卸荷套在曲柄壓力機(jī)中的作用分析

龔立巍，袁佳駿，許 楠，陳春童

（揚力集團(tuán)股份有限公司，江蘇 揚州 225127）

曲柄壓力機(jī)按照設(shè)計可以分為下列幾部分：機(jī)身部件、傳動部件、離合器部件、滑塊部件、平衡缸部件、氣墊部件、操縱部件、潤滑部件、氣路部件、電路部件等。機(jī)身是壓力機(jī)的主要承載零件。傳動是將電機(jī)的電能通過飛輪、齒輪傳動副將電能轉(zhuǎn)變成上下往復(fù)運動的機(jī)械能。離合器部件，通過離合器將動力傳遞到飛輪或齒輪副上。滑塊部件，連桿套在曲軸上進(jìn)行上下往復(fù)運動，平衡缸部件，由壓縮空氣進(jìn)入平衡缸內(nèi)產(chǎn)生向上的托力，將滑塊運行時產(chǎn)生的慣量克服，使運行更平衡。氣墊部件一般是拉伸時壓邊用或退料用。潤滑部件，通過潤滑泵和油路將潤滑油打到各運動副形成潤滑。氣路部件，由壓縮空氣進(jìn)入到相應(yīng)的儲氣罐，并能過控制閥進(jìn)入離合器、氣墊等用氣的零件中。電路部件，壓力機(jī)的電控系統(tǒng)，控制壓力電機(jī)及相應(yīng)動作、離合等功能。壓力機(jī)啟動后，電動機(jī)和起蓄能作用的飛輪是在一直不停地旋轉(zhuǎn)著，每當(dāng)滑塊需要運動時，則離合器結(jié)合，主動部分的飛輪通過離合器使從動部分零件（如齒輪軸、齒輪、曲軸、滑塊等）得到運動并傳遞工作時所必要的扭矩；當(dāng)滑塊需要停止至所需位置上，則是離合器脫開，主動部分的飛輪與從動部分零件即不發(fā)生聯(lián)系，因而不能再傳遞運動和扭矩。但是從動部分；零件還蓄有一定的動能，會使曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，因而需要制動器在一個較短的時間內(nèi)吸收從動部分零件的動能，使滑塊停止在所需位置；在曲柄式壓力機(jī)中飛輪與齒輪軸的轉(zhuǎn)動少不了卸荷套這個載體。

如圖1 所示為離合器部分簡圖，卸荷套的安裝位置很好地說明了其作用，設(shè)計優(yōu)化前的卸荷套與機(jī)身體之間的配合公差為H7/h6，但是隨著運動時間的推移，卸荷套與機(jī)身體配合公差會導(dǎo)致卸荷套有串動的跡象并有增大間隙的誘因，嚴(yán)重的會導(dǎo)致卸荷套四個支撐面固定螺釘斷裂，而維修更換螺釘就需要耗費大量的人力物力，所以在優(yōu)化設(shè)計后減小了配合公差，使卸荷套外孔尺寸與機(jī)身體孔尺寸公差縮小至0.02mm～0.04mm，再經(jīng)過現(xiàn)場實踐對比證明，卸荷套跳動明顯減小，因而達(dá)到了增強(qiáng)卸荷套使用壽命的目的。

圖1 離合器結(jié)構(gòu)示意圖

機(jī)床長時間在高頻率單次下使用（離合器結(jié)合和制動瞬間產(chǎn)生的沖擊載荷非常大），制動時離合器的關(guān)節(jié)軸承承受全部的制動扭矩，在分離和制動的交替過程中，關(guān)節(jié)軸承長期承受與制動扭矩等值的交變沖擊力，這個交變沖擊力是離合器及其相關(guān)部位很多故障失效的主因。如圖2 所示為圓形關(guān)節(jié)軸承，圖3 為方形關(guān)節(jié)軸承。由圖可見，關(guān)節(jié)軸承在初開始安裝時為理想間隙配合，交變沖擊力作用隨著時間的推移使間隙越來越大，至一定程度后離合器耳板處會產(chǎn)生異響直至碎裂。結(jié)論：在關(guān)節(jié)軸承發(fā)生異響后應(yīng)及時更換。

圖2 圓形關(guān)節(jié)軸承

圖3 方形關(guān)節(jié)軸承

繼續(xù)使用后，由于內(nèi)孔為方形的關(guān)節(jié)軸承和內(nèi)孔為圓形的關(guān)節(jié)軸承的間隙不一致（方形間隙大），會直接導(dǎo)致離合器兩個制動臂之間受力不均，導(dǎo)致不平衡力矩的形成。這種不平衡力矩最初可能會造成離合器關(guān)節(jié)軸承碎裂，再繼續(xù)使用后可能會使卸荷套螺釘受力狀況改變：將原卸荷套四顆螺釘均衡受力變成了不均勻受力，導(dǎo)致個別螺釘受力變大最終形成疲勞失效，繼而造成其余螺釘相繼損傷失效。

以龍門400 沖床為例說明。如圖1 所示，左視圖上為優(yōu)化前卸荷套固定螺釘：4 顆內(nèi)六角圓柱頭螺釘M16×90/8.8 級GB/T70.1-2000,經(jīng)查文獻(xiàn)[1]，此螺釘?shù)谋ＷC載荷為91000N/顆，四顆為364000N；離合器氣缸缸徑720mm；計算得離合器時氣缸的推力為196740N＜364000N。4 顆卸荷套螺釘有足夠的強(qiáng)度保證了離合器制動時傳遞到卸荷套的推力不至于引發(fā)卸荷套螺釘斷裂。

客戶現(xiàn)場原有機(jī)床上卸荷套螺釘滿足使用要求，但是因其他因素而導(dǎo)致螺釘斷裂，就需要拆后罩、離合器、飛輪等進(jìn)行維修，十分復(fù)雜。根據(jù)現(xiàn)場現(xiàn)狀為了增強(qiáng)卸荷套使用壽命，因受卸荷套固定孔及機(jī)身安裝貼合面的限制，只有將原機(jī)身安裝貼合面上M16 螺孔加大至M20，并將螺釘?shù)燃壨礁臑?2.9 級來解決問題，經(jīng)現(xiàn)場驗證，達(dá)到了目的。

為了從根源上解決問題，內(nèi)部采用優(yōu)化卸荷套安裝面，如圖4 所示；增大了卸荷套與機(jī)身的貼合面，如圖5 所示，增加了螺釘數(shù)量及大小，并實際運用到各個產(chǎn)品上，徹底解決了因卸荷套原因造成的沖床停機(jī)，取得了很好的實用效果。

圖4 優(yōu)化卸荷套安裝面