徐 坦，張景忠

機(jī)械壓力機(jī)主要用于汽車制造等行業(yè)。汽車制造企業(yè)對(duì)機(jī)械壓力機(jī)在協(xié)調(diào)性，精度以及剛度方面有非常嚴(yán)格的要求，所以在調(diào)試階段對(duì)機(jī)械壓力機(jī)進(jìn)行綜合性能檢測(cè)是非常必要的。

1 設(shè)備組成及工作原理

1.1 設(shè)備組成

機(jī)械壓力機(jī)主要由離合器與制動(dòng)器、上梁、飛輪、滑塊、立柱、平衡缸、移動(dòng)工作臺(tái)、底座、液壓站等組成。

1.2 工作原理

壓力機(jī)通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)大飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)存儲(chǔ)能量；裝在上橫梁內(nèi)部的主傳動(dòng)裝置通過(guò)各級(jí)齒輪傳動(dòng)將大飛輪上的能量傳至連桿，由連桿帶動(dòng)滑塊沿立柱上的導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)；滑塊下面裝有模具，鋼板經(jīng)不同工位的壓力機(jī)沖壓成形。

2 測(cè)試方法

機(jī)械壓力機(jī)一般要做如下測(cè)試工作：

（1）飛輪動(dòng)平衡測(cè)試。

（2）離合器與制動(dòng)器協(xié)調(diào)性測(cè)試。

（3）壓力機(jī)噸位測(cè)定及負(fù)荷計(jì)調(diào)整。

（4）下橫梁撓度測(cè)量。

（5）壓力機(jī)能量的測(cè)試等。

本文僅以某產(chǎn)品為例對(duì)噸位測(cè)定與負(fù)荷計(jì)的調(diào)整以及滑塊與工作臺(tái)的剛度測(cè)試方法進(jìn)行介紹。其中，滑塊與工作臺(tái)剛度是第一次在現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試階段通過(guò)測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證。

2.1 噸位標(biāo)定

（1）工具

壓力機(jī)標(biāo)定所需工具包括：傳感器（俗稱壓頭）、數(shù)據(jù)采集儀、連線、加載架及鋁制墊片等。

本次測(cè)試選用的是4件承重300 t的壓頭，初期壓頭標(biāo)定在實(shí)驗(yàn)室完成。壓頭的橋路連接采用全橋自補(bǔ)償，每個(gè)橋壁用兩個(gè)應(yīng)變片串連的連接方式，這樣可以增加激勵(lì)電壓，提高采集信號(hào)的信噪比，提高測(cè)試精度（見(jiàn)圖1）。

數(shù)據(jù)采集儀采用靜動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀，優(yōu)點(diǎn)是輕便小巧，易于操作。

負(fù)荷計(jì)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)通過(guò)噸位儀傳送到PLC模擬量的輸入模塊，再通過(guò)內(nèi)部運(yùn)算轉(zhuǎn)換，在觸摸屏上顯示出來(lái)。

圖1 應(yīng)變片在壓頭上的分布及連線圖

（2）負(fù)荷計(jì)調(diào)整

首先將負(fù)荷計(jì)調(diào)零，然后設(shè)置初始增益為50，在加載過(guò)程中通過(guò)微調(diào)負(fù)荷計(jì)對(duì)應(yīng)的通道，使噸位儀上的噸位顯示與應(yīng)變儀的顯示相符。

（3）標(biāo)定

先將滑塊的閉合高度調(diào)至下死點(diǎn)，用鋁制墊片找平壓頭與滑塊平面的縫隙，然后開(kāi)始打單次操作，根據(jù)儀器上顯示出的應(yīng)變值，微調(diào)負(fù)荷計(jì)使與對(duì)應(yīng)應(yīng)變值相符。當(dāng)加載到滿負(fù)荷的110%時(shí)停止操作。在本例中調(diào)節(jié)液壓過(guò)載保護(hù)閥的氣壓值使壓力機(jī)達(dá)到1100 t時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行。此后還應(yīng)繼續(xù)調(diào)高滑塊閉合高度，以檢測(cè)載荷與滑塊閉合高度是否呈線性關(guān)系。此次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程中當(dāng)閉合高度調(diào)節(jié)至1200.0 mm時(shí)，壓力達(dá)到1090 t，當(dāng)提高閉合高度到1200.5 mm時(shí)，數(shù)值顯示為800 t左右。說(shuō)明過(guò)載保護(hù)閥沒(méi)有調(diào)整到位，負(fù)荷計(jì)也沒(méi)有調(diào)整好。還需反復(fù)修正使之步調(diào)一致（見(jiàn)表1）。

表1 第一臺(tái)壓力機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù) （mm）

通過(guò)以上數(shù)據(jù)可知，壓頭連接的測(cè)試儀所讀取的數(shù)據(jù)與閉合高度的大小有很好的線性關(guān)系，滿足標(biāo)定負(fù)荷計(jì)所需的精度和線性度，在閉合高度達(dá)到1200.0 mm時(shí)，壓力機(jī)達(dá)到了滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的109%，符合設(shè)計(jì)要求（見(jiàn)圖2）。當(dāng)壓力機(jī)壓下量達(dá)到110%時(shí)的保護(hù)閥氣壓在0.46 MPa，但為了延長(zhǎng)壓力機(jī)使用壽命，節(jié)約成本，一般將該氣壓設(shè)為0.40 MPa左右，也就是壓力機(jī)在800 t左右時(shí)達(dá)到滿負(fù)荷并過(guò)載停車。

圖2 載荷與閉合高度曲線

2.2 剛度測(cè)量

在本示例的前期計(jì)算分析報(bào)告中滑塊變形量應(yīng)為0.66 mm，而按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果為0.67 mm。由于位移傳感器不能滿足如此高的測(cè)量精度，要得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果只能用百分表，然后用傳感器做進(jìn)一步的測(cè)量。但百分表只能在微動(dòng)情況下測(cè)試，否則表針動(dòng)作過(guò)快無(wú)法觀測(cè)（見(jiàn)圖3）。

圖3 剛度測(cè)試實(shí)際狀況

因此本文示例中最終采用微動(dòng)方法單次相加和百分表與位移傳感器相結(jié)合的測(cè)量方法。

根據(jù)計(jì)算分析報(bào)告和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并參考有關(guān)設(shè)計(jì)人員的意見(jiàn)后決定分別對(duì)滑塊和下橫梁進(jìn)行剛度（撓度）測(cè)量。但經(jīng)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)下橫梁的變形對(duì)模具工作狀況影響不大，此外，測(cè)量下橫梁變形的實(shí)際可用位置只有20 mm寬，無(wú)法放置位移傳感器和百分表。故本例中僅對(duì)工作臺(tái)和滑塊進(jìn)行剛度測(cè)量（見(jiàn)圖4、圖5）。

將所得測(cè)量數(shù)據(jù)列表并繪制曲線（見(jiàn)表2、表3及圖6、圖7）。

圖4 工作臺(tái)的測(cè)點(diǎn)位置

圖5 滑塊的測(cè)點(diǎn)位置

表2 工作臺(tái)剛度測(cè)試數(shù)據(jù)

表3 滑塊測(cè)試數(shù)據(jù)

圖6 工作臺(tái)變形曲線

圖7 滑塊變形曲線

經(jīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果處理，該1000 t壓力機(jī)的剛度實(shí)際測(cè)量結(jié)果為0.6 mm，滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

盡管在剛度測(cè)試時(shí)是采用微動(dòng)工作狀態(tài)，若改為單動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)可能有一些變化和誤差，但總體趨勢(shì)不會(huì)改變。