文/徐超，李江國(guó)，劉波，王騰·北京機(jī)電研究所

熱模鍛壓力機(jī)常見故障及處理

文/徐超，李江國(guó)，劉波，王騰·北京機(jī)電研究所

熱模鍛壓力機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，由于正常的磨損、維護(hù)或使用不當(dāng)，可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障。因而，如何保證設(shè)備的使用性能，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性、壽命及效率，以及對(duì)發(fā)生的故障及時(shí)準(zhǔn)確的判斷處理，是保證生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行的重要手段。

熱模鍛壓力機(jī)是借助模具實(shí)現(xiàn)金屬毛坯熱成形的鍛造設(shè)備，由于其具有鍛造出來的鍛件精度高、材料利用率高、生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、對(duì)工人的操作技術(shù)水平要求低、噪聲和振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代鍛壓生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨廣泛，主要適用于精密模鍛件大批量生產(chǎn)條件下的溫?zé)徨懺?、熱模鍛?chǎng)合。據(jù)有關(guān)資料介紹，熱模鍛壓力機(jī)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家是模鍛的主力，約占成形設(shè)備的40%～64%，而在我國(guó)僅占14.5%，主要用于重型汽車曲軸，前梁等鍛件的生產(chǎn)。造成這種現(xiàn)象的原因，除了因?yàn)閲?guó)情現(xiàn)狀，還有使用者對(duì)壓力機(jī)的使用與維護(hù)不夠了解。

熱模鍛壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

熱模鍛壓力機(jī)是曲柄壓力機(jī)，其工作原理和普通曲柄壓力機(jī)一樣，是通過不同形式的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)把主傳動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并借助于固定在機(jī)身工作臺(tái)和滑塊上的上下模具實(shí)現(xiàn)加熱金屬的變形。在模鍛過程中所需的模鍛力是通過壓力機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速降低所釋放的能量產(chǎn)生的。

現(xiàn)代熱模鍛壓力機(jī)是由主執(zhí)行機(jī)構(gòu)、主傳動(dòng)、離合器和制動(dòng)器、機(jī)身、氣動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、輔助機(jī)構(gòu)等組成。它們彼此間在功能上是相互聯(lián)系的。其中主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)是用來實(shí)現(xiàn)滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中主要有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和曲柄楔塊機(jī)構(gòu)。輔助機(jī)構(gòu)是指擴(kuò)大熱模鍛壓力機(jī)工藝用途，減少壓力機(jī)和模具調(diào)整時(shí)間，提高壓力機(jī)工作可靠性的裝置。其主要包括上下頂料裝置、封閉高度調(diào)整裝置、平衡器、飛輪制動(dòng)器、過載保護(hù)裝置、解除悶車裝置、模具快速更換裝置、壓力指示器、溫度檢測(cè)、滑塊行程指示和封閉高度調(diào)整量指示裝置等。

熱模鍛壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要是由工藝用途決定的，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、控制先進(jìn)、維修方便，壓力機(jī)剛性好、制品精度高，抗偏載能力高，可調(diào)整間隙的X形導(dǎo)軌、滑塊導(dǎo)向好，行程次數(shù)高等特點(diǎn)。偏心軸兩邊裝有鑲塊式的制動(dòng)器和離合器，制動(dòng)器、下頂料凸輪與偏心軸采用脹套聯(lián)接，裝拆方便。制動(dòng)器通有冷卻水，離合器與制動(dòng)器由電一氣雙重聯(lián)鎖協(xié)調(diào)工作。壓力機(jī)傳動(dòng)為電機(jī)—皮帶輪一級(jí)傳動(dòng)，采用窄V帶傳動(dòng)，工作可靠，維修方便。壓力機(jī)封閉高度調(diào)整采用偏心蝸輪式上調(diào)整機(jī)構(gòu)，雙平衡缸平衡滑塊部件。

安裝在滑塊上的凸輪擺桿機(jī)構(gòu)上頂料通過連桿擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)開模頂料。機(jī)械式下頂料并設(shè)有頂出保持功能，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)上下料。壓力機(jī)設(shè)有高壓集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，油泵將油脂通過分油器向各潤(rùn)滑點(diǎn)自動(dòng)潤(rùn)滑，有潤(rùn)滑監(jiān)控。設(shè)備鍛打時(shí)噸位數(shù)字顯示，并配有偏心軸軸瓦和連桿軸瓦工作溫度監(jiān)控，上死點(diǎn)準(zhǔn)確停車控制裝置。

常見故障分析及處理

悶車和過載

在正常工作時(shí)，滑塊行程至下死點(diǎn)前超載，離合器打滑而發(fā)生悶車。當(dāng)然，悶車可能發(fā)生在下死點(diǎn)前的地方，也可能因慣性使連桿轉(zhuǎn)過下死點(diǎn)的位置悶車。發(fā)生悶車后，首先要判斷悶車發(fā)生在什么位置，再采用相應(yīng)措施，一般可通過調(diào)節(jié)增大模具封閉高度來解決；也可增大離合器進(jìn)氣壓力，以開反車或開正車分別解決下死點(diǎn)前后的悶車。

設(shè)備選用不合理、鍛件溫度過低、模具調(diào)整不當(dāng)、重復(fù)放入鍛件或模具上留有硬性異物等，都可能導(dǎo)致壓力機(jī)過載。壓力機(jī)過載會(huì)使離合器摩擦材料嚴(yán)重磨損，使壓力機(jī)受力零件應(yīng)力過高，降低壓力機(jī)的使用壽命。壓力機(jī)發(fā)生悶車過載是很嚴(yán)重的事故，處理起來很困難，當(dāng)用現(xiàn)有方法均不能解脫時(shí)，只有切割模具或松開機(jī)身的預(yù)緊螺母，這會(huì)造成很大的直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失。

滑塊向下運(yùn)動(dòng)緩慢

在正常的生產(chǎn)過程中，滑塊突然運(yùn)動(dòng)緩慢，很可能是由于制動(dòng)器未完全脫開而離合器已接合，或者是離合器的密封圈損壞漏氣所致，平衡缸氣壓是否過大。排除方法是檢查氣壓是否正常，重新調(diào)節(jié)離合器摩擦片和制動(dòng)器摩擦片的間隙，更換密封圈。

離合器和制動(dòng)器聯(lián)鎖性不好

在工作中有時(shí)出現(xiàn)制動(dòng)器和離合器失靈，即制動(dòng)器打不開、離合器合不上，或者制動(dòng)器已打開而離合器合不上。這是由于空氣分配閥或調(diào)節(jié)裝置出現(xiàn)故障造成的。但在正常情況下，離合器和制動(dòng)器襯片異常磨損或變形也會(huì)造成聯(lián)鎖性不好。引起空氣分配閥出故障的主要原因是壓縮空氣中的水分在閥中積存，電磁閥芯銹蝕或磨損、密封圈損壞等。調(diào)節(jié)裝置出故障的主要原因是曲軸凸輪限位開關(guān)本身失效。排除以上故障要針對(duì)具體情況，更換有關(guān)零件或重新調(diào)整相配合的位置。

滑塊導(dǎo)向問題

滑塊作為壓力機(jī)最終動(dòng)作執(zhí)行部件，其動(dòng)作過程和精度對(duì)鍛件質(zhì)量有直接關(guān)系。如果滑塊被卡死、滑塊導(dǎo)向性不好、滑塊導(dǎo)向面出現(xiàn)劃痕、滑塊不能停在上死點(diǎn)位置等等，可能是導(dǎo)軌間隙不合適、氧化皮或異物進(jìn)入導(dǎo)軌面、導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良、離合器、制動(dòng)器凸輪開關(guān)設(shè)置不當(dāng)或制動(dòng)器制動(dòng)效果不好；這就需要及時(shí)調(diào)整滑塊與導(dǎo)軌間隙，清洗導(dǎo)軌、修磨劃痕，檢查潤(rùn)滑管路，調(diào)整凸輪開關(guān)位置及檢查制動(dòng)器摩擦片是否磨損或制動(dòng)行程是否合適。

離合器問題

離合器打滑，可能原因是：壓縮空氣氣壓不足；摩擦片有油污、摩擦片磨損；密封圈損壞漏氣泄壓。處理方法是：檢查氣壓和管道是否漏氣；更換摩擦片或摩擦塊；更換密封圈。

離合器發(fā)熱嚴(yán)重，可能是彈簧失效、離合器行程調(diào)整不當(dāng)、摩擦盤變形等造成離合器脫開不完全。處理方法是：檢查彈簧是否失效；重新調(diào)整活塞行程；檢查摩擦盤是否變形，并消除其變形。

離合器跳動(dòng)或竄動(dòng)的原因可能是：軸承磨損間隙過大，軸向止推環(huán)磨損嚴(yán)重，軸承座緊固螺栓松動(dòng)。

制動(dòng)器問題

制動(dòng)器打滑，壓機(jī)不能制動(dòng)。檢查制動(dòng)器摩擦片是否有油污、摩擦片磨損；制動(dòng)器彈簧力是否不夠；制動(dòng)行程是否合適。

制動(dòng)器發(fā)熱嚴(yán)重。檢查制動(dòng)器脫開行程是否不夠；水冷卻系統(tǒng)未接通或有堵塞。

制動(dòng)器不能脫開。檢查壓縮空氣氣壓是否足夠，制動(dòng)器氣閥是否工作正常。

傳動(dòng)帶打滑

傳動(dòng)帶最容易出現(xiàn)的問題是打滑，這可能是傳動(dòng)帶預(yù)緊不合適，或油污進(jìn)入傳動(dòng)帶，或傳動(dòng)帶磨損嚴(yán)重。

軸瓦溫升過高

如果壓力機(jī)正常工作時(shí)甚至空運(yùn)行時(shí)曲軸軸瓦的溫升短時(shí)間內(nèi)就變化很大，需要考慮軸瓦間隙是否過小，軸瓦內(nèi)是否進(jìn)入雜質(zhì)或異物，軸瓦潤(rùn)滑是否不良，壓力機(jī)是否長(zhǎng)期處于過載超載負(fù)荷下工作。

空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主電機(jī)電流過高

主電機(jī)是壓力機(jī)能量輸出的來源，是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源，如果空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主電機(jī)電流就過高，很可能是傳動(dòng)系統(tǒng)某些環(huán)節(jié)出了問題，比如制動(dòng)器、離合器行程是否合適，摩擦片是否脫落，潤(rùn)滑是否良好，曲軸軸瓦間隙是否過小，電機(jī)傳動(dòng)帶預(yù)緊是否過緊等等。

潤(rùn)滑系統(tǒng)

壓力機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，有可能會(huì)造成以上大部分的故障問題。因此，壓力機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行也是壓力機(jī)能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵。在日常運(yùn)行維護(hù)過程中，我們需要經(jīng)常檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)是否有堵塞，潤(rùn)滑周期是否過長(zhǎng)，潤(rùn)滑油箱是否缺油，潤(rùn)滑泵、閥、管路是否損壞。

壓力機(jī)連沖

壓力機(jī)連沖是很嚴(yán)重的故障，輕則造成鍛件廢品、損壞模具，重則設(shè)備損壞、人員傷亡，所以尤其要重視。首先我們要排除壓力機(jī)控制程序是否有錯(cuò)誤，檢查凸輪開關(guān)信號(hào)是否失靈，離合器摩擦片是否有脫落造成離合器脫不開，制動(dòng)器動(dòng)作失靈不制動(dòng)，離合器、制動(dòng)器的進(jìn)排氣是否通暢。

機(jī)身振動(dòng)大

機(jī)身振動(dòng)過大也會(huì)帶來很多問題，造成工作環(huán)境惡劣，壓力機(jī)使用壽命降低，鍛件精度下降等等。初步判斷是否飛輪平衡不好跳動(dòng)過大，曲軸軸承是否磨損嚴(yán)重，地腳螺絲是否松動(dòng)，拉緊螺栓的預(yù)緊力是否足夠。然后根據(jù)前面的內(nèi)容進(jìn)一步分析，最終找到問題的根源。

結(jié)束語

通過以上介紹，我們根據(jù)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，具體分析，就可以快速解決壓力機(jī)常見的故障問題，在一定程度內(nèi)有效的保證設(shè)備的正常運(yùn)行和使用性能，提高工廠的生產(chǎn)效率，同時(shí)有助于熱模鍛壓力機(jī)在市場(chǎng)中的推廣應(yīng)用，提高我國(guó)鍛造技術(shù)生產(chǎn)水平。