【摘 要】本文針對MP6300噸熱模鍛壓力機，闡述了離合器與制動器的結(jié)構(gòu)形式及其二者的協(xié)調(diào)性實驗分析。

【關(guān)鍵詞】熱模鍛壓力機 離合器 制動器 協(xié)調(diào)性

熱模鍛壓力機是現(xiàn)代鍛壓生產(chǎn)車間中金屬毛坯熱成型的重要鍛造設備，其功能實現(xiàn)離不開離合器與制動器的協(xié)調(diào)作用，二者協(xié)調(diào)與否直接關(guān)系到熱模鍛壓力機的使用壽命、動態(tài)性能以及生產(chǎn)安全。因此，在設備驗收過程中，必須對離合器與制動器的協(xié)調(diào)性進行實驗分析。

一、離合器與制動器的結(jié)構(gòu)形式

考慮到本項目中熱模鍛壓力機所傳遞的扭矩非常大，因此采用盤式摩擦離合器與制動器的結(jié)構(gòu)形式[1]。

盤式離合器分為單盤式和多盤式，對于大型熱模鍛壓力機，均采用多盤式離合器。離合器的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示：該離合器通過電磁閥的控制，使壓縮空氣通過旋轉(zhuǎn)接頭進入活塞腔，通過活塞的推力和摩擦盤的作用，將從動部分與主動部分貼合在一起，把傳動軸的扭矩傳遞給曲軸；當電磁閥切斷時，壓縮空氣從活塞腔排出，在彈簧力的作用下，從動部分與主動部分脫離，離合器空轉(zhuǎn)。

盤式制動器分為浮動鑲塊式和片式，結(jié)合本項目中對制動力矩要求相對較小，因此單盤式制動器就能滿足設計需要，其結(jié)構(gòu)形式如圖2所示：制動器進排氣由一個電磁閥控制，電磁閥接通時，壓縮空氣進入活塞腔，活塞推動壓力盤與浮動摩擦塊分開，制動器脫離曲軸；當電磁閥切斷時，在彈簧力的作用下，壓力盤與摩擦塊緊緊貼在一起，進而產(chǎn)生制動力矩，使曲軸停止轉(zhuǎn)動。

二、離合器與制動器的連鎖

離合器與制動器分別裝在曲軸的兩端，為保證壓力機正常運轉(zhuǎn)，二者必須按照順序協(xié)調(diào)動作，否則會導致設備嚴重發(fā)熱和急劇磨損，造成重大事故。

離合器與制動器的連鎖形式分為機械式和非機械式兩種，本項目采用非機械式連鎖機構(gòu)。當壓力機開始工作時，兩個氣缸同時進氣，但由于制動器的氣缸小，所以制動器先動作，使傳動軸脫離制動狀態(tài)；然后離合器再動作，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，進而轉(zhuǎn)化成滑塊的上下往復運動，這個過程主要是靠離合器與制動器的結(jié)構(gòu)尺寸來保證的。當壓力機要停止工作時，如果離合器與制動器同時排氣，勢必造成動作的不協(xié)調(diào)，此時就需要根據(jù)各自的控制閥調(diào)節(jié)進排氣，使離合器先脫離制動器然后再完成制動。

但是在實際過程中，很難保證在離合器與制動器剛分離，馬上就進入制動過程，因此需要通過實驗的手段對離合器與制動器的協(xié)調(diào)性做出分析與調(diào)整。通過裝在制動器側(cè)的凸輪開關(guān)，分別測定曲軸在離合器與制動器接合和分開時的轉(zhuǎn)角變化，以電信號的形式傳遞給控制系統(tǒng)，最終通過凸輪開關(guān)對該角度進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對兩者控制閥打開和關(guān)閉時間的控制，進而使壓力機完成整套動作，保證安全運轉(zhuǎn)。

三、協(xié)調(diào)性實驗過程及結(jié)果

協(xié)調(diào)性分析實驗要求壓力機在完成組裝并經(jīng)過空負荷試車以后才能進行。

首先在壓力機靜態(tài)模式下，通過壓力傳感器、位移傳感器、動態(tài)應變儀等檢測設備繪制出離合器的靜態(tài)協(xié)調(diào)曲線[2]，如圖3所示，在動作位移曲線上找出離合器接合與脫開動作的特征點A1、B1，在氣壓變化曲線上找出對應的特征點A2、B2。

然后，在壓力機動態(tài)模式下，依據(jù)在靜態(tài)模式時氣壓變化曲線上的特征點A2、B2，在制動器動作位移曲線上找出相應的制動器接合與脫開的特征點A3、B3，如圖4、圖5所示。

將A2、A3兩點間距值由位移轉(zhuǎn)換成時間，結(jié)果為0.1s，同理，B2、B3兩點間距值轉(zhuǎn)換成時間，結(jié)果為0.13s。這兩個數(shù)值就是本項目中熱模鍛壓力機在動態(tài)運行狀態(tài)下，離合器與制動器接合、脫開的實際時間差。

四、綜合分析

為保證本項目中熱模鍛壓力機離合器與制動器動作的協(xié)調(diào)性，在離合器結(jié)合前0.13s，制動器控制閥打開，壓縮空氣進入活塞腔，活塞推動壓力盤克服彈簧阻力做功，使壓力盤與摩擦塊之間產(chǎn)生間隙，制動器脫開；當制動器開始動作0.1s后，離合器控制閥接通，壓縮空氣推動活塞運動，把從動摩擦盤的扭矩傳遞給曲軸，曲軸上的連桿帶動滑塊做往復運動，壓力機正常工作。

按照設計規(guī)定，壓力機動態(tài)運行時，離合器和制動器接合、脫開的時間差為0.01-0.2s，本設備協(xié)調(diào)性滿足要求，經(jīng)現(xiàn)場測試和反饋，壓力機運行狀態(tài)良好。

五、結(jié)語

本文論述了MP6300噸熱模鍛壓力機離合器與制動器的結(jié)構(gòu)形式，接合兩者的動作原理和特性，采用檢測設備記錄了靜態(tài)和動態(tài)模式下兩者協(xié)調(diào)性的實驗數(shù)據(jù)，對試驗結(jié)果進行了分析總結(jié)，并提出了相應的調(diào)節(jié)措施。現(xiàn)場使用情況表明，該設備協(xié)調(diào)性十分理想，本次實驗數(shù)據(jù)為后續(xù)壓力機的設計提供了寶貴的理論依據(jù)和參考價值。

參考文獻：

[1] 李忠民等.熱模鍛壓力機[M].北京.機械工業(yè)出版社.1990，128-153.

[2] 侯彥武.5000t熱模鍛壓力機制動器與離合器協(xié)調(diào)性研究[J].一重技術(shù).2005年第1期：6-9.