李廣娟,魏 偉,宋春蘭,卓 靜
(1.江蘇省徐州鍛壓機床廠集團有限公司,江蘇 徐州 221116;2.江蘇徐州工程機械研究院,江蘇 徐州 221004)
離合器是壓力機的關(guān)鍵部件,承擔著動力源和執(zhí)行機構(gòu)接合與分離的功能。其形式多種多樣,結(jié)構(gòu)較復雜。離合器是瞬時傳遞較大扭矩的部件,因此,其工況較復雜,故障點較多。例如:離合器打滑、不能正常脫開、摩擦片磨損快、扭矩不足、發(fā)熱等。本文分析了一臺大型閉式壓力機離合器在使用過程中發(fā)熱的原因,并提出了解決措施,僅供參考。
在離合器的故障中,最常見的就是離合器的發(fā)熱問題。正常工作中離合器的溫升大約在20℃左右,但出現(xiàn)故障的離合器,溫升可達到120℃,甚至更高。
由于溫升太大,可能導致金屬結(jié)構(gòu)件變形、運動部件或摩擦片磨損加劇、內(nèi)部密封件損壞、潤滑油沸騰蒸發(fā)等諸多問題。最終會使離合器功能喪失、抱死,從而引發(fā)更大的安全事故。
針對裝配過程中發(fā)現(xiàn)的一臺大型閉式壓力機離合器發(fā)生發(fā)熱抱死的問題,我們對大型閉式壓力機離合器抱死問題產(chǎn)生的原因進行深入研究。
現(xiàn)場調(diào)查本臺產(chǎn)品試車情況:在進行10min-1的單次試驗過程中發(fā)現(xiàn)離合器1h 后發(fā)生抱車現(xiàn)象,在對離合器間隙及動作協(xié)調(diào)性自行調(diào)整后問題仍未得到解決。經(jīng)一周左右調(diào)試仍不能達到交車要求,每次均為離合器端發(fā)熱抱車,制動器沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)熱情況。
分析離合器發(fā)熱的原因,主要有:
(1)彈簧質(zhì)量問題。離合器拆解后對彈簧進行檢查,發(fā)現(xiàn)彈簧存在變形現(xiàn)象,彈簧高度相差較大。此彈簧為標準件,查詢國家標準,其中對彈簧的高度尺寸沒有要求; 查詢彈簧生產(chǎn)廠家發(fā)現(xiàn)此批彈簧為本地某生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的彈簧,對此廠家生產(chǎn)彈簧進行檢測后發(fā)現(xiàn)達不到使用要求。更換廠家重新采購彈簧,并對新購彈簧的尺寸及力學性能進行檢測,可以達到使用要求。
(2)離合器齒圈內(nèi)齒加工變形。對離合器齒圈進行拆解,用塞尺檢查離合器齒圈與活塞間的齒側(cè)間隙,發(fā)現(xiàn)間隙不均勻。將離合器齒盤拆下進行檢查發(fā)現(xiàn)離合器齒盤變形。對離合器齒盤返修,并加大離合器齒圈與活塞間的齒側(cè)間隙,返修后重新安裝并用塞尺檢查,發(fā)現(xiàn)齒側(cè)間隙均勻,單側(cè)有0.4mm 左右間隙。
圖1 飛輪結(jié)構(gòu)示意圖
圖2 離合器活塞示意圖
(3)離合器活塞與飛輪配合的軸與孔均按照極限尺寸進行加工,造成離合器活塞與飛輪配合間隙過小。對離合器活塞和飛輪的圖紙進行分析,分析結(jié)果為:飛輪上配合孔外徑要求 ?500(-0.068~-0.223),內(nèi)徑 ?830(0~+0.360);離合器活塞配合孔內(nèi)徑要求?500(0~+0.155),外徑 ?830(-0.09~-0.320),由圖紙尺寸分析離合器活塞內(nèi)圈配合間隙為0.068 mm~0.378mm,外圈配合間隙為 0.09mm~0.680mm,飛輪圖紙(見圖1)要求以1 孔為基準,2 外圓相對于1孔的同軸度要求為0.04mm,3 孔相對于 1孔的同軸度要求為0.06mm,可以推算出2外圓相對于3 孔的同軸度要求為0.10mm;離合器活塞圖紙(見圖2),要求以 1 孔為基準,2 孔相對于 1 孔的同軸度要求為0.05mm,3 外圓相對于1 孔的同軸度要求為0.05mm,可推算出2 孔相對于3 外圓的同軸度要求為0.10mm。由以上數(shù)據(jù)可推算出,如果內(nèi)外圈間隙小于0.10mm,就有可能出現(xiàn)工件合格而配合間隙達不到要求的情況。由于同軸度誤差測量相對困難,而離合器活塞由于離合器結(jié)構(gòu)問題在離合器活塞裝配后無法測量出準確的配合間隙,考慮到離合器工作過程中溫度會有一定的升高,因此測量飛輪及離合器活塞內(nèi)外徑配合尺寸應大于0.30mm。
對離合器活塞的內(nèi)外配合尺寸進行返修,內(nèi)外徑各車去0.2mm。
實行以上措施后,對離合器重新組裝,并按照要求試車,單次按照10min-1進行。結(jié)果顯示:改進前,單次試驗1h 就會發(fā)生抱車現(xiàn)象;改進后,經(jīng)過8h 單次試驗,離合器沒有發(fā)生發(fā)熱抱車現(xiàn)象,離合器及制動器溫度也控制在要求范圍內(nèi),達到技術(shù)要求。
造成離合器發(fā)熱的原因是多方面的,實際中可能是某一因素在起作用,也可能是多種因素共同作用。本文對實際故障處理提出解決方案,具有一定指導意義,同時為相關(guān)零件的設(shè)計精度提供參考。
[1]徐 灝.機械設(shè)計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.
[2]郁龍貴,喬世民.機械制造基礎(chǔ)[M].北京:清華大學出版社,2009.
[3]顧安民.曲柄壓力機的離合器、制動器過熱原因分析.重型機械,1980,(5).
[4]夏 偉,王國棟,李 偉,等.解決離合器制動器摩擦過熱的主要措施.鍛壓裝備與制造技術(shù),2010,45(4).
[5]何德譽.摩擦離合器制動器設(shè)計參數(shù)選擇的商榷.鍛壓裝備與制造技術(shù),1979,14(1).