随着航空装备业的飞速发展和国家节能减排政策的实施,耗能较高的传统型摩擦压力机的使用已越来越受到限制,亟需升级换代或更新改造。
万吨智能电动螺旋压力机通过采用变频智能控制,可实现电机双向旋转、间歇通电,在辅助时间里电机基本不耗电,并能实现多模膛锻造,从而节约能源。为此,青锻公司工程技术人员通过大量理论推导计算与多次模拟试验,消化吸收国外先进技术,成功研制了国产首台最大力为1.6万吨的EPC -8000万吨级重型智能电动螺旋压力机(模型见图1),填补了国内空白,替代了进口,为国家和企业节约了大量资金,提升了国家行业水平和企业的核心竞争力,提升了航空锻件装备水平。
图1
电动压力机主要有直驱式和电-机械传动式两种形式。EP系列直驱式电动压力机是由电机直接驱动的电动压力机,采用了专用低速大转矩伺服型开关磁阻电机,电机直接安装在主机顶部,电机转子是螺旋压力机飞轮的组成部分。这种传动形式是螺旋压力机中最简单的结构形式,优先采用。但这种传动形式对电机性能提出了更高的要求:主要是制造低速大扭矩、大功率的电机比较困难,尤其是功率超过500kW的电机,制造成本将大幅提高。因此,直驱式电动压力机一般在3000t以下优先推广应用。目前青锻公司已先后开发设计了 EP-1 60/315/400/630/800/1000/1600等多种直驱式电动压力机,并已投入研制。
EPC系列电-机械传动式电动压力机通常是由一台、两台或多台电机借助一级齿轮减速机构,驱动飞轮(大齿轮)作双向交替旋转运动。由于采用了多电机驱动,因此可做成大吨位的电动压力机,一般3000t以上的电动压力机常采用这种方案。目前青锻公司已开发设计了EPC-400/630/1000/1600/2000/2500/4000/5000/8000等多种产品,并已投入研制,部分产品已形成批量生产。
最大力为1.6万吨的EPC-8000重型电动螺旋压力机采用两台630kW变频电机通过齿轮驱动飞轮双向旋转。该机已于2012年9月研制成功,并一次性通过了国家质量检测中心的检测验收,现已交付用户中航工业江西景德镇景航铸锻公司使用(见图2 )。
图2
研制背景
节能型数控电动螺旋压力机因其结构简单、抗偏载能力强、操作维护方便、打击能量控制精确、节约能源绿色环保、产品成形精度好、生产效率高等特点,受到国内外工业界的青睐,在国外电动螺旋压力机已属于成熟产品,广泛应用于模锻、切边、校正等精密锻造工艺。在国内,我国最早的第一台1600k N 电动压力机的样机是由青锻公司于20世纪80年代研制,由于当时的电机制造及控制技术尤其是对电网冲击问题比较突出而耽误了发展,国内电动压力机用户只好依赖进口,耗费了大量的外汇。
近几年来,随着我国电机制造及控制技术和电力事业的发展,研制中国电动螺旋压力机的条件已逐步成熟,尤其是变频电机经创新改进后在万吨螺旋压力机上的发明应用,使我国的电动螺旋压力机有了一个跨越性的发展,填补了国内重型电动螺旋压力机的空白,替代了进口。