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项目依托兰州兰石集团有限公司(以下简称“兰石集团”),由兰石集团下属兰州兰石能源装备工程研究院有限公司(以下简称“兰石研究院”)承担研制任务。
成果创新性:项目创新性主要体现在以下几点:
1、采用集成于多缸板的数十个短行程超高压油缸的控制技术,实现薄板成型均匀高精度控制。通过启动多缸板上的油缸,所需的压印力在需压印的金属薄板下方均匀并直接产生,使得压印深度统一,从而消除任何错误的压印力分布及相应的变形。并且可以灵活调整压印力区,适应不同几何形状的薄板成型以及相继的压印周期以最佳方式进行压印作业;
2、采用梳型移动距离锁止技术,减少超高压油缸工作行程。滑块通过长行程油缸下降进入工作位置,然后通过滑块和液压机上框架之间的梳型移动距离锁止在液压机叠加式组合框架上。移动工作台台板由集成于多缸板的数十个短行程超高压油缸驱动,执行压印行程。在压印行程结束时,多缸板中的压力将释放;梳型距离移出并释放滑块以撤回,完成一个压印周期;
3、机组采用全液压比例伺服驱动、计算机控制,实现无级设定压下速度、压印力等,以适应不同金属材料、厚度的薄板成型压印;
4、机组具有模拟显示、故障自诊断、安全保护系统,自动化程度高,操作简便,运行安全可靠。
项目完成后,至今已在《液压气动与密封》上发表《柱塞式液压缸内流场数值研究》、《甘肃科学学报》上发表《300MN薄板成型压机框架有限元分析及结构优化》和《甘肃科技》上发表《薄板成型液压机全模型有限元分析》论文三篇,申报并获得三项专利。
成果先进性:薄板成型液压机是机械装备业,尤其是金属薄板成型制造企业必备的机械设备,主要用来将金属薄板压制成具有不同断面形状和几何造型的机械零部件,属于机械加工类设备。国内薄板成型液压机主要以单缸、双缸等结构形式为主,结构形式单一,载荷作用不均,导致薄板成型压印深浅不一,质量不稳定,废品率高。大规格的(如该项目研制的压印力达到300MN的设备)、多缸式的、自动化程度高的薄板成型液压机,在国内属于首台,国外也是屈指可数,只有德国一家公司制造,最大公称吨位也只有250MN。
中国近年装备制造行业发展迅速。主要表现在金属薄板成型行业企业增多,大型金属薄板成型需求量增大,尤其是军工、核电、海水淡化行业对板式换热器的需求变得越来越大型化,金属薄板成型件在行业内的比重进一步提高,这些标志着我国薄板成型行业已进入新的发展时期。300MN多缸薄板成型液压机组实现产品化后投放市场,预计其售价是同类进口产品价格的1/2或1/3,能够为应用企业减轻经济负担,降低成本。
300MN多缸薄板成型液压机组项目是集机、电、液一体的高度集成化的大型机组,该项目的开发研制涉及到多个学科、专业;综合应用了机械液压技术、微电子技术、自控技术、网络通讯技术、传感测试技术、信息处理技术及软件编程等各相关技术,涉及到机械、液压、电气、土建、给排水、环境保护等专业领域,是一项大型的系统工程。通过该课题的研究,不仅在甘肃省培养和建立了一支多学科、多层次的多缸薄板成型液压机组的研发、设计队伍,而且锻炼出了一支能开展设备加工、安装调试和技术服务的技术工人队伍,为开发新型重大机电设备奠定人才基础。为我国在径锻机的制造领域打破国外垄断,实现“中国制造”,做出了应有的贡献。
成果独占性:该项目是为兰州兰石换热装备有限公司换热器板片质量提升而研制的,以满足窄公差换热器板片高质量的成形要求。兰石研究院通过对国外薄板成型液压机的调研,广泛消化吸收国外先进技术,结合公司多年来设计大型快锻液压设备的实际经验和技术优势,于2014年立项300MN多缸薄板成型液压机组项目,旨在开发与研制具有自主知识产权的多缸薄板成型液压机组。
国内薄板成型液压机主要以单缸、双缸等结构形式为主,结构形式单一,载荷作用不均,导致薄板成型压印深浅不一,质量不稳定,废品率高。大规格的(如该项目研制的压印力达到300MN的设备)、多缸式的、自动化程度高的薄板成型液压机,在国内属于首台,国外也是屈指可数,只有德国一家公司制造,最大公称吨位也只有250MN。所以该项目技术水平处于国际先进水平,难以获取或复制。
300MN多缸薄板成型液压机组项目是集机、电、液一体的高度集成化的大型机组,该项目的开发研制涉及到多个学科、专业;综合应用了机械液压技术、微电子技术、自控技术、网络通讯技术、传感测试技术、信息处理技术及软件编程等各相关技术,涉及到机械、液压、电气、土建、给排水、环境保护等专业领域,是一项大型的系统工程。项目实施期间,项目组对产品设计、制造等多项实施方案进行了反复的优化评审,以达到最佳效果;对液压、电控等配套外购件的采购进行了详细调研、筛选和交流,全面了解国内外电控、液压元器件发展现状,掌握了供应商供货和服务能力,为提高产品质量、降低产品成本和满足设计要求提供了保障。