临高启明吧 关注:75,637贴子:6,693,275

世界最大模锻液压机

只看楼主收藏回复

前段时间发了GE和西门子气轮机的贴,显示了西方的工业实力,不过大家不可对自己枉自菲薄,我们也有许多东西值得骄傲,只有看到自已的不足才能不断进步。


IP属地:辽宁1楼2015-01-29 10:06回复

    1957年至1961年,乌克兰新克拉马托重型机器厂(HKM3),为苏联建造了两台世界最大的7.5万吨级模锻液压机,分别安装在古比雪夫铝厂和上萨尔达钛厂。这两台当时世界最大的巨型机器,总高34.7米,长13.6米,宽13.3米,基础深入地下21.9米,总重20500吨。工作台尺寸16米X3.5米,采用12缸8柱上传动,模具空间净高4.5米,滑块行程2000mm。它们是苏联航空工业体系的国宝级装备,1991年苏联解体后,被俄罗斯继承。该厂现在是俄国最大的钛合金产品制造商——上萨尔达冶金生产联合公司(VSMPO-AVISMA)。
    世界模锻压机发展概况
    巨型模锻液压机是随着航空工业的需要而逐步发展起来的,早在第二次世界大战以前,德国为了发展航空工业,制造战斗机需要的航空铝合金锻件,于1934年研制了7000吨模锻液压机。1938-1944年期间又先后制造了3万吨模锻水压机1台(安装在斯列曼Schloemann公司,现在是SMS集团的一部分)、1.5万吨模锻水压机3台。英国于1937年制造了1.2万吨模锻水压机1台,其他国家都没有万吨模锻水压机。
    1942年第二次世界大战进入白热化后,美国为加速生产战斗机,曾建造百余台中小型模锻水压机,但最大公称压力仅5000吨。由于战时大型航空模锻件供应不足,B-17、B-25、B-29轰炸机在生产中出现很多问题。1945年二战结束以后,美、苏两国意识到大型模锻压机的重要性,于是以战败赔偿为由,从德国拆走了一批万吨级模锻液压机,美国拆走2台15000吨模锻液压机,苏联拆走15000吨及30000吨模锻液压机各一台。这些设备成为美苏两国在冷战时期,制造超大型模锻压机的技术基础。
    1950年,美国开始实施“空军重型压机计划(The Air Force Heavy Press Program)”,由联邦政府出资建造两台世界最大的4.5万吨和两台3.15万吨模锻压机。1955年,美国梅斯塔(MESTA)重型机器厂,为美国铝业(Alcoa)位于俄亥俄州的克利夫兰工厂,建造了一台4.5万吨级模锻水压机,同时联合工程公司又为美国铝业制造了一台3.15万吨模锻液压机。用于生产航空铝合金模锻件。同年,美国最大的航空钛合金部件制造商——威曼·高登(Wyman-Gordon),在马萨诸塞州格拉夫顿锻造厂,也建成了一台4.5万吨级模锻水压机和一台3.15万吨模锻压机,由美国劳威公司(Loewy Construction Company)设计制造,主要用于加工钛合金模锻件、高温合金和钢模锻件。这四台巨型模锻压机,为美国后来的大型客机(如波音747)、大型运输机(如C-5A)、战略轰炸机(如B-1B)和先进战斗机(如F-15、F-16、F-22、F-35),提供了高质量的航空钛/铝合金模锻件,为美国称霸世界航空工业奠定了雄厚基础。堪称美国的“国宝级”装备,它们如果出现问题,整个美国航空制造业就会瘫痪。2011年,美国铝业为承揽F-35战斗机锻件合同,耗资1.1亿美元对4.5万吨模锻压机进行了翻新。
    1951年,苏联将从德国斯列曼公司拆回来的30000吨级模锻水压机,安装在卡敏斯克铝厂,用于生产铝合金模锻件。1957年至1961年,乌克兰新克拉马托重型机器厂(HKM3),为苏联建造了两台世界最大的7.5万吨级模锻水压机,分别安装在古比雪夫铝厂和上萨尔达钛厂。古比雪夫铝厂建于1954年,1960年7月5日投产,是苏联最大的铝合金加工厂,苏联解体后改名为萨马拉冶金厂,2005年被美国铝业收购。上萨尔达钛厂(ВСМПО)始建于1933年,是苏联第一个航空铝合金冶金厂,二战期间搬迁至上萨尔达,是战时苏联战机铝材的主要制造商,战后发展为苏联最大的航空钛合金加工厂。苏联建造的这两台巨型机器,成为其重工业实力的象征。这种当时世界最大的巨型机器,总高34.7米,长13.6米,宽13.3米,基础深入地下21.9米,总重20500吨。工作台尺寸16米X3.5米,模具空间净高4.5米,滑块行程2000mm。1961-1964年,苏联还在乌拉尔重机厂(Y3TM)、新克拉马托重机厂、新西伯利亚重机厂又各自制造1台30000吨模锻液压机。在这期间HKM3还制造了1台15000吨模锻液压机。
    法国在二战期间由于被德国占领,失去了发展航空工业的机会。二战后,法国于1953年分别在伊索公司和Crcout-Loire公司,建造了两台2万吨级模锻水压机,用于制造航空铝合金锻件。1976年,法国奥伯杜瓦(Aubet&Duval)特钢公司,向乌克兰新克拉马托重型机器厂(HKM3),购买了一台6.5万吨模锻水压机,用于生产钛合金模锻件和航空铝合金模锻件。2005年,法国奥伯杜瓦公司,又从德国辛北尔康普集团(Siempelkamp,1883年成立),订购了一台4万吨级模锻液压机。但是受限于加工能力,欧洲空中客车公司制造A380大型客机时,用的起落架钛合金构件,仍然需要送到俄罗斯的7.5万吨级模锻机上去加工。A380客机的两个6轮三轴小车式主起落架,承重超过590吨,要求寿命达到60000个起落架次;采用Ti-1023钛合金锻造,长度达4.255米,重达3210公斤。这是目前世界最重的航空钛合金模锻件。


    IP属地:辽宁5楼2015-01-29 10:11
    回复

      2010年3月24日,德阳二重8万吨模锻压机活动横梁中梁5包合浇现场,二重集团浇铸有史以来最大的铸钢件,调集758吨钢水。(魏炜摄)
      如何建造世界最大的巨型液压机
      8万吨模锻压机属于世界极限装备,很多达到了人类工业能力的极限水平。如压机的活动横梁中梁,重达450吨,需要用758吨钢水浇铸;最长的单个零件长达36米,最厚的筒形锻件壁厚达700毫米,最厚的焊接件厚度达550毫米。如何将图纸上的上万个零部件制造出来,对二重提出极高的技术挑战。
      2008年9月28日,二重集团重型装备股份公司,与集团总公司签订8万吨模锻压机供货合同,负责锻机设备制造安装工程。2008年12月25日,二重集团研制的8万吨级模锻液压机,30多件铸钢件浇铸模型正式投产,标志着8万吨压机进入制造阶段。这台巨型压机光是三大铸钢件,就需要浇铸2000多吨钢水,加工后净重达1351吨。主要部件下梁、中梁、上十字键上部、活动横梁中梁的铸件模型制作难度大,工艺复杂,质量要求高。需要经过撞制砂型,修型、干燥、制作盖箱等多达几十道工序的造型环节。仅铸件的浇注系统冒口模型就创造了模型史上最大、最重的纪录。二重集团采用计算机反复模拟浇注凝固实验以确保浇注成功。
      2009年4月30日凌晨3点,二重集团铸造厂铸钢车间造型现场大跨西30米地坑,8万吨液压机开始浇铸第一件铸钢件——下固定梁中梁。该部件长8070mm,宽度4070mm,高度2225mm,重达395吨。二重组织了693吨钢水,采用5包一次合浇成功。为确保成功,二重制作了1500吨静压48小时的加固硬砂床保证底床强度,多达3层的1000吨压铁科学分布在数百个背点,三次补浇后派专人看守132小时,以确保万无一失。相隔近4个月后,8月25日,二重又成功浇铸了第二片下固定梁中梁。
      2009年11月16日,河南舞阳钢铁公司为德阳8万吨压机,研制的390mm电渣重熔特厚调质钢板如期交货。这批80块20MnNiMo特厚钢板,主要用于制造8万吨压机机架,总重量达到2348吨。该钢板内部结构致密度、纯洁度、机械性能及平直度等各项标准要求极高。由于钢板大单重、大厚度,其表面质量、性能合格率、探伤合格率极难保证,生产难度极大。
      2010年2月24日,德阳二重锻造厂热处理车间,8万吨压机的固定拉杆一次性调质淬火成功。该拉杆长14200mm,直径550mm,是加工长度最长、直径最小的产品,其细长形状不仅造成淬火出炉上端部温度偏低,而且造成淬火中变形量不易控制,给产品质量的保证工作提出了挑战。
      2010年3月24日22时45分,二重集团浇铸有史以来最大的铸钢件——8万吨压机活动横梁中梁(加工后重量450吨)。此次浇铸所需钢水重达758吨,仅第一次五包钢水合浇就达609吨,需要80吨电炉和60吨电炉连续冶炼提供钢水。整个活动横梁为“II”型箱形结构,分布有10个拉杆孔、4个铸造工艺孔及中间穿孔部分,对铸造砂箱造型、及钢水分布有极高要求。整个浇铸工作从当天凌晨3时30分电炉送电开始,一直持续了19个小时。
      2010年4月16日,德阳二重大型模锻压机厂房钢结构主体工程进入收尾阶段。该厂房总面积1.013万平方米,有基坑、炉子间、高压泵站、变电所辅助用房等组成。厂房钢结构立柱高达46米,重达80余吨。配置两台300吨级厂房起重机,单片梁重120吨,离地高度36米。负责施工的中机一建公司,用两台履带式起重机完成了吊装任务。
      2010年6月30日,8万吨压机的下十字键,在二重锻造厂水压机车间锻造成功。该部件形状不规则,截面超大(2200×2300mm),重达165吨,用290吨级钢锭锻制。为锻造分厂生产史上最大矩形截面锻件,生产难度很大。锻造分厂技术科与水压机相关人员及时提出解决措施,确保了锻件的顺利生产。随着两个下十字键的成功投料,8万吨压机的大型锻件制造工作进入尾声。2010年8月,世界最大的8万吨模锻水压机核心部件——5个主工作液压缸柱塞,在二重集团德阳万力重型机械公司的外圆磨床上,磨削加工外圆。
      2011年2月19日,二重重装公司召开董事会,审议通过8万吨压机安装设备议案。2011年5月15日,二重8万吨模锻车间厂房,各施工单位举行总装誓师大会,标志着这台世界最大的模锻压机,正式进入主体安装阶段。该机设备总重达两万多吨,有众多百吨级超大超限部件,对于翻身、运输、吊装、装配工作提出了极高要求。经过长达一年的总装工作。2012年4月1日,二重8万吨级模锻水压机,首次投料试车。整个调试工作已经进入尾声,预计2013年4月投产。
      该机建造成功,标志我国装备制造业整体水平进一步提升,实现了锻造产品从高端产品向世界顶级产品的跨越,关键大型锻件受制于外国的时代彻底结束,成为我国国民经济特别是装备制造业和维护国家安全不可缺少的重要战略装备。8万吨模锻压机与激光快速成型(3D打印)技术取得突破,将为中国航空工业发展,插上腾飞的翅膀。


      IP属地:辽宁8楼2015-01-29 10:13
      回复

        1861年9月(清咸丰11年),德国克虏伯公司(Krupp)在埃森工厂,建成当时世界最大的50吨级蒸汽锤,绰号弗里茨(Fritz)。这种巨型机器就是一国重工业实力的象征。1811年老克虏伯在埃森市创建了一家铁工厂,只有7名员工,制造蒸汽机和火车用的耐压铁罐。1826年,老克虏伯病死,14岁的阿尔弗雷德·克虏伯子承父业,展开了克虏伯波澜壮阔的历史。在他的领导下,1847年转产枪炮军械,1851年在伦敦世博会展出了世界最大的钢锭(4300磅),及世界第一个无缝钢火车轮毂。普法战争中,克虏伯成为德意志的“帝国兵工厂”。晚清时期承接了清政府大量军工订单,到1887年已有2.1万员工,成为世界第一大兵工厂。这台蒸汽锤运行至1911年,那一年清朝正好灭亡。


        IP属地:辽宁9楼2015-01-29 10:14
        回复

          1893-1895年期间,也就是中日甲午战争前后。美国卡内基钢铁公司,在宾夕法尼亚州匹兹堡的Homestead钢铁厂,工人用10000吨级自由锻水压机,锻造90吨级钢锭。这是世界上最早投入使用的一批万吨自由锻水压机,主要用于制造巡洋舰舰炮、装甲钢板等大型军工锻件。他们是美国舰船制造能力超过英国的基础,美国海军力量开始赶超英国。B. L. H. Dabbs拍摄。【1894年,美国超越英国,成为世界第一大工业国,但工业技术领域仍落后于欧洲。】


          IP属地:辽宁11楼2015-01-29 10:16
          回复

            1945年,美国联合(Consolidated)飞机公司,在得克萨斯州的沃斯堡(Fort Worth)工厂生产的TB-32重型训练轰炸机。由于波音B-29的成功,TB-32只在沃斯堡生产了40架,战争便已经结束。超过1500架B-32订单,只生产了75架,其后全部封存拆毁。1934年成立的联合飞机公司,在1975年改名为联合技术公司(UTC),旗下员工22万人,拥有西科斯基、开利空调、普惠发动机、奥的斯电梯等子公司。沃斯堡是美国最重要的航空工业基地之一,现在是F-16、F-35战斗机的总装厂。当美国已经成为世界航空工业霸主时,那时的中国能造什么呢?


            IP属地:辽宁12楼2015-01-29 10:16
            收起回复

              1954年前后,美国梅斯塔(MESTA)公司为美国铝业制造45000吨模锻水压机的照片。直径达1米的8根巨型立柱,要用重达270吨的合金钢锭,经3000吨级自由锻水压机锻造成型,再经巨型镗床进行精加工。


              IP属地:辽宁17楼2015-01-29 10:22
              回复

                1954年前后,美国梅斯塔(MESTA)公司为美国铝业制造的45000吨模锻水压机。直径达1米的8根巨型合金钢立柱,要用重型镗床加工出10英寸(0.254米)的螺丝孔,用于锁定重达两吨的顶盖螺帽。


                IP属地:辽宁18楼2015-01-29 10:23
                回复

                  1954年前后,美国梅斯塔(MESTA)公司为美国铝业制造的45000吨模锻水压机液压系统,装备有四个每平方英寸4500磅(32MPa)压力的储罐,每个储罐由重达195吨的合金钢锭锻造焊接而成。(家用液化气钢瓶耐压为2.1MPa)


                  IP属地:辽宁19楼2015-01-29 10:24
                  回复

                    1954年前后,美国梅斯塔(MESTA)公司为美国铝业制造的45000吨模锻水压机。这块活动横梁铸钢件重达657吨。对于钢水冶炼和砂箱铸型均提出苛刻要求。在钢铁工业全面衰败破产的情况下,现在美国应该已经没有企业能铸造如此巨大的铸钢件了。


                    IP属地:辽宁20楼2015-01-29 10:24
                    回复

                      1954年前后,美国 梅斯塔(MESTA)公司为美国铝业制造的45000吨模锻水压机。照片为技术人员正在对重达上百吨的固定横梁铸件,检查制造精度。要借助于250吨级以上的厂房行车,才能对这些重型锻件进行搬运翻身。


                      IP属地:辽宁21楼2015-01-29 10:25
                      回复

                        照片为美国铝业(Alcoa)公司位于俄亥俄州的克利夫兰工厂,用于制造F-15战斗机后机身发动机段隔舱框架的钛合金胚料。这些高强度材料,将在4.5万吨模锻压机的巨大作用力下,被锻制成F-15战机坚固的机身组件。


                        IP属地:辽宁23楼2015-01-29 10:26
                        回复

                          照片为锻制成型后的钛合金组件,F-15战斗机上的钛合金部件占整机重量的27%,每架大概需要3.5吨钛件。美国总共制造了约1300架F-15,所需钛合金模锻件数量约4500吨。这些关系国家命脉的零部件,绝非用金钱能够衡量。美国在军事工业上投注的庞大资源,极大推动了美国基础科学研究,及整体科研水平和产业水平的提高。当美英国家向外大力鼓吹“自由市场经济”时,美国的电子、航空、航天、石化、军工、材料、医药、金融产业,有哪个是能脱离美国政府大力扶植的?


                          IP属地:辽宁24楼2015-01-29 10:28
                          收起回复

                            美国铝业位于俄亥俄州克利夫兰工厂的45000吨模锻水压机。1955年由梅斯塔(MESTA)公司制造。美铝计划在2011年前投资1.1亿美元对其翻新,用于制造F-35战斗机零部件。


                            IP属地:辽宁27楼2015-01-29 10:30
                            回复

                              2011年, 美国铝业(Alcoa)公司为了承揽F-35战斗机钛/铝合金模锻件订单,决定投资1.1亿美元,对俄亥俄州的克利夫兰工厂,在1955年建成的45000吨模锻压机进行翻新。照片为2012年4月27日完成翻新后的样子。在激光快速成型(3D打印)技术还不成熟的情况下,这些巨型机器美国人至少还要再用几十年。


                              IP属地:辽宁28楼2015-01-29 10:30
                              回复