水壓機(jī)

一、應(yīng)用范圍:

0-300Mpa 液壓試驗(yàn)， 能夠滿足管件，閥門，氣瓶等產(chǎn)品的耐壓、靜壓、爆破性試驗(yàn)。

二、設(shè)備特點(diǎn)

1.增壓泵，可輕松實(shí)現(xiàn)輸出壓力任意可調(diào)、可控，具有可記憶性儀表，記錄瞬間爆破壓力。

2.技術(shù)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。具有體積小、重量輕、外型美觀大方的特點(diǎn)。

3.所有承壓零件都采用國際知名品牌的標(biāo)準(zhǔn)零件，無任何焊接連接，方便拆卸，安全系數(shù)高，壽命長、便于維護(hù)。

4.可以選用手動控制，數(shù)顯壓力表顯示，電腦控制等操作方式。

三、技術(shù)參數(shù)

1.驅(qū)動氣壓范圍:0.1-0.8 Mpa;且輸出壓力和驅(qū)動氣壓成正比。

2.最大耗氣量:0.6Nm3/min

3.壓力測試范圍:0-300Mpa，根據(jù)客戶實(shí)際需求，選擇相對應(yīng)的壓力。

4.工作介質(zhì):水、液壓油、乳化液等。

5.可根據(jù)客戶需求選擇配置便攜式自動記錄儀。

上海重型機(jī)器廠 12000噸自由鍛造水壓機(jī) 江南造船廠、上重研制 1962年6月22日投產(chǎn)

中國第一重型機(jī)器廠 12500噸自由鍛造水壓機(jī) 沈重、一重設(shè)計(jì)制造 1964年12月投產(chǎn)

中國第二重型機(jī)器廠 12000噸自由鍛造水壓機(jī) 捷克斯洛伐克制造 1968年投產(chǎn)

中國第一重型機(jī)器廠 15000噸自由鍛造水壓機(jī) 一重設(shè)計(jì)制造 2006年12月30日投產(chǎn)

中國第二重型機(jī)器廠 16000噸自由鍛造水壓機(jī) 二重設(shè)計(jì)制造 2008年2月21日試生產(chǎn)

上海重型機(jī)器廠 16500噸自由鍛造油壓機(jī) 上重、西重所研制 2009年6月投產(chǎn)

洛陽中信重工 18500噸自由鍛造油壓機(jī) 中信重工、德國威普克研制 在建，2010年投產(chǎn)

重慶西南鋁加工廠 10000噸多向模鍛水壓機(jī) 第二重型機(jī)器廠設(shè)計(jì)制造 1982年3月投產(chǎn)

重慶西南鋁加工廠 30000噸模鍛水壓機(jī) 一重、一機(jī)部機(jī)械研究院研制 1973年9月投產(chǎn)

蘇州昆侖 25000噸模鍛液壓機(jī) 蘇州昆侖、清華大學(xué)研制 在建

西安三角航空科技 40000噸模鍛液壓機(jī) 中冶京唐、清華大學(xué)研制 在建，2010年投產(chǎn)

西安三角航空科技 80000噸模鍛液壓機(jī) 紅原鍛鑄、清華大學(xué)研制 在建，2012年投產(chǎn)

中國第二重型機(jī)器廠 80000噸多向模鍛液壓機(jī) 第二重型機(jī)器廠設(shè)計(jì)制造 在建，2011年投產(chǎn)

長春一汽鍛造 12500噸熱模鍛壓力機(jī) 第二重型機(jī)器廠設(shè)計(jì)制造 2007年投產(chǎn)

十堰二汽 12000噸鍛壓機(jī) 德國EUMUCO公司設(shè)計(jì)制造 1977年投產(chǎn)

洛陽一拖鍛造 12500噸熱模鍛壓力機(jī) 第二重型機(jī)器廠設(shè)計(jì)制造 2008年5月投產(chǎn)

湖北神力鍛造 12500噸熱模鍛壓力機(jī) 俄羅斯進(jìn)口 1994年投產(chǎn)

天津天鍛壓力機(jī) 10000噸等溫鈦合金鍛壓機(jī)天津鍛壓機(jī)床總廠研制 2004年投產(chǎn)

山東叢林集團(tuán) 10000噸油壓雙動鋁擠壓機(jī)上重、西重所研制 2002年7月投產(chǎn)

遼寧忠旺集團(tuán) 12500噸油壓雙動鋁擠壓機(jī)上重、西重所研制 2002年7月投產(chǎn)

重慶西南鋁加工廠 12500噸水壓臥式鋁擠壓機(jī)沈陽重型機(jī)器廠設(shè)計(jì)制造 1971年5月投產(chǎn)

山東兗礦輕合金 15000噸油壓雙動鋁擠壓機(jī)德國西馬克梅爾研制 在建，2011年投產(chǎn)

1961年12月，江南造船廠成功地建成國內(nèi)第一臺12000噸水壓機(jī)，為中國重型機(jī)械工業(yè)填補(bǔ)了一項(xiàng)空白。

由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，電力、冶金、重型機(jī)械和國防工業(yè)都需要大型鍛件，當(dāng)時國內(nèi)只有幾臺中小型水壓機(jī)，根本無法鍛造大型鍛件，所需的大型鍛件只得依賴進(jìn)口。

1958年5月，在中共八屆二中全會上，第一機(jī)械工業(yè)部副部長沈鴻給中共中央主席毛澤東寫了一封信，建議利用上海的技術(shù)力量，自力更生，設(shè)計(jì)制造自己的萬噸水壓機(jī)，徹底改變大型鍛件依賴進(jìn)口的局面。

沈鴻的建議得到毛澤東的支持，并將這封信批給當(dāng)時的總書記鄧小平，很快就把建造萬噸水壓機(jī)的任務(wù)下達(dá)到上海。中共上海市委明確表示:要廠有廠，要人有人，要材料有材料，一定要把萬噸水壓機(jī)搞出來!

經(jīng)過中央有關(guān)部門的研究，決定由沈鴻任總設(shè)計(jì)師、林宗棠任副總設(shè)計(jì)師，組成設(shè)計(jì)班子。萬噸水壓機(jī)安裝在上海閔行重型機(jī)器廠內(nèi)，由江南造船廠承擔(dān)建造任務(wù)。

建造萬噸水壓機(jī)在一無資料、二無經(jīng)驗(yàn)、三無設(shè)備的情況下，總設(shè)計(jì)師沈鴻和副總設(shè)計(jì)師林宗棠帶著設(shè)計(jì)人員，跑遍全國有中小型鍛造水壓機(jī)的工廠，認(rèn)真考察和了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理及性能。用紙片、木板、竹竿、鐵皮、膠泥、沙土等材料做成各種各樣的模型，進(jìn)行反復(fù)比較，廣泛聽取意見，最后確定設(shè)計(jì)方案。

全體設(shè)計(jì)人員尊重科學(xué)，尊重實(shí)踐，決定先將萬噸水壓機(jī)縮小成1/10，造1臺1200噸水壓機(jī)，讓它投入生產(chǎn)，進(jìn)行模擬試驗(yàn)。在1200噸水壓機(jī)的制造過程中，由于沒有鍛造大型鑄鋼件的設(shè)備，因此決定采用"鋼板整體焊接結(jié)構(gòu)"，將"上橫梁、活動橫梁、下橫梁"3座橫梁用多塊鋼板焊接成一個整體。但整體焊接究竟能承受多少壓力，誰也說不清楚，為了確保安全，先造一臺120噸水壓機(jī)作試驗(yàn)。不久，一臺120噸水壓機(jī)制造成功，經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)，壓力增加到430噸，橫梁完好無損，于是當(dāng)即決定12000噸水壓機(jī)3座橫梁采用整體焊接的方案。這是一次工藝改革，不僅使橫梁總重量從原來的1150噸減輕到570噸，同時使機(jī)械加工和裝配工作量也減少了一半以上，為國家節(jié)約了大量資金。

1959年2月，江南造船廠成立萬噸水壓機(jī)工作大隊(duì)，從而拉開了打一場加工制造硬仗的序幕。萬噸水壓機(jī)有兩大特點(diǎn)，一是大和重;機(jī)身高33.65米，機(jī)上有13個特大件，即3座橫梁、4根立柱和6只工作缸。3座橫梁的重量是100~300噸，像一座小山，最重的下橫梁是用100多塊鋼板拼焊成的;4根立柱各長18米，直徑1米，重80噸，就連立柱上的螺絲帽一個就有五六噸重。二是精密:要求加工的零件具有高精度，否則就安裝不起來。要完成萬噸水壓機(jī)的建造任務(wù)，還得闖過"金、木、水、火、電"5個大關(guān)。"金"是金屬切削;"木"是大擺楞木陣，闖過起重運(yùn)輸關(guān);"水"是水壓試驗(yàn)關(guān);"火"是熱處理關(guān);"電"是特大件電渣焊接關(guān)。

首先要過的是"電"關(guān)。萬噸水壓機(jī)的3座橫梁、4根立住和6只工作缸都是采用鑄鋼件焊接來代替整段結(jié)構(gòu)，焊縫厚度一般為80~300毫米，最厚的達(dá)600毫米。如果將全部焊縫折成100毫米厚，它的長度可延伸3公里以上;如果用一般的手工焊，一個電焊工要足足干30年才能焊完。電焊的重?fù)?dān)落在工人工程師唐應(yīng)斌肩上。技術(shù)員宋大有在一本雜志上看到國外有一種"電渣焊"的新技術(shù)，能焊很厚的工件，于是提議試一試。電渣焊研究室很快成立了，唐應(yīng)斌等的試驗(yàn)從1200噸水壓機(jī)的大件開始，失敗一次接連一次，幾次出現(xiàn)漏渣險(xiǎn)象，幾次奮不顧身地堵漏，化險(xiǎn)為夷，經(jīng)過一段時間的模索，全面掌握了這門電渣焊的新技術(shù)，經(jīng)鑒定，萬噸水壓機(jī)的焊縫質(zhì)量完全符合技術(shù)要求，焊縫性能如同原材料一樣好，焊接變形也控制在設(shè)計(jì)要求之內(nèi)。

接著攻克"木"關(guān)。萬噸水壓機(jī)的肢體重，100噸上下的零件12個，50噸左右的零件20余個，最大的部件為300噸。萬噸水壓機(jī)的工地設(shè)在上海重型機(jī)器廠金加工車間，廠房的屋頂剛剛蓋好，里面只有一臺8噸的履帶式起重機(jī)和一些小型千斤頂，靠這幾件工具設(shè)備是不可能把大部件運(yùn)進(jìn)車間的。起重組長魏茂利受到大船下水用滑板涂上牛油把幾千噸重的船體穩(wěn)穩(wěn)推下黃浦江的啟示，建議用同樣方法，鋪下了長長的木滑板，木滑板涂了一層厚厚的牛油，就這樣把一只只上百噸重的零件慢慢地拖進(jìn)了加工車間。

工件進(jìn)車間的難題解決了，而重達(dá)300噸的下橫梁要翻身，沒有能吊300噸重的大吊車，橫梁翻身成了難題。魏茂利想出一個辦法，做兩只6米高的翻身架，在下橫梁兩側(cè)的中心部位各焊上一根軸，裝上鋼絲繩，用四五十只千斤頂，將下橫梁一毫米一毫米地往上頂高至6米高處的翻身架上，然后輕輕地一拉鋼絲繩，300噸重的龐然大物就可自如地轉(zhuǎn)動起來。這一辦法被工人們稱為"螞蟻頂泰山"、"銀絲轉(zhuǎn)昆侖"。

水壓機(jī)的3座橫梁焊接后，必須放進(jìn)爐子里進(jìn)行熱處理，這樣焊接處就不會斷裂。一座長10米、寬8米、高4米的橫梁要熱處理，必須有相應(yīng)的爐子，上海重型機(jī)器廠的領(lǐng)導(dǎo)和工人們經(jīng)過努力，砌成一只長14米、寬11米、高7米的特大型爐子。橫梁熱處理工序是:爐內(nèi)溫度燒到900℃，經(jīng)保溫后，再讓工件逐漸冷卻，但這樣做降溫太慢，于是工人們打破在100℃左右拆爐門的常規(guī)，當(dāng)爐內(nèi)溫度還在400℃就開始拆爐門。第一次整整用了7小時，才把3萬塊耐火磚砌成的爐門拆下;第二次拆爐門時，工人們搞了技術(shù)革新，只化了2小時，第三次拆爐門時，又搞了個機(jī)械化，結(jié)果不到1分鐘就拆完了爐門。經(jīng)過試驗(yàn)測定，3座橫梁順利地通過了"火"關(guān)，質(zhì)量完全符合要求。

攻克了"火"關(guān)，再攻金屬切削關(guān)。3座橫梁金屬切削精密度要求極高，當(dāng)時又沒有10米以上的大刨床，困難自然不少。工人工程師袁章根在技術(shù)人員和工人的配合下，搞技術(shù)革新，用幾臺移動式土銑床直接放在橫梁上加工，并用53把刀盤同時銑削，不但加快了進(jìn)度，而且各刀盤間的接縫處理得非常好，質(zhì)量超過設(shè)計(jì)要求。3座橫梁上各有4個大立柱孔，要求同一直線上不能誤差0.7毫米，廠里沒有大型精密鏜床，袁章根和工人們經(jīng)過研究，采用4根簡易鏜排同時加工。加工開始后，工人們幾天幾夜不離機(jī)床，在精加工最后一刀時，他們扛來幾十斤重的量具，上上下下量了100多次，最后使3座橫梁12個孔累計(jì)誤差只有0.24毫米。金屬切削關(guān)的攻克，為萬噸水壓機(jī)精確安裝奠定了基礎(chǔ)。

1961年12月13日，萬噸水壓機(jī)開始總體安裝，只用了2個月時間。在上海交通大學(xué)和第一機(jī)械工業(yè)部所屬的機(jī)械科學(xué)研究院等單位協(xié)助下，對這個身高20余米，體重千余噸的"巨人"進(jìn)行詳細(xì)的"體驗(yàn)"--應(yīng)力測定試驗(yàn)。"體驗(yàn)"時間用了三四個月，然后開始進(jìn)行超負(fù)荷試驗(yàn)，強(qiáng)攻"水"關(guān)。

在總設(shè)計(jì)師沈鴻的指揮下，高壓水泵發(fā)出嗡嗡的聲響，壓力表的指針緩緩上升:8000噸，正常;10000噸，良好;12000噸，沒問題;16000噸，機(jī)器完好無損。在人們的歡呼聲中，第一臺萬噸水壓機(jī)建造成功了;

這臺萬噸級鍛造水壓機(jī)，從調(diào)研設(shè)計(jì)到投產(chǎn)，歷時4年，其中1年半時間進(jìn)行調(diào)研、設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，2年加工制造，半年時間安裝試車。在建造過程中得到國家領(lǐng)導(dǎo)人的關(guān)心和鼓勵。1959年，國家主席劉少奇視察萬噸水壓機(jī)工地時鼓勵工人們說:"你們大膽干吧，萬一失敗，再有第二臺，第三臺，積累經(jīng)驗(yàn)，將來終會成功的。"1962年，全國人大常委會委員長朱德視察萬噸水壓機(jī)時興奮地說:"這臺機(jī)器制造成功，代表了我國的工業(yè)發(fā)展已達(dá)到一個新的水平。過去，外國人不相信我們能造這樣大的機(jī)器;現(xiàn)在，事實(shí)說明了我們中國人民是有能力的，不僅能造萬噸水壓機(jī)，而且造得好，造得快。"

萬噸水壓機(jī)建成后，為國家電力、冶金、化學(xué)、機(jī)械和國防工業(yè)等部門鍛造了大批特大型鍛件;30多年來，仍在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為社會主義建設(shè)作出了重大的貢獻(xiàn)。

上海江南造船廠于1961年成功地制造了我國第一臺萬噸水壓機(jī)，這臺水壓機(jī)的制造成功，為我國的鍛造事業(yè)跨進(jìn)世界先進(jìn)行列起了重要作用。它是鍛造萬噸巨輪發(fā)動機(jī)主軸、大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸、大型軋鋼機(jī)架、炮管及導(dǎo)彈殼等不可缺少的設(shè)備。水壓機(jī)工作時的優(yōu)點(diǎn)是力量大、施力緩慢均勻、無震動，因此被鍛造的鋼鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)、有韌性、不易斷裂。 工作水來源于相互接通的低壓容器和水箱，其壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)。低壓水進(jìn)入高壓水泵，經(jīng)吸取加壓后進(jìn)入高壓容器。再利用空氣壓縮機(jī)加壓，推動其流入主缸和升降缸，加壓后的水的壓強(qiáng)大約為350個大氣壓(3.5×107帕)。圖6-5所示的情況是主缸柱塞拾起過程的一個瞬時時刻。開停閥是控制水壓機(jī)的工作步驟和開、停機(jī)用的，在左位置時，水壓機(jī)主缸柱塞向下壓鍛件。在右位置時，升降柱塞提起主缸柱塞。在中間位置時，水壓機(jī)停止工作。

水壓機(jī)的工作過程是首先把開停閥手柄放在右邊位置上，這時高壓水通過三通接頭，由管a經(jīng)管b進(jìn)入升降缸，于是高壓水頂起動橫梁和主缸柱塞，主缸中的水被推擠，經(jīng)管C和管d、d′流入低壓容器，再返回水箱。然后搬動開停閥手柄放在左邊位置上，這時高壓水經(jīng)三通接頭由管a和管c進(jìn)入主缸，向下壓柱塞，當(dāng)柱塞下端的上砧接觸鍛件時，水壓機(jī)開始鍛造工作。這時升降缸中的水被推擠，經(jīng)管b和管的d′進(jìn)入低壓容器，再返回水箱。重復(fù)以上過程，就可以對鍛件連續(xù)進(jìn)行鍛造。完成鍛造任務(wù)后，把開停閥手柄再搬到"右"端位置，頂起主缸柱塞，運(yùn)走鍛件后再把開停閥手柄放在"停"的位置，這就封閉了高壓容器流動管1，使水壓機(jī)停止工作，于是完成了一個整工作過程。

水壓機(jī)的工作原理是帕斯卡定律。雖然原理比較簡單，但制造工藝比較復(fù)雜，技術(shù)要求比較嚴(yán)格，屬于大型設(shè)備。它的主機(jī)質(zhì)量為2200多噸，高32米，有40000多個零件。較大組成部件有六個主缸，四個大立柱，三個橫梁。要承擔(dān)這樣的壓重，其基礎(chǔ)要打入地下40多米。

水壓機(jī)的主缸結(jié)構(gòu)是用6個分缸代替一個大主缸，這是為了讓它能產(chǎn)生幾個不同的壓力，同時避免制造工藝上的困難。主缸內(nèi)的水壓強(qiáng)很大，如果用一個大主缸，要求它能產(chǎn)生12000噸(1.2×10^8牛)的壓力，按3.5×10^7帕的壓強(qiáng)(相當(dāng)于350公斤/厘米^2)計(jì)算，需要直徑為2.1米的大缸。對于這樣大的缸，要求承擔(dān)這樣大的壓強(qiáng)，不僅制造技術(shù)上有很大的困難，而且材料強(qiáng)度也很難滿足要求。采用六個分缸，則每個分缸柱塞只要產(chǎn)生2000噸(2×10^7牛)的壓力即可。對于這樣的要求，只用0.83米直徑的缸就可以，這就解決了制造缸的困難，同時又降低了對材料強(qiáng)度的要求。把一個大主缸分為6個分缸，在使用時可以根據(jù)不同的要求，改變使用缸的個數(shù)，分別產(chǎn)生4000噸、8000噸和12000噸的壓力，這樣鍛件既可根據(jù)要求用不同的壓力一次鍛造，又可以采取遞增壓力來鍛造，使鍛造出的工件均勻、密實(shí)。

水壓機(jī)的四根大立柱每根大約高18米，粗1米2，質(zhì)量約90噸，立柱上有幾個5噸的大螺帽。上橫梁、下橫梁及動橫梁每個都有幾百噸。

水壓機(jī)的供水系統(tǒng)是由能產(chǎn)生350公斤/厘米^2(約3.5×10^7帕)的12臺高壓水泵組、16個高壓容器，幾百個高低壓閥門組成。對高壓部分的各種零件要求高度精密，以防高壓水漏出。(漏出的高壓水柱沖力很大，具有很大的破壞性，對建筑、設(shè)備及人身都有危險(xiǎn))水壓機(jī)使用時要求控制準(zhǔn)確。對于這樣的設(shè)備，使用安全是非常重要的。