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应用电液锤技术改造蒸、空锻锤

发布者:admin 浏览次数:1754 发布日期:2011-4-20 11:03:33
改造后的电液锤装置
案例分析概述 
    中国一拖集团承德曲轴连杆有限公司是生产拖拉机、汽车、空压机、内燃机曲轴连杆的专业化公司,属国家大型 企业,年产量达40万件。该公司锻造分厂是其主要生产单位,主要生产单缸曲轴和连杆毛坯,现有锻锤四台,其中蒸、空两用三吨模锻锤一台,蒸、空两用一吨模锻锤两台,蒸、空两用一吨自由锻锤一台。锻造曲轴连杆时,用自由锻开坯,用模锻锤成型。四台锻锤的动力由4台空压机(4L-20/8型)提供,由于动力供应方式及设备、运行等诸方面原因,能耗较高,锻件成本居高不下。因此锻造设备及系统存在着急需改造的必要性。
    为了节能降耗,降低生产成本,该公司决定先对一台一吨蒸、空两用模锻锤进行了改造,使其成为电液锤,该项目于1998年12月完成。改造后,取得了非常显著的节能效果。并由于打击能量足而提高了锻件质量及成品率,打击频次提高而提高了劳动生产率。
 案例研究目的 
    通过对实际项目的监测、研究,着重从理论、应用、经济效益及市场潜力等方面分析应用电液锤技术改造蒸、空锻锤的可行性及实际效果,为类似项目作示范。 
  项目总投资 

    项目改造总投资为24万元
  节能效果 

    电液锤改造完成并投入使用后,年综合节能效益13.41万元。其中:年节约电量20.9万kwh,价值12.5万元(电价以0.6元/kwh计),折年减排CO2220吨;减少设备维修和提高成品率费用0.9万元。 
  投资回收期 

    项目投资回收期为1.8年
  适用对象 

    任何使用蒸、空锻锤的用户,均可应用电液锤技术对其进行改造,并可取得显著的节能效果。 
 案例源企业 
    中国一拖集团承德曲轴连杆有限公司
  监测单位 

    黑龙江省节能监测中心
电液锤技术 
    我国目前锻造行业的主导设备仍以蒸、空锻锤为主,据统计现役锻锤有2300台左右。这些设备大部分为五、六十年代制造,普遍存在着结构落后,设备老化,能源利用率低的情况。而且设备使用时污染比较严重,工人的工作环境很差。因此利用电液锤技术对蒸、空锻锤进行改造,已越来越受到锻造厂家的重视。
图一 液压系统图
    电液锤是一种新型的锻造设备,它可以利用现有设备进行改造,改造所需投资较少;且具有高效、节能、简化动力设备和改善工作环境等特点,能够完成并满足蒸、空锻锤实现的各种动作和锻造工艺。电液锤驱动头工作原理如图1所示,简单讲就是液压蓄能、气体膨胀和自重作功。当回程时,泵及蓄能器来的高压油克服锤头落下系统的自重、锤杆活塞上腔的气压和磨擦力提升锤头,同时将活塞上腔的气体压缩蓄能;打击时,锤杆活塞下腔的高压油瞬间卸载,靠活塞上腔的气体膨胀及锤头落下系统的自重向下形成打击。在打击过程中泵输出的油进入蓄能器,当蓄能器油面上升到一定位置,电控卸荷阀给先导卸荷阀发讯使泵低压卸荷(当锤头静止超过几秒钟时,主泵也转为低压卸荷)。当蓄能器的油面降到一定位置,电控卸荷阀给先导卸荷阀发讯,主泵即转入高压进油状态。司锤工通过操纵手柄控制组合阀阀芯的位置,即可控制快放阀的启闭状态,从而实现锤头的打击、回程、慢上、慢下、中位、急收等工艺动作。
    蒸、空锻锤改电液锤其特点是用电液锤动力头来替代原蒸汽锤或空气锤的汽(气)缸,原锤的锤体和基础都保持动,这样不仅可将老设备升级为电液锤,使工厂达到节能、减少污染、改善环境、降低劳动强度的目的,而且可大大节省工厂设备改造费用,使老设备焕发新的生命活力。 
 系统安装 
    承德曲轴连杆有限公司 1998年12月由石家庄煤矿机械有限公司对其一台一吨蒸、空两用模锻锤进行了改造,使其成为电液锤。改造主要内容是对蒸、空锻锤的驱动部分进行改造,取消原有动力供应系统,去掉原蒸、空锤的汽(气)缸,保留原锤的基础和锤体,最大限度地减少投资。新增加电液锤驱动头主要由驱动头、液压和电控柜三大部分组成,动力头是电液锤的打击部件,泵站为其提供动力,电控柜进行逻辑控制。动力头包括主箱体、主操纵阀、蓄能器、氮气罐等;液压站包括油箱、电控卸荷阀、齿轮油泵及配用电机、先导卸荷阀、油过滤装置、冷却器等,其中主油泵电机一台,功率为37KW,冷却电机一台,功率为3KW。 
改造后系统运行情况 
    空气锤改造为电液锤后,技术性能达到原空气锤的额定性能,且打击能量加大,不仅节能效果好,而且提高了产品质量和劳动生产率。 
  项目监测情况 
    承德曲轴连杆有限公司能源管理比较完善,为我们提供了比较详尽的数据及资料。我们在现场对改造前后锻锤进行了统计、测试、计算及校验,得出如下结论:
图二 累计节电量(CUSUM)图
    ①98年1—12月为改造前,99年1~10月为改造后情况,由于设备安装后第一个月为调试期能耗有所上升,运行稳定后能耗逐月下降,至99年10月累积节电量174169kWh(如图2),年节电量为209003 kWh(电价按0.6元/ kWh计算),年节电效益12.54万元,维护费及提高成品率费用0.87万元,年综合效益为13.41万元。
    ②空气锤改为电液锤后,技术性能保持原空气锤性能不变,且打击能量加大,因而避免了空气锤因空气压力不稳定而影响产品质量问题。 
    ③电液锤系统稳定,工艺性好,操作方便灵活,现在有电即能打锤,避免了原空气锤跟气生产的状况,提高了劳动生产率。
    ④蒸、空汽锻锤改造为电液锤项目的投资回收期与产量直接相关,本项目的回收期为1.8年。目前国内锻造设备中还有很多以蒸汽为动力的蒸汽锻锤,与空气锤相比,蒸汽锤的动力费用比空气锤高,因此蒸汽锤改为电液锤节能效果更好,投资回收期更短。
推广潜力
     目前,我国锻造生产的主要设备仍是蒸、空锻锤,根据中国锻造协会统计,现役蒸、空锻锤有2300台左右,这些设备大多属于五、六十年代制造的设备,随着工业和科学技术的发展,蒸、空锻锤能源利用率低,对环境污染日趋严重等缺点变得尤为突出,用电液锤技术改造蒸、空锻锤已势在必行。蒸空两用锻锤的能源利用率很低,一般为1~5%,用电液驱动头代替蒸、空驱动部分后,能源利用率可提高至20%左右。因利用原有设备进行改造,所需投资较低,具有高效、节能、简化动力设备和改善工作环境等特点,能够完成原蒸、空锻锤上实现的各种动作和锻造工艺,因而市场潜力非常大,前景广阔。 
案例源企业的评价
中国一拖集团承德曲轴连杆有限公司全景 
    我们公司是生产曲轴连杆的专业化公司,空气锻锤是我们公司的主要生产设备,由于运行时存在一定问题,能耗较高,锻件成本居高不下。为节能降耗,降低生产成本,我公司将一台一吨空气模锻锤改成电液锤。改造后,通过一年的生产考核,该电液锤各项性能指标都超过改造前,主要体现在以下几个方面:
     一、节能:我公司改造前锻造时需同时开四台20m3空压机,改造后只需开两至三台即可,由此而节约能源。
     二、提高产品质量:由于改造后打击能量达到额定能量且稳定,因此产品质量提高,避免了原空气锤因气压不足及不稳定而影响产品质量问题。
     三、提高劳动生产率:由于改造前空压机设老化、故障率高、汽压不足,严重制约生产;改造后电液锤有电即可打锤。
    所以,我们认为电液锤技术节能效果非常好,我公司也充分尝到了蒸、空锻改电液锤的甜头。
中国一拖集团承德曲轴连杆有限公司总经理 范士义
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