趙 先，周桂祥，譚興琛，鄭義祥

（江蘇揚(yáng)力堅(jiān)城鍛壓機(jī)床有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127）

1 引言

平衡器是壓力機(jī)中最重要的部件之一，主要作用是平衡滑塊、上模、導(dǎo)柱、連桿等重量，消除傳動(dòng)系統(tǒng)的各運(yùn)動(dòng)副之間的綜合間隙，減少受力零件在工作時(shí)的沖擊和磨損，保證滑塊順利進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)。平衡器的工作氣壓調(diào)節(jié)很重要，合理地調(diào)整平衡器的氣壓，可保證機(jī)床精度，減少機(jī)床振動(dòng)、噪聲，降低調(diào)模時(shí)所消耗的功率，保證滑塊停在行程內(nèi)的任意位置，防止因制動(dòng)器失靈或連桿斷裂造成突發(fā)事故，提高壓力機(jī)的可靠性、安全性。

2 平衡器組件及其工作原理

2.1 平衡器組件

平衡器組件由活塞缸體組件、進(jìn)氣元件組件、儲(chǔ)氣罐組件三大部分組成，如圖1所示。平衡器內(nèi)氣壓P的計(jì)算公式

圖1 平衡器組件結(jié)構(gòu)示意圖

P=KF/Sn

式中：P——平衡器缸體內(nèi)部氣壓壓強(qiáng)（MPa）；

K——平衡系數(shù)，一般取1.2～1.5；

F——平衡器需要平衡的重量（N）；

S——平衡器活塞的有效面積（mm2）；

n——平衡器活塞缸的數(shù)量（個(gè)）。

例如800t壓力機(jī)，滑塊、連桿等總重36t，上模重20t，活塞有效面積331662.5mm2，4個(gè)平衡器活塞缸。則 F=（36+20）×1000×9.8=548800（N）。需調(diào)整的平衡器氣壓值為：

P=KF/Sn=1.2×548800/331662.5×4≈0.5（MPa）

上述計(jì)算是純理論計(jì)算，氣壓調(diào)整值需根據(jù)機(jī)床實(shí)際情況來(lái)確定。

2.2 平衡器組件工作原理

壓力機(jī)工作前，壓縮空氣通過(guò)氣壓調(diào)整部分進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)管路進(jìn)入平衡器缸體內(nèi)，進(jìn)入缸體內(nèi)的壓縮空氣推動(dòng)活塞，活塞通過(guò)活塞桿支撐著滑塊、上模等重量。當(dāng)儲(chǔ)氣罐和平衡器缸體內(nèi)的氣壓達(dá)到要求時(shí)，停止進(jìn)氣。

壓力機(jī)工作時(shí)，滑塊在傳動(dòng)系統(tǒng)作用下做上下垂直運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑塊下行時(shí)，平衡器缸體內(nèi)的氣體在活塞的作用下通過(guò)管路進(jìn)入儲(chǔ)氣罐內(nèi)；當(dāng)滑塊上行時(shí)，平衡器缸體內(nèi)的活塞隨著滑塊上行，儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓縮空氣通過(guò)管路進(jìn)入平衡器缸體內(nèi)，降低了平衡器氣壓的波動(dòng)，從而達(dá)到平衡滑塊、上模等重量的目的。

2.3 平衡器的作用

①提高滑塊運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性；②改善制動(dòng)器的工作，減少發(fā)熱，提高制動(dòng)器的靈敏性和可靠性；③消除傳動(dòng)系統(tǒng)總體間隙，保證壓力機(jī)精度；④防止制動(dòng)器、離合器失靈，防止因連桿斷裂使滑塊因自重下落時(shí)可能引起的事故，保證生產(chǎn)安全。

3 平衡器氣壓的調(diào)整及其說(shuō)明

平衡器氣壓的調(diào)整值根據(jù)模具重量的不同而不同，理想的氣壓值是滑塊停在行程的中間位置時(shí)，用寸動(dòng)行程進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)操作時(shí)，滑塊懸浮不動(dòng)或輕微上浮為最佳狀態(tài)。

3.1 平衡器工作氣壓調(diào)整步驟

①根據(jù)平衡重量計(jì)算出平衡器所需要的氣壓；②將滑塊開到行程中間位置（即±90°）；③打開進(jìn)氣閥，一邊看調(diào)壓閥旁邊的氣壓表，一邊緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，直到氣壓表數(shù)值達(dá)到所需數(shù)值，且壓力表指針?lè)€(wěn)定為止；④關(guān)掉主電機(jī)，停止飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)；⑤用“寸動(dòng)”行程規(guī)范使制動(dòng)器脫開，這時(shí)觀察滑塊動(dòng)作。如果滑塊下落，說(shuō)明平衡器氣壓偏低；如果滑塊靜止不動(dòng)或非常緩慢地上升，說(shuō)明氣壓調(diào)整正確；如果滑塊上升較快，說(shuō)明氣壓偏高；⑥也可開動(dòng)滑塊裝模高度調(diào)整電機(jī)使滑塊上升或下降，測(cè)量該電機(jī)電流，若上升與下降時(shí)電機(jī)電流基本相同，說(shuō)明平衡器氣壓調(diào)整正確。

3.2 調(diào)壓閥調(diào)節(jié)時(shí)注意事項(xiàng)

①調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)手柄在調(diào)節(jié)時(shí)用力應(yīng)適當(dāng)，不能過(guò)猛；②調(diào)壓閥調(diào)整時(shí)，要注意不應(yīng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)快，要注意壓力表指針的波動(dòng)情況；③在打開放氣閥進(jìn)行放氣操作時(shí)，必須先將進(jìn)氣閥關(guān)閉；④放氣結(jié)束后需打開進(jìn)氣閥，讓氣源補(bǔ)充工作時(shí)壓縮空氣的損耗。

4 平衡器氣壓對(duì)壓力機(jī)的影響

由于上模的重量不等，壓力機(jī)在換模時(shí)必須進(jìn)行壓力調(diào)整，否則可能會(huì)導(dǎo)致壓力機(jī)裝模高度調(diào)整電機(jī)、主電機(jī)在上行程或下行程因負(fù)載過(guò)大，損壞電機(jī)，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致壓力機(jī)連桿損壞。壓力機(jī)精度受平衡器壓力的影響也很大，如果壓力調(diào)整得不好，有時(shí)甚至無(wú)法生產(chǎn)出合格工件。

若不調(diào)節(jié)平衡器氣壓或氣壓調(diào)節(jié)不好，即氣壓過(guò)高或過(guò)低，將給壓力機(jī)帶來(lái)諸多負(fù)面影響。

若氣壓過(guò)低，則：①壓力機(jī)工作時(shí)，增大了主電機(jī)的輸出扭矩和電流；②無(wú)法消除壓力機(jī)的總間隙，運(yùn)動(dòng)有沖擊，降低了壓力機(jī)的使用壽命；③在滑塊頻繁啟動(dòng)、停止，長(zhǎng)期工作的情況下，降低了模具的使用壽命；④滑塊調(diào)模時(shí)，增大了調(diào)模電機(jī)的輸出扭矩。在使用扭矩限制器的前提下，容易導(dǎo)致扭矩限制器脫開；⑤在制動(dòng)器出現(xiàn)故障情況下，滑塊會(huì)自動(dòng)落下；⑥增大滑塊停止時(shí)的制動(dòng)能量，加快了制動(dòng)器摩擦片的磨損；⑦增大了齒輪的傳遞扭矩和噪聲；⑧滑塊行程指示器指示滑塊的位置不穩(wěn)定。

若氣壓過(guò)高，則：①平衡器除平衡滑塊、上模等重力外，還增加壓力載荷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)拉斷結(jié)合處的螺釘；②停機(jī)時(shí)，增大了制動(dòng)器的制動(dòng)角，滑塊停止位置有可能過(guò)限（上死點(diǎn)）；③增加了離合器的工作扭矩，加快了離合器摩擦片的磨損；④增大了壓力機(jī)的工作能量，甚至出現(xiàn)皮帶打滑現(xiàn)象；⑤在制動(dòng)器出現(xiàn)故障情況下，滑塊會(huì)自動(dòng)上升；⑥其余同上述壓力過(guò)低時(shí)所述①、⑥、⑦、⑧等諸項(xiàng)影響均存在，不再贅述。

5 結(jié)束語(yǔ)

平衡器是壓力機(jī)中的重要部件之一，而平衡器氣壓的調(diào)整又直接影響到壓力機(jī)的性能和使用壽命。因此要在調(diào)整好平衡器氣壓的前提下使用壓力機(jī)，使之達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

[1] 何德譽(yù).曲柄壓力機(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.

[2] 華中工學(xué)院，等.機(jī)械傳動(dòng)及曲柄壓力機(jī)[M].北京：人民教育出版社，1976.

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[4] 王曉東.無(wú)給油潤(rùn)滑技術(shù)在壓力機(jī)用平衡缸上的應(yīng)用[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2007，42（6）：37-38.