CN103008522B - 重型压机c形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法 - Google Patents

重型压机c形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了重型压机C形板夹紧结构及其二次加热精密预紧方法，重型压机C形板夹紧结构包括上十字键和横键体，上十字键和横键体垂直交叉结合构成锲体；还包括四个C形板，C形板A和C形板B互相平行，C形板C和C形板D互相平行，位于上十字键左侧的横键体设置在C形板A和C形板B之间，位于上十字键右侧的横键体设置在C形板C和C形板D之间；2个夹紧梁，其中一个夹紧梁位于C形板A远离上十字键的一侧，另一个夹紧梁位于C形板C远离上十字键的一侧；大拉杆贯穿于上述2个夹紧梁，且大拉杆两端还套设有拉杆螺母；采用二次加热预紧技术对大拉杆可进行精密预紧处理。

Description

重型压机C形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法
技术领域
本发明涉及重型压机的重型压机C形板夹紧结构，具体是指重型压机C形板夹紧结构及其二次加热精密预紧方法。
背景技术
大型模锻压机的C形板是锻压机的重要部件。C形板的安装是整个机架安装的关键点，由于C形板是属于薄壁件、细长并两头偏重的杆件，因此C形板由侧立到竖立翻身过程中控制其变形（指C形板的弹性变形和变形的方向）和控制C形板在翻身过重心过程中产生的冲击和晃动均是C形板安装的难点。
800MN大型模锻压机需加热预紧的大拉杆直径1060mm、长16260mm，单重92吨，螺母单件重8吨，夹紧梁单件重275吨，上十字键组件重475吨。 
上夹紧梁和大拉杆共四件，中间两根大拉杆的预紧力为110000KN，两侧大拉杆的预紧力为95000KN，大拉杆预紧的精度,将直接关系到800MN压机的使用寿命和工作的稳定性,甚至将影响制品的精度，其重要性不可轻视。机架预紧所采用的传统方法是将拉杆加热伸长后,把螺母拧紧,待冷却后,在拉杆内即产生预紧力。电加热的预紧方法,不能迅速直观的反映出预紧力的大小，虽然事先进行许多计算,但在实施预紧的过程中影响因素很多,且不易排除,因而往往达不到预紧要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能便捷使用、可控制住C形板在安装过程中发生变形的C形板二级翻转工装和具体基于该工装的C形板二级翻转方法。
本发明的实现方案如下：重型压机C形板夹紧结构，包括上十字键和横键体，上十字键和横键体垂直交叉结合构成锲体；还包括四个C形板，这四个C形板分别是C形板A、C形板B 、C形板C、C形板D，C形板A和C形板B为一组，C形板C和C形板D为一组， C形板A和C形板B 互相平行，C形板C和C形板D互相平行，位于上十字键左侧的横键体设置在C形板A和C形板B之间，位于上十字键右侧的横键体设置在C形板C和C形板D之间；还包括2个夹紧梁，其中一个夹紧梁位于C形板A远离上十字键的一侧，另一个夹紧梁位于C形板C远离上十字键的一侧；还包括若干大拉杆，所述大拉杆贯穿于上述2个夹紧梁，且大拉杆两端还套设有拉杆螺母。
所述拉杆螺母与夹紧梁之间还设置有垫片。
位于C形板A和C形板C之间的大拉杆均贯穿于上十字键。
基于上述重型压机C形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法， 
包括下列3个阶段，
A阶段，间隙消除阶段：计算给定伸长量，通过加热的方法将垫片与拉杆螺母间的小间隙、垫片与夹紧梁间的小间隙，C形板与夹紧梁间的小间隙、C形板与上十字键间的小间隙消除，
B阶段，拉杆螺母冷紧阶段：待A阶段完成后、拉杆螺母冷却后，旋紧拉杆螺母实现冷紧操作，冷紧操作时，通过使用电子吊秤来控制拉杆螺母的冷紧精度，
C阶段，拉杆螺母热紧阶段：待B阶段完成后，对大拉杆加热，待大拉杆的伸长量超过给定伸长量0.5-1.5mm时，再次重复B阶段操作。
其中，A阶段的具体步骤为：
步骤1，计算消除间隙所需拉杆伸长量l，即计算给定伸长量，
步骤2，按拉杆伸长量l加热位于C形板A和C形板B之间的大拉杆，并旋紧被加热大拉杆的拉杆螺母；
步骤3，待被加热的大拉杆冷却完全，检查无间隙后，旋紧其余大拉杆的拉杆螺母；
步骤4，松开加热大拉杆的拉杆螺母，并重新旋紧；
步骤5，沿上十字键的边缘处采用斜键楔紧，采用千斤顶支撑夹紧梁，防止二次加热时重新产生间隙。
拉杆伸长量l的计算公式为：l=（J1+ J2 +J7+ J8）+（J3 +J4 +J5 +J6）+l 摩 +l＇；
（J1+ J2 +J7+ J8）为垫片分别与拉杆螺母和夹紧梁间的小间隙之和，（J1+ J2 +J7+ J8）的取值范围为：0.1 mm至0.2mm；
（J3 +J4 +J5 +J6）为C形板分别与夹紧梁和上十字键间的小间隙之和；
l摩为克服摩擦力所需拉杆伸长长度；
l＇为不可预知因素以及余量控制伸长长度，l＇的取值范围为1 mm至2mm。
其中，B阶段的具体步骤为：先利用钢丝绳缠绕拉杆螺母数圈，钢丝绳连接电子吊秤，然后使用行车吊着电子吊秤，通过行车钩头上升来旋转拉杆螺母，利用吊称的读数来控制拉伸力量的精度。
其中，C阶段的具体步骤为：包括如下步骤；
1、电加热步骤：采用电加热器对大拉杆采用两端加热的方式同时进行第二次加热预紧，加热温度设定为最高500℃；
2、冷却预紧步骤:当大拉杆的伸长量超过给定伸长量0.5-1.5mm时，采用B阶段操作方法进行冷紧方法旋紧拉杆螺母。
当出现热紧阶段时，采用本预紧监控步骤，预紧监控步骤采用如下方法对整个热紧阶段进行全程监控，
A、测温枪监控大拉杆温度；
B、激光跟踪仪精确测量加热前长度及冷紧后长度；
C、粘贴应变片跟踪监控大拉杆预紧力的变化。
电加热器采用的是JH11B-LGJRQ-60/1/2型加热器。
大拉杆二次加热预紧主要分为三个阶段：
1、          间隙消除阶段，即第一次加热；
2、          拉杆螺母冷紧阶段；
3、          拉杆螺母热紧阶段，即第二次加热。
间隙消除阶段（一次加热）。
800MN压机机架可能产生间隙的地方包括如下间隙：垫片与拉杆螺母的间隙、垫片与夹紧梁间的小间隙，C形板与夹紧梁间隙、C形板与上十字键间隙；其中，J1、J8均表示垫片与拉杆螺母的间隙值， J2 、J7均表示垫片与夹紧梁间的小间隙值，J3 、J6均表示C形板与夹紧梁的间隙值，J4 、J5均表示C形板与十字键的间隙值。其中间隙值J1、J8、 J2 、J7均主要由加工保证，拉杆螺母旋紧后，现场测量数据基本小于0.05mm，主要间隙在C形板两侧，由于机架采用C形板捆绑结构，而C形板属于超薄、细长件，变形不受控制，且上夹紧梁重量大，安装后在30米高空无法从四周进行顶靠，因此间隙值J3 、J6、J4 、J5较大，现场测量总间隙值约为2.5mm，这个间隙值将严重影响预紧精度，一次加热预紧方法可以有效地消除这些间隙，下述中间两根大拉杆是指位于C形板A和C形板B之间的大拉杆，具体步骤如下：
1）          计算消除间隙所需拉杆伸长量：l=（J1+ J2 +J7+ J8）+（J3 +J4 +J5 +J6）+l摩+l＇；
（J1+ J2 +J7+ J8）为垫片分别与拉杆螺母和夹紧梁间的小间隙之和，（J1+ J2 +J7+ J8）的取值范围为：0.1 mm至0.2mm；
（J3 +J4 +J5 +J6）为C形板分别与夹紧梁和上十字键间的小间隙之和；
l摩为克服摩擦力所需拉杆伸长长度；
l＇为不可预知因素以及余量控制伸长长度，l＇的取值范围为1 mm至2mm。
2）          按大拉杆的伸长量l加热中间两根大拉杆，旋紧拉杆螺母；
3）          中间两根大拉杆冷却完全，检查无间隙后旋紧外侧两根大拉杆螺母；
4）          松开中间两根大拉杆螺母，并重新旋紧；
5）          上十字键斜键楔紧，上夹紧梁千斤顶支撑，防止二次加热时重新产生间隙。
至此，一次加热消除间隙工作完成。
拉杆螺母冷紧阶段；
拉杆螺母冷紧阶段，大拉杆长度、应力变化很小，因此不能通过控制拉杆螺母旋转角度或者测量拉杆应力的方法来控制精度。
冷紧精度可通过使用电子吊秤；来控制，具体来说就是在冷紧拉杆螺母时，先利用钢丝绳缠绕拉杆螺母数圈，再连接吊称，然后使用行车吊着吊称，通过行车钩头上升来旋转拉杆螺母，利用吊称的读数来控制拉伸力量的精度。
值得说明的是，拉杆螺母冷紧阶段跟间隙消除阶段的步骤3、4可实现重合，即间隙一次消除到位的话，步骤3、4中的旋转拉杆螺母即可采用精确冷紧螺母方法。
拉杆螺母热紧阶段（二次加热）；                    
拉杆螺母热紧阶段是预紧中最关键的环节，主要分为三个部分，简单介绍如下：电加热过程；件大拉杆采用JH11B-LGJRQ-60/1/2型加热器采用两端加热的方式同时进行第二次加热预紧，加热温度设定为最高500℃。2、冷却预紧过程：拉杆伸长量超过给定伸长量约1mm时，采用上述冷紧方法旋紧拉杆螺母。
预紧监控应贯穿整个热紧阶段，为精确控制预紧力，我们主要采用三种方法对其过程进行全程监控：
A、测温枪监控大拉杆温度；
B、激光跟踪仪精确测量加热前长度及冷紧后长度；
C、粘贴应变片跟踪监控大拉杆预紧力的变化。
本发明的优点在于：系统提出了捆绑式机架结构大拉杆二次加热精密预紧规范；拉杆螺母冷紧力的精密控制；拉杆一次加热消除间隙；重要设备热紧过程多方法监控，实现预紧力精密控制，采用二次加热预紧技术对大拉杆可进行精密预紧处理。
附图说明
图1为重型压机C形板夹紧结构的俯视图。
图2为重型压机C形板夹紧结构侧视图。
图中的标号分别表示为：11、拉杆螺母；12、垫片；13、夹紧梁；14、C形板；15、上十字键；16、大拉杆；在图中，1和8均表示拉杆螺母与垫片之间的间隙，2和7均表示垫片与夹紧梁之间的间隙，3和6均表示夹紧梁与C形板之间的间隙，4和5均表示上十字键与C形板之间的间隙。
具体实施方式
实施例一
如图1、2所示。 
重型压机C形板夹紧结构，包括上十字键15和横键体，上十字键15和横键体垂直交叉结合构成锲体；还包括四个C形板14，这四个C形板14分别是C形板A、C形板B 、C形板C、C形板D，C形板A和C形板B为一组，C形板C和C形板D为一组， C形板A和C形板B 互相平行，C形板C和C形板D互相平行，位于上十字键15左侧的横键体设置在C形板A和C形板B之间，位于上十字键15右侧的横键体设置在C形板C和C形板D之间；还包括2个夹紧梁13，其中一个夹紧梁13位于C形板A远离上十字键15的一侧，另一个夹紧梁13位于C形板C远离上十字键15的一侧；还包括若干大拉杆16，所述大拉杆16贯穿于上述2个夹紧梁13，且大拉杆16两端还套设有拉杆螺母11。
所述拉杆螺母11与夹紧梁13之间还设置有垫片12。
位于C形板A和C形板C之间的大拉杆16均贯穿于上十字键15。
基于上述重型压机C形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法， 
包括下列3个阶段，
A阶段，间隙消除阶段：计算给定伸长量，通过加热的方法将垫片与拉杆螺母间的小间隙、垫片与夹紧梁间的小间隙，C形板与夹紧梁间的小间隙、C形板与上十字键间的小间隙消除，
B阶段，拉杆螺母冷紧阶段：待A阶段完成后、拉杆螺母冷却后，旋紧拉杆螺母实现冷紧操作，冷紧操作时，通过使用电子吊秤来控制拉杆螺母的冷紧精度，
C阶段，拉杆螺母热紧阶段：待B阶段完成后，对大拉杆加热，待大拉杆的伸长量超过给定伸长量0.5-1.5mm时，再次重复B阶段操作。
其中，A阶段的具体步骤为：
步骤1，计算消除间隙所需大拉杆的伸长量l，即计算给定伸长量，
步骤2，按大拉杆的伸长量l加热位于C形板A和C形板B之间的大拉杆，并旋紧被加热大拉杆的拉杆螺母；
步骤3，待被加热的大拉杆冷却完全，检查无间隙后，旋紧其余大拉杆的拉杆螺母；
步骤4，松开加热大拉杆的拉杆螺母，并重新旋紧；
步骤5，沿上十字键的边缘处采用斜键楔紧，采用千斤顶支撑夹紧梁，防止二次加热时重新产生间隙。
拉杆伸长量l的计算公式为：l=（J1+ J2 +J7+ J8）+（J3 +J4 +J5 +J6）+l 摩 +l＇；
（J1+ J2 +J7+ J8）为垫片分别与拉杆螺母和夹紧梁间的小间隙之和，（J1+ J2 +J7+ J8）的取值范围为：0.1 mm至0.2mm；
（J3 +J4 +J5 +J6）为C形板分别与夹紧梁和上十字键间的小间隙之和；
l摩为克服摩擦力所需拉杆伸长长度；
l＇为不可预知因素以及余量控制伸长长度，l＇的取值范围为1 mm至2mm。
其中，B阶段的具体步骤为：先利用钢丝绳缠绕拉杆螺母数圈，钢丝绳连接电子吊秤，然后使用行车吊着电子吊秤，通过行车钩头上升来旋转拉杆螺母，利用吊称的读数来控制拉伸力量的精度。
其中，C阶段的具体步骤为：包括如下步骤；
1、电加热步骤：采用电加热器对大拉杆采用两端加热的方式同时进行第二次加热预紧，加热温度设定为最高500℃；
2、冷却预紧步骤:当大拉杆的伸长量超过给定伸长量1mm时，采用B阶段操作方法进行冷紧方法旋紧拉杆螺母。
当出现热紧步骤时，采用本预紧监控步骤，预紧监控步骤采用如下方法对整个热紧过程进行全程监控；
A、测温枪监控大拉杆温度；
B、激光跟踪仪精确测量加热前长度及冷紧后长度；
C、粘贴应变片跟踪监控大拉杆预紧力的变化。
电加热器采用的JH11B-LGJRQ-60/1/2型加热器。
大拉杆二次加热预紧主要分为三个阶段：
1、         间隙消除阶段，即第一次加热；
2、         拉杆螺母冷紧阶段；
3、         拉杆螺母热紧阶段，即第二次加热。
间隙消除阶段（一次加热）。
800MN压机机架可能产生间隙处祥见图2中的序号1~8，在图中，1和8均表示拉杆螺母与垫片之间的间隙，2和7均表示垫片与夹紧梁之间的间隙，3和6均表示夹紧梁与C形板之间的间隙，4和5均表示上十字键与C形板之间的间隙。在计算时，800MN压机机架可能产生间隙的地方包括如下间隙：垫片与拉杆螺母的间隙、垫片与夹紧梁间的小间隙，C形板与夹紧梁间隙、C形板与上十字键间隙；其中，J1、J8均表示垫片与拉杆螺母的间隙值， J2 、J7均表示垫片与夹紧梁间的小间隙值，J3 、J6均表示C形板与夹紧梁的间隙值，J4 、J5均表示C形板与十字键的间隙值。其中间隙值J1、J8、 J2 、J7均主要由加工保证，拉杆螺母旋紧后，现场测量数据基本小于0.05mm，主要间隙在C形板两侧，由于机架采用C形板捆绑结构，而C形板属于超薄、细长件，变形不受控制，且上夹紧梁重量大，安装后在30米高空无法从四周进行顶靠，因此间隙值J3 、J6、J4 、J5较大，现场测量总间隙值约为2.5mm，这个间隙值将严重影响预紧精度。
一次加热预紧方法可以有效地消除这些间隙，下述中间两根大拉杆是指位于C形板A和C形板B之间的大拉杆，具体步骤如下：
计算消除间隙所需拉杆伸长量：l=（J1+ J2 +J7+ J8）+（J3 +J4 +J5 +J6）+l摩+l＇；
（J1+ J2 +J7+ J8）为垫片分别与拉杆螺母和夹紧梁间的小间隙之和，（J1+ J2 +J7+ J8）的取值范围为：0.1 mm至0.2mm；
（J3 +J4 +J5 +J6）为C形板分别与夹紧梁和上十字键间的小间隙之和；
l摩为克服摩擦力所需拉杆伸长长度；
l＇为不可预知因素以及余量控制伸长长度，l＇的取值范围为1 mm至2mm。
按拉杆伸长量l加热中间两根大拉杆，旋紧拉杆螺母；
中间两根大拉杆冷却完全，检查无间隙后旋紧外侧两根大拉杆螺母；
松开中间两根大拉杆螺母，并重新旋紧；
上十字键斜键楔紧，上夹紧梁千斤顶支撑，防止二次加热时重新产生间隙。
至此，一次加热消除间隙工作完成。
拉杆螺母冷紧阶段；
拉杆螺母冷紧阶段，拉杆长度、应力变化很小，因此不能通过控制拉杆螺母旋转角度或者测量拉杆应力的方法来控制精度。
冷紧精度可通过使用电子吊秤来控制，具体来说就是在冷紧拉杆螺母时，先利用钢丝绳缠绕拉杆螺母数圈，再连接吊称，然后使用行车吊着吊称，通过行车钩头上升来旋转拉杆螺母，利用吊称的读数来控制拉伸力量的精度。
拉杆螺母热紧阶段（二次加热）；拉杆螺母热紧阶段是预紧中最关键的环节，主要分为三个部分，简单介绍如下：
电加热过程；
4件大拉杆采用JH11B-LGJRQ-60/1/2型加热器采用两端加热的方式同时进行第二次加热预紧，加热温度设定为最高500℃；
冷却预紧过程；
大拉杆的伸长量超过给定伸长量0.5-1.5mm时，采用上述冷紧方法旋紧拉杆螺母。
预紧监控；
预紧监控应贯穿整个热紧阶段，为精确控制预紧力，我们主要采用三种方法对其过程进行全程监控：
A、测温枪监控大拉杆温度；
B、激光跟踪仪精确测量加热前长度及冷紧后长度；
C、粘贴应变片跟踪监控拉杆预紧力的变化。
如上所述，则能很好的实现本发明。

Claims (6)

1.重型压机C形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法，其特征在于：包括重型压机C形板夹紧结构，重型压机C形板夹紧结构包括上十字键（15）和横键体，上十字键（15）和横键体垂直交叉结合构成锲体；还包括四个C形板（14），这四个C形板（14）分别是C形板A、C形板B 、C形板C、C形板D，C形板A和C形板B为一组，C形板C和C形板D为一组， C形板A和C形板B 互相平行，C形板C和C形板D互相平行，位于上十字键（15）左侧的横键体设置在C形板A和C形板B之间，位于上十字键（15）右侧的横键体设置在C形板C和C形板D之间；还包括2个夹紧梁（13），其中一个夹紧梁（13）位于C形板A远离上十字键（15）的一侧，另一个夹紧梁（13）位于C形板C远离上十字键（15）的一侧；还包括若干大拉杆（16），所述大拉杆（16）贯穿于上述2个夹紧梁（13），且大拉杆（16）两端还套设有拉杆螺母（11）；所述拉杆螺母（11）与夹紧梁（13）之间还设置有垫片（12）；位于C形板A和C形板C之间的大拉杆（16）均贯穿于上十字键（15）；
包括下列3个阶段，
A阶段，间隙消除阶段：计算给定伸长量，通过加热的方法将垫片与拉杆螺母间的小间隙、垫片与夹紧梁间的小间隙，C形板与夹紧梁间的小间隙、C形板与上十字键间的小间隙消除，
B阶段，拉杆螺母冷紧阶段：待A阶段完成后、拉杆螺母冷却后，旋紧拉杆螺母实现冷紧操作，冷紧操作时，通过使用电子吊秤来控制拉杆螺母的冷紧精度，
C阶段，拉杆螺母热紧阶段：待B阶段完成后，对大拉杆加热，待大拉杆的伸长量超过给定伸长量0.5-1.5mm时，再次重复B阶段操作。
2.根据权利要求1所述的重型压机C形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法，其特征在于：
其中，A阶段的具体步骤为：
步骤1，计算消除间隙所需拉杆伸长量l，即计算给定伸长量，
步骤2，按拉杆伸长量l加热位于C形板A和C形板B之间的大拉杆，并旋紧被加热大拉杆的拉杆螺母；
步骤3，待被加热的大拉杆冷却完全，检查无间隙后，旋紧其余大拉杆的拉杆螺母；
步骤4，松开加热大拉杆的拉杆螺母，并重新旋紧；
步骤5，沿上十字键的边缘处采用斜键楔紧，采用千斤顶支撑夹紧梁。
3.根据权利要求1所述的重型压机C形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法，其特征在于：
其中，B阶段的具体步骤为：先利用钢丝绳缠绕拉杆螺母数圈，钢丝绳连接电子吊秤，然后使用行车吊着电子吊秤，通过行车钩头上升来旋转拉杆螺母，利用吊称的读数来控制拉伸力量的精度。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的重型压机C形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法，其特征在于：
其中，C阶段的具体步骤为：包括如下步骤；
电加热步骤：采用电加热器对大拉杆采用两端加热的方式同时进行第二次加热预紧，加热温度设定为最高500℃；
冷却预紧步骤:
当大拉杆的伸长量超过给定伸长量0.5-1.5mm时，采用B阶段操作方法进行冷紧方法旋紧拉杆螺母。
5.根据权利要求4所述的重型压机C形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法，其特征在于：还包括预紧监控步骤：
当出现热紧阶段时，采用本预紧监控步骤，预紧监控步骤采用如下方法对整个热紧阶段进行全程监控，
测温枪监控大拉杆温度；
激光跟踪仪精确测量加热前长度及冷紧后长度；
粘贴应变片跟踪监控大拉杆预紧力的变化。
6.根据权利要求4所述的重型压机C形板夹紧结构的二次加热精密预紧方法，其特征在于：电加热器采用的是JH11B-LGJRQ-60/1/2型加热器。
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吴道辉等.内外拉杆预紧组合结构预紧力配置规律的研究.《现代制造工程》.2001,(第04期),第116页左栏倒数第8行-第117页左栏倒数第10行、116页图1、117页图2.
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