分體式摩擦離合-制動器異常發(fā)熱磨損分析

文／高小燕，高偉·江蘇省徐州鍛壓機床廠集團有限公司

分體式摩擦離合-制動器異常發(fā)熱磨損分析

文／高小燕，高偉·江蘇省徐州鍛壓機床廠集團有限公司

離合-制動器是機械壓力機中的重要部件之一，通常被比作機械壓力機的心臟，由此也可以看出其重要性。離合-制動器的性能好壞直接關系到壓力機的生產(chǎn)效能、安全性能以及操作者、模具的安全。在壓力機特別是大型閉式壓力機的日常維修保養(yǎng)工作中，離合-制動器的維修工作量占到相當大的比重，因此，保證離合-制動器性能正常，避免異常發(fā)熱磨損，對壓力機延長使用壽命，提高生產(chǎn)效能、安全性能等都有著十分現(xiàn)實的意義。

分體式摩擦離合-制動器主要用于大型閉式機械壓力機中，從聯(lián)鎖性來說一般分為頂桿式剛性聯(lián)鎖和氣動式氣路聯(lián)鎖；從摩擦盤數(shù)量來說一般分為單盤式和多盤式；從摩擦片（塊）的安裝來說一般分為固定燒結(jié)式和浮動鑲塊式。分體式摩擦離合-制動器依靠主、從動部分工作面間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞扭矩，在傳動系統(tǒng)中用來接上或脫開旋轉(zhuǎn)的飛輪與裝有模具的滑塊之間的運動。其動作原理一般是，在需要離合時，通過壓縮空氣推動活塞，活塞推動摩擦盤和摩擦片緊密接合，靠摩擦力傳遞扭矩，此時制動器在頂桿或壓縮空氣的作用下處于脫開狀態(tài)；在需要制動時，靠彈簧推動活塞盤將摩擦盤緊緊壓在摩擦片上，也是同樣靠摩擦力傳遞扭矩，此時離合器在頂桿或復位彈簧的作用下處于脫開狀態(tài)。

在離合器接合時，從動盤要克服慣性阻力和摩擦阻力，所以從動軸的角速度不是很快地由零提高到最大速度，而是借助于工作表面間的滑動逐漸提高到最大速度。從主動、從動摩擦面接觸開始，到主動、從動件開始運動之前，這個階段稱為空滑階段，此時主動部分的角速度在減小，而主動部分作用于從動部分的摩擦力矩在增加。當摩擦力矩稍大于從動部分的阻力力矩時，從動部件便開始運動，這個階段稱為工作滑動階段，此時從動部分的角速度逐漸增加，主動部分的角速度繼續(xù)下降，直至與從動部分的角速度相等為止，此后主動部分與從動部分共同旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)離合器完全接合。在離合器完全接合前的空滑階段和工作滑動階段，主動、從動摩擦面有相對位移和摩擦損耗，而摩擦功幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽藷崮芤徊糠钟尚D(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動直接散發(fā)到空氣中，其余部分則傳給離合器，從而使離合器的溫度升高。同理，制動器接合也與離合器一樣，會使制動器的溫度升高。離合-制動器這種溫度的升高是必然的，而且在一定限度內(nèi)的升溫也屬正常現(xiàn)象，國家標準JB/T 9964—1999《閉式壓力機技術條件》規(guī)定，離合器與制動器的溫升不應大于70℃，最高溫度不應高于100℃。壓力機使用正常的話，離合-制動器的溫度升高到一定程度后會穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，一般來說，離合器的穩(wěn)定工作溫度應在50～70℃范圍內(nèi)，制動器的穩(wěn)定工作溫度應在70～90℃范圍內(nèi)（注：此溫度為離合器、制動器外殼測定值）。制動器的穩(wěn)定工作溫度高于離合器，這是因為離合器尺寸較大，熱容量也大，在脫開狀態(tài)下，主動盤處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，散熱情況良好，所以其穩(wěn)定工作溫度較低。

當離合-制動器的溫度超過其穩(wěn)定工作溫度時，就會使摩擦片（塊）的磨損加劇，從而導致動作失靈，嚴重的會造成人身、設備安全事故。離合-制動器的異常發(fā)熱磨損原因是多方面的，有設計不合理、安裝不當、使用調(diào)整不當?shù)?，本文主要根?jù)現(xiàn)場維修經(jīng)驗從以下幾方面來分析離合-制動器的異常發(fā)熱磨損。

離合器與制動器工作協(xié)調(diào)性異常

離合器與制動器的動作順序，應當是離合器接合時制動器先脫開，制動器制動時離合器先脫開，并互相聯(lián)鎖，一般來說動作間隔時間為0.1～0.2s。這種聯(lián)鎖關系要靈敏可靠，否則不但影響離合器和制動器的使用壽命，還會造成安全事故。因此，壓力機出廠前必須通過嚴格細致的檢測，將離合器與制動器協(xié)調(diào)性調(diào)整到最佳狀態(tài)。剛性聯(lián)鎖是靠頂桿來實現(xiàn)聯(lián)鎖，氣動聯(lián)鎖則采用雙聯(lián)閥和節(jié)流閥來實現(xiàn)聯(lián)鎖。在使用一段時間后，由于磨損或其他原因，需要調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)套或節(jié)流閥來保證其協(xié)調(diào)性，此調(diào)節(jié)相對復雜，需要專業(yè)人士或熟練操作工來調(diào)節(jié)。

氣壓過低

一般說來，壓力繼電器的設定值為0.35～0.4MPa，而離合-制動器工作壓力為0.5～0.6MPa，當氣路壓力突然下降至0.4～0.5MPa時，壓力繼電器并未起作用，或者氣路壓力突然下降至0.35MPa以下，而壓力繼電器出現(xiàn)故障未起作用，這都會使離合器及制動器傳遞的扭矩不夠，兩摩擦面打滑，從而出現(xiàn)離合器、制動器異常發(fā)熱的情況，同時，也會因為平衡缸氣壓過低而無法平衡滑塊和上模重量，加重制動負荷，從而使制動器異常發(fā)熱更為嚴重。解決的辦法是：首先，檢查壓力繼電器是否正常；其次，檢查管路是否出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象；最后，檢查活塞密封圈是否磨損。發(fā)現(xiàn)異常應及時調(diào)整或更換，在日常維護中應注意氣路潤滑，保持良好的潤滑條件。

摩擦盤間隙過大

一般來說，摩擦盤正常間隙應該在2～5mm以內(nèi)，當離合器、制動器的間隙大于5mm時，氣缸工作行程過大，活塞動作遲緩，離合器、制動器會因此而動作不協(xié)調(diào)導致異常發(fā)熱磨損。因此，在出現(xiàn)制動角過大或滑塊啟動較慢的情況時，必須檢查離合器、制動器的活動間隙情況，并及時給予調(diào)整或更換摩擦片（塊）。

摩擦片（塊）異常

摩擦片（塊）磨損不均和受熱變形，會導致其厚度不一致，當制動器或離合器接合時摩擦片（塊）與摩擦盤貼合不實，會引起打滑而出現(xiàn)異常發(fā)熱磨損現(xiàn)象；摩擦片（塊）與摩擦盤的接合面內(nèi)進入異物或摩擦片（塊）碎片等時，脫開狀態(tài)也會因劇烈的摩擦而出現(xiàn)異常發(fā)熱磨損現(xiàn)象。這兩種情況一般都需要更換新的摩擦片（塊），要特別注意的是，同一平面組的摩擦片（塊）厚度差應保證在±0.05mm以內(nèi)。另外，還有一種情況是摩擦片（塊）的摩擦面沾上了油污，由于摩擦系數(shù)的降低而產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，造成異常發(fā)熱磨損，此時應拆卸、清理后再重新安裝，同時應檢查漏油原因并采取相應的措施，以防再次出現(xiàn)這種情況。

摩擦盤別勁

有內(nèi)外齒的摩擦盤（圖1），其相對的摩擦片（塊）的內(nèi)齒圈或外齒圈會因長期的沖擊力作用使齒面磨出溝槽，使得其徑向往復動作不靈敏甚至別勁卡住，從而使摩擦面接合不好而造成異常發(fā)熱磨損，此時需要拆卸檢查，修復齒圈上的齒形或者更換新的零件。

圖1 有內(nèi)外齒的摩擦盤

接通頻次過高

用寸動進行模具調(diào)整、單次進行沖壓生產(chǎn)時，當離合-制動器每分鐘接合次數(shù)超過每分鐘行程次數(shù)的50％以上時，會導致異常發(fā)熱磨損。一般壓力機生產(chǎn)廠家都會在說明書中明確說明本機的單次接通頻率，在正常使用單次進行沖壓生產(chǎn)時，應嚴格遵守。另外，需要注意的是，寸動只能用來調(diào)整模具，絕對不能用來正常沖壓生產(chǎn)，有些廠家特別是使用紅沖工藝的廠家習慣用寸動進行沖壓，這是嚴格禁止的。

通風散熱差

有些廠家的生產(chǎn)現(xiàn)場由于某些原因通風散熱條件不良，這也會使摩擦片（塊）異常發(fā)熱磨損。為了改善通風散熱條件，可在離合-制動器外殼再多打一些通風散熱孔，在許可的情況下孔徑最好在20mm以上，且盡量在其下端打孔，在通風散熱的同時亦可作排渣孔（圖2）使用。在采取了以上措施后而效果還不明顯時，也可設置簡單的強制冷卻設備，如風扇等。

圖2 在剎車體下部制作3個φ30mm的排屑散熱孔

結(jié)束語

離合-制動器的性能對壓力機的安全、高效使用非常重要，本文對于設計、安裝等對離合-制動器性能的影響未作分析，所述都來自于實際維修保養(yǎng)經(jīng)驗，希望能夠給大家?guī)韼椭蛔阒幘凑埓蠹抑刚?/p>

從實際維修保養(yǎng)經(jīng)驗對機械壓力機分體式摩擦離合-制動器異常發(fā)熱磨損進行了多方面的分析并提出了相應的解決措施，可給廠家的正常使用、維護保養(yǎng)提供參考。