获奖项目展示

12000吨航空级铝合金板材张力拉伸机装备

发布日期:2015-01-13 00:00:00   查看次数:2586 次

 

完成单位:1中国重型机械研究院股份公司,2西南铝业(集团)有限责任公司,3中信重工机械股份有限公司,4重庆大学,5太原科技大学,6中南大学,7西安交通大学,8燕山大学,9清华大学
 
项目简介:高性能铝合金材料是现代航天、航空、船舶工业、武器装备等行业发展必不可少的关键材料,随着我国经济的快速发展及制造业水平的不断提高,铝合金材料特别是大断面铝合金厚板材料市场需求快速增长,尤其是国家“大飞机”项目的实施,对高品质铝合金厚板的需求变得更加迫切,万吨级张力拉伸机是生产高性能航空级铝合金厚板产品的关键设备,其开发研制对我国航空、军事、民用工业以至国民经济发展具有十分重大的意义。
该项目成功研制了拥有自主知识产权的12000吨航空级铝合金板材张力拉伸机装备,可实现对板宽4000mm、板厚250mm、板长30000mm的航空级铝合金板材的预拉伸,钳口负载系数达到63KN/mm,拉伸速度1~6mm/s并无级可调,板材延伸率精度达到±0.1%,两侧主拉伸缸同步精度达到±0.5mm以下,其关键技术和创新如下:
    1.创建了板材拉伸机关键参数计算的数学模型及方法,应用于拉伸机设计中关键参数的计算及确定。
2.发明了全浮动张力拉伸方法,提出了万吨级拉伸机总体结构方案,研制了全浮动张力拉伸机组。
3.发明了组合梁式张力拉伸方法,研发了组合梁式拉伸机机头方案,解决了宽厚板拉伸的技术难题。
4.研制了复合斜面夹紧技术,解决了宽板夹紧的均匀性及高可靠性的技术难题。
5.研发了多项万吨级拉伸机的断带缓冲技术,有效的解决了断带冲击造成设备损伤的技术难题。
6.研发了高压大流量主缸“两级”同步控制技术,解决了板材均匀变形的技术难题。
7.研发了板材拉伸工艺过程控制模型,有效的消减了板材内部残余应力。
该张力拉伸机生产的产品满足了我国航空用铝合金预拉伸厚板及特厚板的需求,其中2xxx、6xxx、7xxx系列预拉伸板材已批量供应给国内中航工业等航空航天企业用于大飞机制造;设备自投产至2013年底,生产铝及铝合金板材超过13000吨,覆盖了厚度10~250mm,宽度1200~4000mm的全部合同要求规格,产品质量高,附加值高,为用户(西南铝)创造了直接经济效益约11800万元。另外,该设备与引进国外12000吨拉伸机相比,设备本身节约投资近3亿元,同时该装备的成功研制,也迫使了国外同类型材料与设备在国内的大幅降价。
该装备的成功研制解决了我国大型铝合金板材万吨级拉伸机装备从无到有的问题,是我国铝合金厚板生产技术和装备的重大突破,对提高我国大飞机制造国产化率提供了原材料保障,体现了我国重大技术装备设计与制造水平的不断提高。
该拉伸机的成功研制和顺利投产,为我国高品质大断面高强度铝合金板材的生产铺平了道路,打破了航空级铝合金厚板依赖进口的局面,增加了我国航空航天用材的自主保障能力,对保证国家“大飞机”项目的顺利实施、增强综合国力具有重大意义。
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