一種新型熱模鍛連桿稀油潤(rùn)滑裝置

韓德紅 余朝輝 郭改麗

(1．國(guó)機(jī)重裝成都重型機(jī)械有限公司，四川610052；2．二重(德陽)重型裝備有限公司，四川618000)

近年，汽車工業(yè)飛速發(fā)展，帶動(dòng)了汽車零部件企業(yè)飛速發(fā)展，中小鍛件的需求量日益增加。生產(chǎn)過程中，如何保證設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品質(zhì)量成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。壓力機(jī)有精確的滑塊導(dǎo)向裝置，高剛度的鑄鋼機(jī)身，因此壓力機(jī)生產(chǎn)的鍛件質(zhì)量高，特別是對(duì)于像曲軸、前梁這樣的長(zhǎng)形鍛件。熱模鍛壓力機(jī)是生產(chǎn)中小鍛件的主要設(shè)備，是一種曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，主要由機(jī)身、電機(jī)裝置、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、連桿裝置、滑塊導(dǎo)向裝置、制動(dòng)器、離合器及氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等部件組成?？焖俑咝У臐?rùn)滑系統(tǒng)是保證設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行的主要因素之一。

1 傳統(tǒng)曲柄壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑

曲柄壓力機(jī)的曲柄連桿滑塊是壓力機(jī)的關(guān)鍵工作機(jī)構(gòu)，它把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并提供壓力，而連桿與偏心軸的良好潤(rùn)滑是設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)及鍛件產(chǎn)品質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。目前，熱模鍛壓力機(jī)的連桿與偏心軸之間的潤(rùn)滑均采用油脂潤(rùn)滑。連桿兩側(cè)分別裝入左、右軸套(連桿和軸套均鉆有潤(rùn)滑孔)，最后再和偏心軸裝配，如圖1所示。當(dāng)熱模鍛壓力機(jī)運(yùn)行需要潤(rùn)滑時(shí)，油脂泵通過潤(rùn)滑管道把油脂泵入主分配器，潤(rùn)滑脂通過連桿與軸承套的潤(rùn)滑油孔流入到偏心軸外表面，最后潤(rùn)滑脂流動(dòng)、擴(kuò)散到軸套與偏心軸之間的腔體，從而達(dá)到潤(rùn)滑的目的。偏心軸與連桿之間的軸套材料選擇不當(dāng)、制造精度低、載荷過大、偏心軸與連桿之間的間隙過小、異物侵入、潤(rùn)滑不足和散熱不良都會(huì)導(dǎo)致軸套研傷、發(fā)熱或抱軸等事故發(fā)生。所以對(duì)連桿與偏心軸套之間的潤(rùn)滑以及結(jié)構(gòu)都有很高的要求。

1—偏心軸 2—軸承 3—連桿 4—左軸套 5—右軸套

油脂潤(rùn)滑缺點(diǎn)是：當(dāng)采用油脂潤(rùn)滑時(shí)，偏心軸和連桿軸套在混合摩擦狀態(tài)下工作，即同時(shí)存在邊界摩擦和液體兩種摩擦狀態(tài)，油膜是不連續(xù)的，所以潤(rùn)滑脂流動(dòng)性差，內(nèi)摩擦阻力大，所需工作壓力高，無法形成動(dòng)壓油膜；很難有效迅速擴(kuò)散到整個(gè)潤(rùn)滑面；受污染后難凈化。

傳統(tǒng)的潤(rùn)滑裝置還包括稀油潤(rùn)滑裝置，采用稀油潤(rùn)滑所需工作壓力低，成本相對(duì)較低，其流動(dòng)性和散熱性能較好。缺點(diǎn)是如果對(duì)各潤(rùn)滑點(diǎn)的油量控制不好，易污染環(huán)境。同時(shí)由于傳統(tǒng)的稀油裝置油路設(shè)計(jì)復(fù)雜，容易泄漏，無法應(yīng)用到連桿軸瓦的潤(rùn)滑。

2 新型稀油潤(rùn)滑裝置的設(shè)計(jì)思路

2.1 設(shè)計(jì)方案步驟

(1)根據(jù)某鍛壓廠40 MN熱模鍛壓力機(jī)工況情況進(jìn)行分析，收集連桿潤(rùn)滑主要參數(shù)。

(2)參照連桿與偏心軸的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況數(shù)據(jù)，計(jì)算并確定潤(rùn)滑相關(guān)參數(shù)及裝置結(jié)構(gòu)。

(3)形成連桿與偏心軸稀油潤(rùn)滑裝置初步設(shè)計(jì)方案。

(4)將該裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化與驗(yàn)算。

2.2 具體方案結(jié)構(gòu)

新型設(shè)計(jì)方案所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置，該熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠快速高效地潤(rùn)滑熱模鍛壓力機(jī)連桿與偏心軸，減小軸套與偏心軸的磨損，延長(zhǎng)軸套與偏心軸的使用壽命。

1—偏心軸 2—軸承 3—連桿 4—軸套 5—潤(rùn)滑油孔 6—回油孔

該裝置主要包括偏心軸、連桿、軸套、軸承等，如圖2所示。連桿上有安裝通孔，偏心軸穿過連桿的安裝通孔，連桿的安裝通孔兩端與偏心軸的外圓之間均設(shè)置有軸套；軸套固定安裝在連桿的安裝通孔內(nèi)；軸套與偏心軸配合，軸套的外圈與連桿的安裝通孔配合；連桿的安裝通孔兩端均設(shè)置有擋油環(huán)、端蓋，端蓋與連桿固定連接；擋油環(huán)位于安裝通孔內(nèi)，且位于端蓋與軸套之間；擋油環(huán)與偏心軸固定連接；擋油環(huán)的內(nèi)圈與偏心軸的外圓周面之間密封配合；端蓋的內(nèi)圈內(nèi)徑小于或者等于擋油環(huán)外圈的最小直徑；連桿的安裝通孔內(nèi)有第一回油孔、第二回油孔，且油孔均連通的回油口；軸套與擋油環(huán)之間的間隙與第一回油孔連通；安裝通孔兩端的兩個(gè)軸套之間的間隙與第二回油孔連通；連桿的安裝通孔內(nèi)壁上有進(jìn)油孔，連桿上有進(jìn)油口；軸套內(nèi)圈上有潤(rùn)滑油孔，潤(rùn)滑油孔與連桿上的進(jìn)油孔連通；軸套與偏心軸之間有間隙。至少有兩個(gè)潤(rùn)滑油孔，且沿安裝通孔的軸線方向均勻分布。

熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置，還包括外連接塊。擋油環(huán)通過外連接塊與偏心軸固定連接；外連接塊一端與擋油環(huán)固定連接，另一端與偏心軸固定連接。擋油環(huán)與偏心軸之間有密封圈。擋油環(huán)的外圓周面為鋸齒形，且靠近軸套的一端有環(huán)形凸臺(tái)。擋油環(huán)的環(huán)形凸臺(tái)端與軸套之間有間距。軸套一端有壓緊環(huán)，軸套通過壓緊環(huán)固定在連桿的安裝通孔內(nèi)。

2.3 設(shè)計(jì)方案優(yōu)點(diǎn)

該方案提供的熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置通過在端蓋與軸套之間的擋油環(huán)以及在連桿上設(shè)置的供油管道和回油通道實(shí)現(xiàn)偏心軸和連桿之間的稀油潤(rùn)滑，取代了油脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。在使用過程中，只需將潤(rùn)滑稀油通過潤(rùn)滑管道泵入連桿與偏心軸之間的油腔，由于稀油流動(dòng)性強(qiáng)、擴(kuò)散性好，潤(rùn)滑稀油可快速擴(kuò)散到偏心軸和軸套之間的間隙內(nèi)，潤(rùn)滑后的稀油通過回油通道從偏心軸和軸套之間的間隙流出進(jìn)行回收；同時(shí)潤(rùn)滑稀油帶走部分熱量有利于設(shè)備穩(wěn)定高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。由于稀油具有更低的摩擦阻力，能夠降低設(shè)備能耗，減少磨損。因此熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置能夠有效提高偏心軸和軸套的潤(rùn)滑效果，降低偏心軸和軸套的磨損，加快潤(rùn)滑部位散熱，降低潤(rùn)滑成本，延長(zhǎng)偏心軸和軸套的使用壽命，提高熱模鍛壓力機(jī)工作的穩(wěn)定性。同時(shí)增加潤(rùn)滑稀油回收裝置，可以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油的回收，避免潤(rùn)滑稀油的浪費(fèi)，節(jié)約了資源，避免稀油潤(rùn)滑對(duì)工作環(huán)境的污染。

3 結(jié)論

該裝置實(shí)現(xiàn)了偏心軸和連桿之間的潤(rùn)滑方式由傳統(tǒng)油脂潤(rùn)滑到稀油潤(rùn)滑的轉(zhuǎn)變，為同類設(shè)備的改進(jìn)優(yōu)化提供了一種設(shè)計(jì)思路。

連桿稀油潤(rùn)滑裝置提供了快速高效的潤(rùn)滑，保證設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)偏心軸和軸套的使用壽命，節(jié)約資源，避免稀油潤(rùn)滑對(duì)工作環(huán)境的污染，使熱模鍛壓力機(jī)更加環(huán)保。

目前該新型稀油潤(rùn)滑裝置已成功完成加工制造，并運(yùn)用在國(guó)內(nèi)某廠兩臺(tái)40 MN熱模鍛壓力機(jī)設(shè)備上，設(shè)備運(yùn)行情況良好，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。