大型锻造压机与国产大飞机
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国产重型锻造液压机跻身国际先进行列多年来,在国外发达国家多方封锁状况下,我国重型机械设计、制造领域广大科研工作者经过艰难攻关和自主创新,成功地研制开发出15000吨以上液压机,从而满足了我国经济发展对大型铸锻件的加工需求。
而且,无论是大型水压机或者是大型自由锻造油压机,从吨位与工艺技术方面,不少环节超过国际先进水平,跻身国际重型锻造液压机设计、制造先进行列。
大型锻造液压机国产化发展迅猛自由锻造液压机是以高压液体(油、乳化液等)传送工作压力的锻压机械。
自由锻造液压机按传动形式分为泵直接传动和泵-蓄势器传动。
按工作介质分主要有两种,采用乳化液的一般称为水压机,采用液压油的称为油压机。
在自由锻造压机中,水压机一般采用水泵蓄势器传动,油压机采用油泵直接传动。
液压机从结构上易得到较大的总压力、工作空间和行程,并能够在任意位置发出最大的工作力,易得到较大的锻造深度,适合大锻件的锻造。
目前,全世界万吨以上的自由锻造液压机约30多台。
水泵蓄势器传动最大吨位为150MN水压机,油泵直接传动最大吨位为165MN自由锻造油压机。
我国拥有万吨级以上自由锻造水压机5台、油压机1台,拟建或正建的万吨级以上自由锻造压机不少于4台,全部为油压机。
从全球自由锻造液压机发展情况看:1859年~1861年出现了第一批用于金属加工的液压机。
由于液压机与锻锤相比具有很多优点,因此发展很快,1893年便建成第一台12000吨自由锻造水压机,使大钢锭的锻造由锻锤过渡到使用锻造水压机,5吨以上的大型自由锻锤逐渐被淘汰。
随着工业革命的进一步发展,经济发展对锻压设备提出了新的要求,如自动化生产、高锻造次数和锻件厚度尺寸精确控制等。
通过对自由锻造压机增加锻件尺寸控制,增加辅机,由微机控制,使压机与操作机进行联动来提高劳动生产率、减轻工人劳动强度,是自由锻造工艺的一大突破。
英国和联邦德国首先在油压机上成功实现厚度控制和液压机与操作机联动。
于是,各国开始专注于自由锻造液压机的开发,近年来国外设计或制造的自由锻造液压机均为液压机。
大型锻件-行业深度解析根据中国锻压协会对大型铸锻件的定义,大型锻件是指通过1000吨以上液压机、5吨以上自由锻锤锻造生产的自由锻件及由6000吨以上热模锻设备、10吨以上模锻锤生产的锻件。
产品综合性能要求高、工艺复杂、多为特殊定制,主要用于制造重大装备的关键和重要部件,如汽轮机主轴和转子、船用锻件和冶金轧辊等。
目录1 大型锻件行业定义及分类1. 1.1 大型锻件行业定义2. 1.2 大型锻件产品分类2 大型锻件行业政策环境分析1. 2.1 大型锻件行业管理体制2. 2.2 大型锻件相关发展规划3 大型锻件行业发展状况分析4 大型锻件行业国内领先企业5 大型锻件行业五力竞争模型分析1. 5.1 行业内部竞争格局分析2. 5.2 行业对上游议价能力分析3. 5.3 行业对下游议价能力分析4. 5.4 行业新进入者威胁分析5. 5.5 行业替代威胁分析大型锻件行业定义及分类大型锻件行业定义根据中国锻压协会对大型铸锻件的定义,大型锻件是指通过1000吨以上液压机、5吨以上自由锻锤锻造生产的自由锻件及由6000吨以上热模锻设备、10吨以上模锻锤生产的锻件。
产品综合性能要求高、工艺复杂、多为特殊定制,主要用于制造重大装备的关键和重要部件,如汽轮机主轴和转子、船用锻件和冶金轧辊等。
大型锻件分为大型模锻件、大型自由锻件、环件和大口径厚壁无缝管件。
使用1000吨以上自由锻液压机或3吨以上自由锻锤生产的自由锻件为大型自由锻件。
6000吨以上模锻压力机、8000吨以上模锻液压机或10吨以上模锻锤生产的模锻件为大型模锻件。
大型锻件对内部质量要求严格,生产技术难度较大。
大型锻件行业是将废钢、生铁及合金材料通过熔炼、锻造、热处理、机械加工工序将其制成与相关产业配套的关键重要部件产品的制造行业。
大型锻件产品分类大型锻件在重型机械设备,冶金业中的轧钢设备,电力工业中的发电设备,兵器与航空航天工业,石油、化工、舰船制造、机车车辆等装备中广泛使用。
我国建世界最大模锻压机的必要性大型模锻压机主要用于铝合金、钛合金、高温合金、粉末合金等难变形材料进行热模锻和等温超塑性成形。
其锻造特点是可通过大的压力、长的保压时间、慢的变形速度来改善变形材料的致密度,用细化材料晶粒来提高锻件的综合性能,提高整个锻件的变形匀称性,使难变形材料和简单结构锻件通过等温锻造和超塑性变形来满意设计要求,可节省材料40%,达到机加工量少或近净型目标。
等温模锻液压机是航空、航天、宇航及其他重要机械生产重要锻件的关键设备。
为提高航空产品的整体性能,大型模锻件在航空锻件中所占比例及单件尺寸越来越大。
对于飞机主承力框、梁等整体构件,美国、俄罗斯、法国等主要航空大国都采纳4.5~7.5万吨大型模锻压机进行加工。
而我国现有的模锻压机吨位较小,工艺比较落后,框梁等航空模锻件大多采纳焊接结构,无法实现整体化,不能完全满意大型飞机对综合性能、牢靠性和寿命的要求。
二重是我国大型航空模锻件的重要生产基地之一,有30多年的材料讨论和生产阅历,先后为我国航空工业供应了40余万件航空模锻件,产品掩盖了全部国产机型。
此次投资建设的大型模锻压机建设项目,可解决航空等工业大型整体结构件毛坯制造的瓶颈,促进大型模锻件制造技术的消化、汲取和创新,为我国大型飞机的研制制造条件,同时满意机械制造、石油、化工、动力等民用行业对大型模锻件产品的需求。
项目的实施,对转变我国大型模锻件依靠进口、受制于人的被动局面,实现大型模锻产品的自主制造,具有重要的战略意义。
一、经济建设和国防建设需要大型模锻压机由于高温合金、高强度合金钢以及钛合金的飞速进展与应用,以及航空、航天、核能工业中所需要的主要构件向大型整体模锻和精密模锻的方向进展,我国目前有很多原来需要多向模锻的产品,由于没有手段只能改为铸造或自由锻,或者进口。
我国迫切需要工作压力在5~8万吨范围的大型模锻压机来加工这类材质的锻件。
据调查结果表明,黑色模锻件的产量只能满意全国需要量的60%左右。
世界最先进的185MN自由锻造油压机将在中国建来源:数控机床网 作者:数控车床 栏目:行业动态 中信重机公司与德国威普克-潘克公司(Wepuko Hydraulik-Pahnke Engineering)于2007年2月8日在洛阳市签订了联合制造目前世界上锻造力最大的185MN(一万八千五百吨力)的自由锻造油压机机组的合同,现在全面设计已在具有75年发展历史并研发创造了世界上先进的锻造压机的德国威普克-潘克公司全面开展。
预计双方合作努力,在2008年底完成这台世界顶级重型锻压设备的制造、安装、调试和投产。
185 MN自由锻造油压机机组的建造在中国乃至世界自由锻造史上都具有划时代意义。
它不仅为重机、石化、核能、国防科技、航空航宇的现代发展夯实了更加强大的根基,而且为新的二十一世纪中国重工业的快速发展创造了更充分的条件。
这台被世界锻造行业誉为“世界自由锻造王国的一顶皇冠”的现代化锻造设备具有什么样的规模和特色?能够锻造多大的钢锭年产量又是多少?根据目前收集到的数据,简介如下: 自由锻造力世界最大:这台设备地上高度有20米;地下深度7.5米;移动工作台长宽为13x5.4米;净空距8.5米;动梁行程达4.2米;整机重量达4000多吨的钢铁巨人,它的镦粗力达185MN (18,500 tf)。
这是世界上有史以来已建造过的20多台万吨力级中最大者。
初步估算,可以锻造600吨钢锭(或更大)。
在市场条件具备、配套设施齐全、正常三班工作时年生产能力预计可达15~20万吨锻件。
它将让中国在短短的几年内登上世界自由锻造业的顶峰。
这台现代化巨型自由锻造压机采用世界上最先进的本体结构:受力最好的三大梁、双矩形立柱、上传动、多拉杆预应力框架及可调式精确平面导向系统,使主机抗弯、抗疲劳和稳定性大大提高。
在频繁锻造过程中始终保证砧具间的平行性,实现大型锻件尺寸精度控制(在1米直径锻件精度达到±2mm)的精确锻造。
世界第一?8万吨模锻机启动世界第一 8万吨模锻机启动(2012-12-16 13:08:42)转载▼标签:厚度左右压力分类:新闻时评机器厂第一次杂谈世界第一 8万吨模锻机启动今年可谓中国大型模锻压机研制和装备的关键年。
由中国二重自主设计制造的8万吨大型模锻压机创下多项世界纪录,预计下月就将进入正式生产阶段。
今年3月31日,由中国中冶所属中国二十二冶集团有限公司承包制造、清华大学机械工程系设计的西安三角航空科技有限责任公司4万吨航空模锻液压机一次性热试成功。
大型模锻压机是以军事需求为主、军民兼用的多功能重型模锻压机,同时也机械制造行业中的关键设备,是衡量一个国家制造水平和能力的重要标志之一,尤其是对于锻造能力超过10万吨的机械设备更是如此。
有人把大型模锻压机的工作原理形象地比喻为揉面机,只不过揉的是钢铁,而且像“压月饼”一样精密。
它是生产大型锻件特别是大型航空锻件的必备装备。
在8万吨模锻压机诞生之前,我国还没有4万吨级以上的大型模锻压机,此前世界上拥有4万吨级以上大型模锻压机的国家只有美、俄、法3国,最高吨级为7.5万吨。
中国二重制造的世界最大模锻压机二重制造的世界最大8万吨模锻压机进入精调阶段几天前,获2010年度国家最高科学技术奖的两院院士师昌绪,向中国第二重型机械集团公司发来专电,密切关注一座“大压机”的进展。
“大压机”确实大——地上27米、地下15米,机身总高42米,相当于十几层楼房的高度。
12月11日,由我国自主设计、研发、安装、使用的世界“重装之王”8万吨大型模锻压机在四川德阳中国二重已进入精调阶段,目前已试验生产出10余种可应用于航空航天等重要领域的大型模锻件。
预计明年1月,这台被誉为“挑战当今人类机械工程极限制造能力”的巨型机器将进入正式生产阶段。
这台机器创下了多项“世界第一”,还牵引出众多巨大的产业机遇。
8万吨模锻压机项目的常务副总指挥、中国二重副总工程师陈晓慈表示,由大压机带来的航空模锻件机械加工等后续产业必将辐射出去,形成全新航空构件机械加工产业集群,四川的航空航天产业链条将因此而更加完整。
国宝级战略装备——世界最⼤模锻液压机 2015年11⽉2⽇,中国⼤客机C919正式下线,未来还要研制更⼤的C929客机,⽽打造这些⼤型飞机就要靠下⾯这些国宝级装备。
世界最⼤模锻液压机,在四川德阳中国第⼆重型机械集团⽣产。
这台8万吨级模锻液压机,地上⾼27⽶、地下15⽶,总⾼42⽶,设备总重2.2万吨。
巨型模锻液压机,是象征重⼯业实⼒的国宝级战略装备,世界上能研制的国家屈指可数。
⽬前世界上拥有4万吨级以上模锻压机的国家,只有中国、美国、俄国和法国。
其中美国在1955年前后建造了两台当时世界最⼤的4.5万吨模锻⽔压机,⼀直⽤到现在。
2001年,美国加州舒尔茨(Shultz)钢⼚,⼜建造了⼀台4万吨级模锻压机。
苏联在1961年前后建造了两台7.5万吨级的巨型模锻⽔压机。
法国在1976年向苏联购买了⼀台6.5万吨级模锻⽔压机,⼜在2005年与德国合作研制了⼀台4万吨级模锻压机。
中国在1973年建成第⼀台3万吨级模锻压机后,停滞了将近40年。
直⾄近两年爆发式地研制了多台巨型压机。
在2012年建成的就有3万吨(昆仑重⼯)、4万吨(三⾓航空)、8万吨(德阳⼆重)模锻压机各⼀台。
其中8万吨级压机,⼀举打破了前苏联保持了51年的世界纪录。
⼆重集团,⽤世界最⼤的1.6万吨级⾃由锻造⽔压机,成功锻造出CPR1000核电机组1150MW半转速汽轮发电机转⼦。
该转⼦直径2050毫⽶,总长16400毫⽶,⽑坯重310吨,采⽤国内第⼀⽀实重560吨特⼤型钢锭锻制。
110万千⽡以上级核电机组特⼤型半速整锻转⼦,是当前世界⼤型锻件和极限制造领域⾼难产品,以前全世界只有⽇本制钢所(JSW)⼀家能够⽣产。
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。
从C919看国产“大飞机”的产业前景除已投用的8万吨大压机外,中国的10万吨及16万吨超级大压机也已在研。
其一旦投用,即意味着中国重工业尤其是航空制造能力,将从“领先”进入“逆天”的境界。
从这个意义上讲,中国的“大飞机”之路显然后劲更强———尽管目前还只是个“偏科生”。
11月2日,国产“大飞机”C919正式下线。
不过,从新机的子系统供应商名录来看,当前整机国产化率还不太高,仅约50%左右,主要大件为机身和机翼。
在一般人看来,难免会觉得“国产大飞机”的成色不足,至少是“国产”的成色不足———敢情不就是一“壳子”两“翅膀”吗?不过事实果真如此么?我们且来看看造这一“壳子”两“翅膀”,更确切地讲是设计整机空气动力学外形,以及制造高技术指标的机身大梁和框架,又需要一套什么档次的产研体系。
众所周知,大飞机的研制要涉及气动、材料、制造、飞控等诸多产研学科。
如从气动和飞控设计来讲,就需要大量的风洞数据支持。
不过得益于冷战时期的国防建设需要,中国在风洞这一块长期以来都是不弱的。
弱项主要在于材料和工业制造水平的低下———以首架国产大型喷气式客机“运十”为例,该机于1980年9月26日首飞成功,但仅试飞170小时即被停飞,很大程度上与当时国内没有加工大型构件所必需的大型模锻压机有关。
当时仅有的万吨级水压机不具备大件整体锻压成型的能力,故“运十”的大梁等承力大件只能通过分锻小件组合拼装,最终造成结构超重和机体疲劳寿命缩短。
尽管该机的国产化率据说超过96%(仅发动机为进口的普惠JT3D),但由于连起码的产业门槛都没有跨越,所以整机性能和可靠性都较低。
商用则安全和经营风险太大,军用又解决不了配套发动机(军机用发动机进口受限),故最终只得“下马”。
从工业制造的角度来说,现代大型客机中有大量的铝、钛合金部件需要以超大型模锻液压机进行锻压,所以大压机的数量和工况指标,也是一国重工业、尤其是航空制造业水平的标志性门槛。
截止至2012年,全球(不含中国)拥有四万吨级以上的超大型模锻液压机,仅美国(两台4.5万吨),法国(6万吨及4万吨各一台),俄罗斯(前苏留下的两台7.5万吨)以及瑞典(8万吨一台)等五个国家,总共七台。
国产大飞机系列报告之一:大飞机机体结构和制造流程解析国防军工2022年5月14日,编号为B-001J的C919大飞机从浦东机场第4跑道起飞,于9时54分安全降落,C919大飞机首次飞行试验圆满完成。
这意味着,国产大飞机C919即将实现交付,进入商业化运营阶段。
我们将围绕国产大飞机的机体结构与制造流程、应用材料、机载设备、航空发动机和市场空间等问题发布系列研究报告。
本篇报告重点探讨大飞机的机体结构和制造流程。
►C919性能优异,或将逐步替代波音737MAX、空客A320neo系列,市场空间巨大。
C919具有后发优势,在整体设计上采用的先进技术更多,绝大部分性能指标与波音737、空客A320持平,且价格更为实惠(C919报价0.99亿美元,后两者报价均在1亿美元以上),性价比更高。
据中国商飞官网统计,C919的国内外客户达到28家,订单总数达到815架。
可以认为,C919已逐步开始对波音、空客单通道飞机的替代过程。
预计随着首批C919顺利交付,国航和南航等国内航空公司也将陆续引进C919。
未来20年,我国对类似C919这类窄体客机的需求量为每年平均300架左右。
假设未来C919在国内能够达到三分之一的市占率,则C919飞机年平均交付量有望达到100架,对我国航空工业带来约68%的增量。
►C919研制成功意味着我国民机技术实现集群式突破,整个民机产业链将显著受益。
大飞机是现代高新科技的高度集成,涉及新材料、现代制造、先进动力、电子信息、自动控制、计算机等众多领域,而飞机制造是战略地位突出、发展机遇巨大、带动效应极强的高端装备行业。
根据美国兰德智库研究,大飞机研制及其核心技术衍射到相关产业,可以达到1∶15的带动效应。
C919的出现意味着我国具备了研制一款现代干线飞机的核心能力。
我国由此实现了民机技术集群式突破,形成了大型客机发展核心能力。
C919商业化将推动我国民用航空制造业技术进步与产业结构的升级换代。
大型锻造压机与国产大飞机近日,人民日报发表文章称目前世界上最大的、由中国二重自主设计制造的大型模锻压机进入主体设备的安装阶段,一经投入使用,我国大型模锻件资源长期受制于人的局面将彻底改变,将为我国航空事业的发展提供强有力的支撑。
现代锻造工艺与大型液压机什么是锻造?以古剑为例,剑身密集的纹路就是锻造留下的痕迹。
锻刀需要将金属坯经过上百次的反复折叠、锤打,这一过程中刀坯金属料内部结成细小均匀的结晶组织,使刀剑获得更高的强度等机械性能。
锻造是当今工业重要的加工手段锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有特定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
锻造是一种非常古老的金属加工工艺,从远古时代起人类就开始通过锻造工艺来制造金属刀剑,以及通过锻造来改变金属的性质。
金属零件经过锻造方法热加工变形后,由于金属的变形和再结晶,原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等缺陷得到了压实和焊合,组织变得更加紧密,提高了金属零件的塑性和力学性能。
同时锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使得锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,具有更好的力学性能和更长的使用寿命。
所以,锻造零件的机械性能一般优于同样材料的铸造、轧制零件。
机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制板材、型材或焊接件外,多采用锻件。
在现代工业中,锻造作为一种古老工艺不但没有趋于衰亡,而是历久弥新,在各种复杂环境下工作的金属部件很多都通过锻造制造。
而高、精、尖的工业、交通和军用产品,更是必须大量使用锻造部件才可以满足苛刻的需求,如核电站的蒸汽发生器、压力容器,发电站汽轮机组的叶片、大型发电机转子,航空发动机的涡轮盘和涡轮叶片,飞机的主梁、隔框和起落架支柱等,都必须采用锻造。
这其中有些零件体积大、结构复杂、受力条件苛刻,必须使用锻造力特别大的锻造设备才能加工,这也就是大型液压机的用武之地。
美国宾夕法尼亚州伯利恒的莱赫重型锻造公司已有100多年历史的自由锻造水压机,目前还在使用。
这台10000吨水压机可锻造270吨,直径3.3米的钢锭。
现代锻造技术的基础:大型液压机液压机是一种以液体为工作介质,根据帕斯卡原理制成的用于传递能量以实现各种工艺的机器。
液压机一般由本机(主机)、动力系统及液压控制系统三部分组成。
根据工作介质不同可以分为水压机和油压机,以水基液体为工作介质的称为水压机,以油为工作介质的称为油压机。
液压机的规格一般用公称工作力(千牛)或公称吨位(吨)表示。
锻造用液压机多是水压机,吨位较高。
但是水压机存在容易泄露和压力不平稳问题,油压机压力平稳容易控制物品变形速度,更适合加工精密锻件。
锻造根据成型时金属流动方式分为模锻和自由锻两种,模锻是金属在近似封闭的模型中整体成型,常用于大批量锻件生产。
由于金属在模锻过程中整体流动,因此要求设备能力较大,比如,一个解放车发动机的六拐曲轴的模锻需要12500吨压力机,若是尺寸再大,例如飞机上的模锻件则需要3万吨甚至8万吨压力机才能实现。
自由锻造则是局部变形,通过压力机上下砧座和相关附具,将金属逐步锻打成需要的形状,常用于小批量和大型锻件生产。
例如汽轮机转子、大型支撑辊、船用大型曲轴、核电中的压力壳、蒸发器、接管段等等。
这些大型锻件无法用模锻的方法生产,只能在自由锻造压力机上实现。
一般常说的万吨水压机主要指自由锻造水压机。
1795年,英国人J-布拉默应用帕斯卡原理发明了水压机,用于打包、压榨植物油等。
到19世纪中期,英国开始把水压机用于锻造,水压机遂逐渐取代了超大型蒸汽锻锤。
到19世纪末,美国制成12000吨级自由锻造水压机。
此后,全世界先后制造20余台1万吨级的自由锻造水压机。
40年代,德国制成18000吨级的巨型模锻水压机,此后全世界先后制成18000吨以上的模锻水压机数十台。
我国大型锻造业历史和需求中国第一台国产万吨级水压机——沈阳重型机械厂为一重型机器厂制造的1.2万吨级水压机,1964年12月投产。
从日本战败赔偿品开始起步在1934之前,我国是没有大型金属件锻造工业的。
1934年,日本殖民者在我国东北开始安装2000吨和4000吨级自由锻液压机,这是我国现代金属锻造工业真正的起点。
1945年日本战败投降以后,向我国赔偿了一批锻造设备,有1000吨、1200吨、2000吨自由锻水压机各1台、3000吨自由锻水压机2台,5吨蒸汽锤2台,以及3吨以下蒸汽锤约5台。
这些设备一直存放在几个省市的仓库中锈蚀。
建国后,1953年首先将日本赔偿散存在鞍山的2万吨自由锻水压机修复,在沈阳重机厂安装投产,这是我国第一家生产大型锻件的企业,通过对日本赔偿水压机的修配工作,沈阳重机厂还成为了我国能设计制造锻造水压机的第一家企业。
1953~1957年我国进入第一个5年计划,在苏联援建的几个企业中,有800吨、1200吨、2000吨、3000吨、6000吨自由锻水压机约8台。
为了改变我国重型机械工业的不利局面,1958年8月,中央正式批准研制两台1.2万吨级水压机,其中一台安装在第一重型机器厂,以沈阳重型机器厂和第一重型机器厂为主设计制造,由二机部副部长刘鼎负责组织实施。
另一台安装在上海重型机器厂水压机车间,以江南造船厂为主设计制造,由煤炭工业部副部长沈鸿负责组织实施。
1962年6月22日,上海江南造船厂经过4年努力制造的1.2万吨自由锻造水压机,在上海重型机器厂试车成功,并投入试生产,能够锻造几十吨重的高级合金钢锭和300吨重的普通钢锭。
它的成功,标志着我国重型机械的制造进入了一个新的历史阶段。
在之后,1971年我国在西南铝业公司安装了3万吨模锻水压机,这也是我国目前投入使用的最大型液压机。
美国古德里奇公司依靠俄罗斯7.5万吨水压机加工成的A380客机主起落架。
美国最大的锻压机只有5万吨级,无法满足加工A380主起落架坯料的技术需求。
我国锻造能力落后曾长期制约核电、航空产业提升目前,世界上拥有4万吨级以上模锻压机的国家只有美、俄、法3国,其中美国拥有5万吨级的4台,法国拥有6.5万吨级的1台,俄罗斯拥有7.5万吨级的2台。
大压机是建造大型飞机所需部件必不可少的设备。
据业内人士介绍,在世界大型客机市场上,空中客车公司之所以能够后来居上,生产出A380客机,一个重要因素就是它在大型锻件生产上寻求到了俄罗斯的帮助,A380起落架的成型,就是在俄罗斯7.5万吨压力机上完成的。
在零部件加工能力上的这种差异,成为波音与空客竞争的重要因素之一。
我国当前在液压机的吨位上与世界领先国家有相当巨大的差距,在过去我国长期只有12000吨级别自由锻水压机和3万吨模锻水压机,缺乏特大型锻压机和大型油压锻造部件,无法锻造100万千瓦级核反应堆的压力容器、大型涡扇发动机的粉末冶金大直径涡轮盘等,核电等设备长期依赖进口,而航空用零件只能用其他办法代替。
比如西南铝业使用包套锻造方法在水压机上锻造本应由油压机锻造的太行发动机双性能涡轮盘,产量低、质量波动大,成本也有大幅增加。
特别是90年代以来,早期的大型自由锻水压机进入寿命后期,故障增多、锻造能力下降,严重影响了产品生产。
2002年2月18日晚上,第一重型机器厂的12000吨水压机在锻造30万千瓦低压转子时,一根立柱发生裂断,需要进行大规模的修复才能恢复生产;上海重型机械厂12000吨水压机在90年代锻造能力下降,经过修复后才恢复使用;第二重型机器厂的10000吨捷克产自由锻水压机进入90年代后老化严重,基本失去生产能力。
近年来,我国的三代核电、大型运输机和先进航空发动机等工程的实施更是使得我国的锻压产业面临巨大的考验,现有的设备和技术能力无法保证设备制造,提升锻压行业装备水平成了刻不容缓的目标。
A350的机身结构剖视图,现代大型飞机的的主梁、大跨度复杂隔框和起落架支柱等承力部件都是依靠锻压机来进行毛坯的制造的。
夭折的中国运10客机,由于当年锻造能力薄弱,运10被迫使用多段较短的承力结构相连充当主梁。
虽然运10成功试飞,但这种设计是无法达到商用标准的。
我国近年大型锻造设备发展呈井喷态势正在锻造中的三峡升船机螺母柱毛坯。
该项目加工成功标志着国内大型锻造件实现了批量加工。
鉴于我国国民经济发展对于重型锻造设备需求的不断增加,增加大型锻造设备成为了必然,在这个情况下,富拉尔基第一重型机器厂、德阳第二重型机器厂和上海电气集团上海重型机械厂等传统重型设备制造商纷纷开始设备更新计划,而中信重工等新兴企业的步伐也不落后。
自由锻造水压机首先取得突破2002年12000吨水压机立柱裂断事故发生后,第一重型机械厂决定投资1.5亿元,新建一台当时世界最大的1.5万吨自由锻造水压机,并于2006年12月30日建成投产,使钢,加工能力由300吨跃升到600吨。
利用这台自由锻水压机,一重制造了世界上有史以来最大的铸锻件——出口韩国的大型5米轧钢机机架,铸造重量超过560吨,精加工后的成品重量超过410吨。
捷克造水压机失效后,2005年10月,第二重型机器厂决定自行设计建造一台当时世界最大的16000吨自由锻造水压机,并于2008年2月21日试生产,使得二重成功制造出我国首套1000兆瓦核电半速转子、成为我国唯一一家全套供应70万千瓦级三峡水利发电机铸锻件企业,今年开年,二重再次取得一系列突破性成就:钢锭重达550吨至600吨的核电常规岛超大型1100兆瓦核电半速转子在中国二重已形成批量制造能力,在世界核电常规岛极限制造领域实现了历史性“一跃”;作为国家级科研课题1400兆瓦核电半速转子的研制正在中国二重加紧开发,工艺方案制订的难关实现突破;三峡升船机螺母柱、埋件研制取得重大突破,螺母柱、埋件实现了批量供货,螺母柱的安装检测在国内首次运用了摄影测量技术。
中国第二重型机械集团公司安装中的8万吨级多向模锻水压机。
建成后将用于加工今年正式投产国产大型军用运输机的部件毛坯。
世界最大模锻水压机今年建成2006年,第二重型机器厂投资18个亿,开始研制专题导语里提到的8万吨级大型多向模锻水压机。
这部世界最大的模锻水压机按计划会在今年上半年安装调试完毕,用于制造今年正式投产国产大型军用运输机的主梁、大跨度复杂隔框和起落架支柱等零件毛坯。
可以预见,未来第二重型机器厂将在航空领域取得更大发展。
同时第一重型机器厂、西安三角航空科技也将建造8万吨模锻水压机,当前西安三角航空科技2007年投入使用的4万吨模锻水压机是我国最大的模锻水压机,承担了大量的航空产品锻造任务。
在油压机方面,2004年底,上海重机厂为适应市场发展,决定建造一台当时世界最大的1.65万吨自由锻造油压机,并委托中国重型机械研究院等单位负责结构设计,由上重自行建造。