韓德紅 余朝輝 郭改麗
(1.國(guó)機(jī)重裝成都重型機(jī)械有限公司,四川610052;2.二重(德陽(yáng))重型裝備有限公司,四川618000)
近年,汽車工業(yè)飛速發(fā)展,帶動(dòng)了汽車零部件企業(yè)飛速發(fā)展,中小鍛件的需求量日益增加。生產(chǎn)過(guò)程中,如何保證設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行,提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,減少勞動(dòng)強(qiáng)度,保證產(chǎn)品質(zhì)量成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。壓力機(jī)有精確的滑塊導(dǎo)向裝置,高剛度的鑄鋼機(jī)身,因此壓力機(jī)生產(chǎn)的鍛件質(zhì)量高,特別是對(duì)于像曲軸、前梁這樣的長(zhǎng)形鍛件。熱模鍛壓力機(jī)是生產(chǎn)中小鍛件的主要設(shè)備,是一種曲柄滑塊機(jī)構(gòu),主要由機(jī)身、電機(jī)裝置、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、連桿裝置、滑塊導(dǎo)向裝置、制動(dòng)器、離合器及氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等部件組成??焖俑咝У臐?rùn)滑系統(tǒng)是保證設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行的主要因素之一。
曲柄壓力機(jī)的曲柄連桿滑塊是壓力機(jī)的關(guān)鍵工作機(jī)構(gòu),它把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),并提供壓力,而連桿與偏心軸的良好潤(rùn)滑是設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)及鍛件產(chǎn)品質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。目前,熱模鍛壓力機(jī)的連桿與偏心軸之間的潤(rùn)滑均采用油脂潤(rùn)滑。連桿兩側(cè)分別裝入左、右軸套(連桿和軸套均鉆有潤(rùn)滑孔),最后再和偏心軸裝配,如圖1所示。當(dāng)熱模鍛壓力機(jī)運(yùn)行需要潤(rùn)滑時(shí),油脂泵通過(guò)潤(rùn)滑管道把油脂泵入主分配器,潤(rùn)滑脂通過(guò)連桿與軸承套的潤(rùn)滑油孔流入到偏心軸外表面,最后潤(rùn)滑脂流動(dòng)、擴(kuò)散到軸套與偏心軸之間的腔體,從而達(dá)到潤(rùn)滑的目的。偏心軸與連桿之間的軸套材料選擇不當(dāng)、制造精度低、載荷過(guò)大、偏心軸與連桿之間的間隙過(guò)小、異物侵入、潤(rùn)滑不足和散熱不良都會(huì)導(dǎo)致軸套研傷、發(fā)熱或抱軸等事故發(fā)生。所以對(duì)連桿與偏心軸套之間的潤(rùn)滑以及結(jié)構(gòu)都有很高的要求。
1—偏心軸 2—軸承 3—連桿 4—左軸套 5—右軸套
油脂潤(rùn)滑缺點(diǎn)是:當(dāng)采用油脂潤(rùn)滑時(shí),偏心軸和連桿軸套在混合摩擦狀態(tài)下工作,即同時(shí)存在邊界摩擦和液體兩種摩擦狀態(tài),油膜是不連續(xù)的,所以潤(rùn)滑脂流動(dòng)性差,內(nèi)摩擦阻力大,所需工作壓力高,無(wú)法形成動(dòng)壓油膜;很難有效迅速擴(kuò)散到整個(gè)潤(rùn)滑面;受污染后難凈化。
傳統(tǒng)的潤(rùn)滑裝置還包括稀油潤(rùn)滑裝置,采用稀油潤(rùn)滑所需工作壓力低,成本相對(duì)較低,其流動(dòng)性和散熱性能較好。缺點(diǎn)是如果對(duì)各潤(rùn)滑點(diǎn)的油量控制不好,易污染環(huán)境。同時(shí)由于傳統(tǒng)的稀油裝置油路設(shè)計(jì)復(fù)雜,容易泄漏,無(wú)法應(yīng)用到連桿軸瓦的潤(rùn)滑。
(1)根據(jù)某鍛壓廠40 MN熱模鍛壓力機(jī)工況情況進(jìn)行分析,收集連桿潤(rùn)滑主要參數(shù)。
(2)參照連桿與偏心軸的設(shè)計(jì)參數(shù),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況數(shù)據(jù),計(jì)算并確定潤(rùn)滑相關(guān)參數(shù)及裝置結(jié)構(gòu)。
(3)形成連桿與偏心軸稀油潤(rùn)滑裝置初步設(shè)計(jì)方案。
(4)將該裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化與驗(yàn)算。
新型設(shè)計(jì)方案所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置,該熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,能夠快速高效地潤(rùn)滑熱模鍛壓力機(jī)連桿與偏心軸,減小軸套與偏心軸的磨損,延長(zhǎng)軸套與偏心軸的使用壽命。
1—偏心軸 2—軸承 3—連桿 4—軸套 5—潤(rùn)滑油孔 6—回油孔
該裝置主要包括偏心軸、連桿、軸套、軸承等,如圖2所示。連桿上有安裝通孔,偏心軸穿過(guò)連桿的安裝通孔,連桿的安裝通孔兩端與偏心軸的外圓之間均設(shè)置有軸套;軸套固定安裝在連桿的安裝通孔內(nèi);軸套與偏心軸配合,軸套的外圈與連桿的安裝通孔配合;連桿的安裝通孔兩端均設(shè)置有擋油環(huán)、端蓋,端蓋與連桿固定連接;擋油環(huán)位于安裝通孔內(nèi),且位于端蓋與軸套之間;擋油環(huán)與偏心軸固定連接;擋油環(huán)的內(nèi)圈與偏心軸的外圓周面之間密封配合;端蓋的內(nèi)圈內(nèi)徑小于或者等于擋油環(huán)外圈的最小直徑;連桿的安裝通孔內(nèi)有第一回油孔、第二回油孔,且油孔均連通的回油口;軸套與擋油環(huán)之間的間隙與第一回油孔連通;安裝通孔兩端的兩個(gè)軸套之間的間隙與第二回油孔連通;連桿的安裝通孔內(nèi)壁上有進(jìn)油孔,連桿上有進(jìn)油口;軸套內(nèi)圈上有潤(rùn)滑油孔,潤(rùn)滑油孔與連桿上的進(jìn)油孔連通;軸套與偏心軸之間有間隙。至少有兩個(gè)潤(rùn)滑油孔,且沿安裝通孔的軸線方向均勻分布。
熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置,還包括外連接塊。擋油環(huán)通過(guò)外連接塊與偏心軸固定連接;外連接塊一端與擋油環(huán)固定連接,另一端與偏心軸固定連接。擋油環(huán)與偏心軸之間有密封圈。擋油環(huán)的外圓周面為鋸齒形,且靠近軸套的一端有環(huán)形凸臺(tái)。擋油環(huán)的環(huán)形凸臺(tái)端與軸套之間有間距。軸套一端有壓緊環(huán),軸套通過(guò)壓緊環(huán)固定在連桿的安裝通孔內(nèi)。
該方案提供的熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置通過(guò)在端蓋與軸套之間的擋油環(huán)以及在連桿上設(shè)置的供油管道和回油通道實(shí)現(xiàn)偏心軸和連桿之間的稀油潤(rùn)滑,取代了油脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。在使用過(guò)程中,只需將潤(rùn)滑稀油通過(guò)潤(rùn)滑管道泵入連桿與偏心軸之間的油腔,由于稀油流動(dòng)性強(qiáng)、擴(kuò)散性好,潤(rùn)滑稀油可快速擴(kuò)散到偏心軸和軸套之間的間隙內(nèi),潤(rùn)滑后的稀油通過(guò)回油通道從偏心軸和軸套之間的間隙流出進(jìn)行回收;同時(shí)潤(rùn)滑稀油帶走部分熱量有利于設(shè)備穩(wěn)定高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。由于稀油具有更低的摩擦阻力,能夠降低設(shè)備能耗,減少磨損。因此熱模鍛壓力機(jī)連桿潤(rùn)滑裝置能夠有效提高偏心軸和軸套的潤(rùn)滑效果,降低偏心軸和軸套的磨損,加快潤(rùn)滑部位散熱,降低潤(rùn)滑成本,延長(zhǎng)偏心軸和軸套的使用壽命,提高熱模鍛壓力機(jī)工作的穩(wěn)定性。同時(shí)增加潤(rùn)滑稀油回收裝置,可以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油的回收,避免潤(rùn)滑稀油的浪費(fèi),節(jié)約了資源,避免稀油潤(rùn)滑對(duì)工作環(huán)境的污染。
該裝置實(shí)現(xiàn)了偏心軸和連桿之間的潤(rùn)滑方式由傳統(tǒng)油脂潤(rùn)滑到稀油潤(rùn)滑的轉(zhuǎn)變,為同類設(shè)備的改進(jìn)優(yōu)化提供了一種設(shè)計(jì)思路。
連桿稀油潤(rùn)滑裝置提供了快速高效的潤(rùn)滑,保證設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),延長(zhǎng)偏心軸和軸套的使用壽命,節(jié)約資源,避免稀油潤(rùn)滑對(duì)工作環(huán)境的污染,使熱模鍛壓力機(jī)更加環(huán)保。
目前該新型稀油潤(rùn)滑裝置已成功完成加工制造,并運(yùn)用在國(guó)內(nèi)某廠兩臺(tái)40 MN熱模鍛壓力機(jī)設(shè)備上,設(shè)備運(yùn)行情況良好,達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。