仿真技术分析锻造操作机制动过程,指出马达出口压力控制是操作机制动控制的关键,采用比例溢流阀控制马达出口侧压力,可解决操作机停车振荡,实现操作机平稳快速停车。利用速度反馈比例控制溢流阀,当比例增益一定时,操作机制动距离与制动瞬时操作机的速度满足二次函数关系。为提高定位精度,引入比例增益补偿系数,并在大量仿真基础上总结了速度反馈比例增益及补偿系数的计算方法。提出基于速度预测的锻造操作机大车定位控制方法,仿真验证

锻造操作机是自动化锻造作业中不可缺少的重要装备之一。以20T载荷全液压锻造操作机为对象,针对其重载、定位精度要求高、惯量大的技术特点,对操作机各执行机构液压控制系统进行设计,包括大车行走系统、夹钳旋转系统、平行升降系统、水平缓冲系统、夹持系统和侧移摆移系统。建立操作机关键控制系统（大车行走系统、夹钳旋转系统）的数学模型,采用模糊PID控制算法,基于Matlab/Simulink和AMESim联合仿真技术仿真研究系统的动态特性,并进行试验验证。结果表明,操作机各液压系统回路设计合理,采用模糊控制策略的大车行走系统和夹钳旋转系统的实时性强、鲁棒性好,实现了操作机平稳、准确、快速控制。

该文利用Pro/E三维软件建立了操作机夹钳回转机构的参数化实体模型通过机构分析得到较为精确的负载参量;基于AMESim建立了夹钳回转系统的仿真模型将负载分析结果代入仿真模型中分析了常锻和快锻两种操作模式时夹钳回转系统的动态特性;仿真结果对于操作机夹钳回转系统的设计具有一定的理论指导意义。

简要介绍有轨锻造操作机的功能,针对它在使用中出现的问题,分析其原因。提出具有节能特点的优化液压系统改造方案。改造后的液压系统在实际使用中达到了很好的效果,为相关类产品设计提供了参考。

作为现代锻造工业中重要的辅助设备锻造操作机具有工作响应速度快、自动化程度高、定位精度高、抗干扰能力强、工作稳定和缓冲性能良好等优点在装备制造业中得到了广泛应用。详细介绍100T/250Tm液压操作机行走驱动液压系统的设计、参数选择以及液压元件的型号确定等方面的内容可为类似设计提供参考。

扩展了锻造操作机整机的能量流模型和能耗计算模型,研究了拔长工艺下锻造操作机液压系统的控制特性和能耗特性,得出了液压系统的能耗分布规律,分析了能量浪费的关键环节,为锻造操作机液压控制系统的优化以及节能控制方法的提出提供指导。研究结果表明,锻造操作机液压系统的能耗特性具有如下特点:夹钳上升和旋转动作的能量传递效率较高,均可达60%以上;大车行走动作的能量传递效率仅为17%;夹钳下降时重力势能几乎全部转化为升降控制阀的节流损失;多执行器不同负载与单压力源不能合理匹配会造成巨大的节流损失。