中国万吨液压机

中国万吨液压机液压机以帕斯卡液体静压传动为基本工作原理，用乳化液、水或矿物油为工作介质，可分为水压机和油压机两大类。

水压机（water hydraulic forging press）是液压机的一个分支。

水压机又可分为自由锻造水压机和模锻水压机。

其中自由锻造水压机主要用自由锻方式，来锻造大型高强度部件，如船用曲轴、重达百吨的合金钢轧辊等。

模锻水压机则用坯料在近似封闭模具中锻压成型的方式，来制造一些强度高、形状复杂，尺寸精度高的零件，如飞机起落架、发动机叶片等航空零件。

就像蒸馒头要揉面一样，锻造液压机不仅是金属成型的一种方法，同时也是锻合金属内部缺陷、改变金属内部流线、提高金属机械性能的重要手段。

根据现有资料，自1893年美国建成第一台（126MN）万吨水压机起；至2008年9月洛阳中信重工重型锻造工部安装18500吨自由锻造油压机为止。

115年来全世界共生产万吨级自由锻造液压机约41台，扣除因老旧拆除以外，现存10000吨至18500吨级自由锻造液压机共约31台。

目前中国共有8台万吨级自由锻造液压机，规模居世界首位。

前苏联共留下6台（最大150MN）。

日本有3台，分别是日本制钢所（JSW）室兰工厂有一台140MN自由锻水压机，配有400吨米锻造操作机；神户制钢（KOBE）高砂工厂有一台130MN自由锻造液压机，日本铸锻钢株式会社（JCFC）有一台105MN自由锻液压机。

法国有2台，其中法国SFARsteel公司（已被阿海珐收购）有一台113MN自由锻液压机。

美国2台，最大压力126MN，其中莱赫重型锻造公司有一台100MN自由锻液压机。

捷克有2台，最大压力120MN。

韩国有2台，分别是韩国重工（现斗山重工）在1982年投产一台130MN自由锻造液压机，配有400吨米锻造操作机。

韩国现代重工（HHI）在1996年投产一台100MN自由锻液压机，配250吨米锻造操作机，主要生产船用曲轴。

英国谢菲尔德锻造厂有一台100MN液压机，其余德国、意大利、罗马尼亚、印度、澳大利亚均为1台。

自从1893年世界第一台万吨级（126MN）自由锻造水压机在美国建成以来，万吨级液压机作为大型高强度零件锻造核心装备的地位，就一直没有动摇过。

随着近代工业技术发展和两次世界大战的推动，大型液压机更是成为各工业化国家竞相发展航空、船舶、重型机械、军工制造等产业的关键设备。

俄罗斯在1935年制造了1.5万吨自由锻造水压机，日本制钢所室兰工厂在1940年从德国进口了一台1.4万吨自由锻造水压机。

二战中研制的各种飞机、坦克、军舰，乃至火车、汽车等民用产品里，都有重型液压机制造的关键部件。

到二战结束前，俄罗斯已经拥有4台超过万吨的大型水压机，美国更是超过10台，重型锻压设备便成为一个国家工业实力的象征。

1958年—1962年,投资2200万元在上海江南造船厂和上海重型机器厂研制的中国第一台万吨水压机，至今已经服役了半个世纪。

这是新中国机械工业腾飞的起点.由于各种因素影响，我国早期在大型锻压设备领域长期处于落后地位。

1931年日本侵占东北以后，在沈阳、大连建立机械厂，安装了20MN、40MN自由锻水压机生产锻件。

1945年8月，苏联红军出兵东北围歼日军主力后，这些锻造设备被苏联拆走。

日本战败投降以后，1947年民国政府以战争赔偿名义，从日本拆回一批锻造设备，有10MN、12MN、20MN自由锻水压机各1台、30MN自由锻水压2台，5吨蒸汽锤2台，以及3吨以下蒸汽锤约5台。

这些设备运回后一直存放在几个省市的仓库中锈蚀。

1949年新中国成立以后，迅速推进重工业和国防工业体系建设，而这些领域都急需大型锻压设备。

政府主管部门就着手部署日本赔偿锻造设备的使用单位，由沈阳重型机器厂等单位进行修复，设计和建造厂房，砌筑加热炉、热处理炉和其他配套设施。

1953年沈阳重型机器厂首先将日本赔偿散存在鞍山的2000吨（20MN）自由锻水压机修复并安装投产，这是我国第一家生产大型锻件的企业，也是培养大锻件生产管理干部、技术人员和工人的摇篮。

通过对日本赔偿水压机的修配工作，成为我国能设计制造锻造水压机的第一家企业。

1954年，日本赔偿的10MN自由锻水压机修复后，在我国自行设计建造的太原重型机器厂安装试生产。

另1台日本赔偿的12MN自由锻水压机修复后放在上海彭浦机器厂。

这批锻造设备虽然已经阵旧，锻造水压机大部份是蒸汽增压式，结构落后、性能较差，但都是当时的“国宝”。

1957年，太原重型机器厂安装了两台水压机，一台是从捷克进口的30MN水压机，另一台25MN自由锻水压机，该压机由沈阳重型机器厂将日本赔偿的30MN自由锻水压机修配而成。

原压机缺少底座，立柱有较深伤痕，机加工后直径减小，经核算改为25MN。

在建设第一重型机器厂时，苏联原设计仅有8MN，12.5MN自由锻水压机各一台。

我国政府提出重机厂无大型锻造水压机将不能生产大型机器设备，大锻件不能靠进口的意见后，苏联改变了设计，增加从捷克进口的60MN自由锻水压机一台。

在厂房建设完成后，将日本赔偿的另一台30MN自由锻水压机修复，安装在车间端部，由于该锻造水压机周边面积太紧无法生产，一直处于闲置状态，于1968年拆迁到洛阳矿山机器厂，该30MN自由锻水压机仍在运行。

1953-1957年，我国第一个5年计划期间，在苏联援建的几个企业中，新增8MN、12.5MN、20MN、30MN、60MN自由锻水压机约8台，均从苏联和东欧进口，其中最大的是一重从捷克引进的60MN自由锻造水压机。

由于当时其他锻造水压机尚处于建造厂房和安装设备阶段。

仅沈阳重机厂20MN自由锻水压机能生产大锻件，产量约5000吨。

在这段时期，我国派出一批工人、技术人员和管理干部到苏联乌拉尔重机厂、新克拉马托重机厂学习大型自由锻件的生产工艺和管理经验，回国后分派到各重机厂的水压机车间工作，为我国的大锻件生产打下了扎实基础。

苏联援华“156项”工程的实施，使我国重型机械制造业快速发展，锻压设备的自制率达到35%。

沈阳重型机器厂等最早建立起来的一批专业重机制造厂，依靠苏联的技术资料及对25MN自由锻造水压机的测绘，先后仿制出10台供各厂使用，初步掌握水压机的制造技术。

但是6000吨级以上的大型水压机依然稀缺，大锻件仍需从苏联和东欧国家进口。

为了改变这种局面的面貌，1956年，国务院组织制订《1956——1967年科学技术发展远景规划纲要》（即“十二年规划”），其中“今后十二年内的科学研究重点”中的第22项，就包括研制大型水压机等关键机械设备。

1957年前后，一机部已将万吨水压机提到议事日程，并做了两手准备。

一方面准备在国内立项制造，同时，也考虑请苏联帮助订购。

而“大跃进”加速了万吨水压机立项的进程。

1957年11月，在莫斯科国家和工人党代表会议发表讲话之后，“超英赶美”成为中国人的重要奋斗目标。

在这种政治气氛下，1958年5月5-23日，中国第八次全国代表大会第二次会议在北京举行。

5月22日，时任煤炭工业部副部长沈鸿写了一封信给，建议我们国家自行建造万吨水压机。

此建议得到了的支持，并把信立即批给总书记：“此件请即刻付印，发给各同志阅。

”当时反对意见很多，批评者大多持这样的观点：“客观条件不足，有蛮干的意思”。

有的人提出：要造大压机首先就得有万吨级水压机，因为制造万吨水压机的四根立柱必须要用200吨大钢锭来锻制。

因此，要想自己制造万吨水压机，首先就要进口一台万吨水压机来锻造钢锭，然后才能自己制造万吨水压机。

沈鸿则反问道：“那就请问，世界上第一台万吨水压机又是怎样造出来的呢？”还亲自拿着这封信，问上海市代表：上海能不能干？愿不愿干？上海市代表经过考虑，认为可以干。

随后很快批准了万吨水压机的制造。

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。

随后上海马上成立了设计班子，由沈鸿任总设计师，清华大学机械专业毕业的林宗棠任副总设计师，徐希文任技术组长。

以上海江南造船厂为主，上海重型机器厂等几十个工厂参加大协作。

设计班子中，除了沈鸿于1954年在苏联乌拉尔重型机器厂见过万吨级水压机外，一些设计人员甚至从未见过水压机。

有人提议先购进一台，再照葫芦画瓢。

但沈鸿坚持自己动手，他领着设计组人员，背上照相机，扛着画图板，跑遍了全国各地的中小型水压机车间，了解国外制造水压机的设计特点和使用状况；还搜集了大量关于水压机的图书资料及技术情报，并从苏联运了一些图纸回来研究。

1958年末，苏联专家陆续撤离。

没有专家指点，设计组开始自己画图纸。

虽然不少人都是大学毕业，但踏上生产一线后，从未画过图，心里没数。

沈鸿就提出做模型，从纸模型、铁皮模型到橡皮泥模型，做了无数个；然后在模型试验基础上绘制图纸，仅总图就绘制了15次。

共为46000多个零部件绘制了大小10000余张图纸，重达1.5吨。

但是由于上海工业基础不如东北地区，缺少生产大型零部件的工厂和加工设备，用常规的方法制造大型水压机不可行。

为了从实践中摸索经验，沈鸿提议先把万吨水压机缩小成1:10比例，造一台1200吨的试验水压机，让它进行模拟试验；把问题在模拟样机上都解决了以后，再动手做万吨水压机。

万吨级水压机在原理上结构上并无奥秘，难处在于它的关键零部件体积大、精度高、制造困难。

其中3座横梁重量从100多吨到300吨，4根立柱每根高17.69米，直径1米，重80吨。

全机共有100吨以上的部件12个，50吨左右的部件20多个。

就连立柱上的螺丝帽一个都有五六吨重。

其次是精密度高，350公斤/厘米2的高压水要用12台高压水泵，16个高压容器和100多个高低压阀门进行联动控制，对高压部分的有关部件都必须有高度的密封性和灵活性，以防高压水漏出。

（漏出的高压水冲力很大，具有极大的破坏性，对建筑、设备及人身都有危险）根据上海实际的建造条件，设计组最终决定万吨水压机方采用三梁六缸四立柱锻焊结构，主机重2200多吨，地面部分高23.65米，基础深入地下40米，共有46000多个零件。

其中有13个特大部件，即6个工作缸，3座横梁（上横梁，下横梁，动横梁），4根大立柱，规格超过正常加工能力。

于是在结构设计中，采用6个工作缸代替一个大主缸，主要是为了降低制造难度。

主缸内的水压强很大，如果用一个主缸，要求它能产生12000吨的压力，主缸直径将会达到2.1米。

而采用六个分缸，则每个分缸柱塞只要产生2000吨的压力即可，工作缸直径减小到0.83米。

同时在使用的时候可以通过调整工作缸数量分别产生4000吨、8000吨和12000吨的压力，这样锻件既可根据要求用不同的压力一次锻造，又可以采取递增压力来锻造，使锻造出的工件均匀、密实。