冲床结构原理与典型故障分析

曹芳青

（格力电器（石家庄）有限公司，河北石家庄 050000）

冲床结构原理与典型故障分析

曹芳青

（格力电器（石家庄）有限公司，河北石家庄 050000）

根据冲床结构组成和工作原理，研究冲床典型故障机理，给出排除方法和预防措施，便于冲床日常保养与维修。

冲床；飞轮；变频器

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.12

0 前言

冲床作为钣金车间主要设备，主要完成钣金件冲压工作。通过对冲床结构及工作原理进行分析，能够使设备维修人员深入了解冲床状况，快速判断设备故障点并找到解决办法，通过对冲床典型故障进行分析，找到相应预防措施，减少设备停机时间，降低设备故障率，提高设备维修效率，对做好设备保障工作具有举足轻重的作用。

1 冲床结构

冲床按照滑块驱动力分为机械式冲床、液压式冲床；按照滑块运动方式分为单动、复动、多动；按照滑块驱动结构分为曲轴式冲床、无曲轴式冲床、肘节式冲床、摩擦式冲床、螺旋式冲床、齿条式冲床、连杆式冲床、凸轮式冲床；同时冲床有不同吨位，以格力电器（石家庄）有限公司钣金喷涂分厂数量较多的单曲轴200 t冲床（型号OCP-200E）为例，该冲床主要包括14个部分，即平衡器、曲轴前轴受、连杆、左导板、滑块、集油槽、滑块板、台盘、双手操作盘、双手操作盘托架、右导板、主操作面板、主操作面板托架、电控箱。

2 冲床工作原理

冲床的工作原理主要是将圆周运动转换为直线运动，主电机带动飞轮动作，经过离合器带动齿轮、曲轴、连杆等部件运转，从而达成滑块运动。冲床对材料施加压力，使其塑性变形，从而得到所要求的形状和精度。每台冲床配合一副模具，上模安装于冲床滑块上方，下模安装在冲床下台盘处。钣金件置于模具中间，通过冲床上滑块的上下运动，使其变形，得到冲压后的钣金件，冲压时施加于钣金件之力所造成的反作用力，由冲床本体所吸收。

3 冲床典型故障及排除方法

3.1 冲床卡死故障（图1和图2）

冲床作为主要的机械装置，经常性出现的一类设备故障，即为冲床卡死，其中发生频率较高的为冲床举牙卡死故障。

3.1.1 故障状况

（1）故障现象：冲床模高无法调整，滑块运动有卡阻现象。

（2）故障分析：①经检查发现主马达运转正常，传动机构运转正常，排除造成滑块卡阻的动力因素；②调模电机接触器正常吸合，排除调模系统电控因素；③手动转动链盘，左侧无法转动，右侧转动轻松，确定左侧连杆或蜗轮卡死；④球头球座拆开分离后，转动左侧蜗杆正常，确定左侧举牙卡死。同时转动右侧蜗杆时模高指示器无动作，确定为调模超上限导致，举牙卡死。

3.1.2 产生原因及预防措施

（1）原因分析。造成此类设备故障的主要原因有两点：①员工不规范操作为主要原因，平时调模工在调模过程中违规操作，超过调模上限，对冲床造成较大损伤，同时员工私自打开设备配电系统，对设备误操作，留下设备隐患；②设备润滑不到位，举牙内油品不足，同时设备专项点检不到位，设备定期维护不及时。

（2）采取措施。后期要求保全人员对设备操作员工进行专项培训，提升员工操作技能；并定期对调模系统进行专项检查，专项保养。

图1 冲床卡死故障1

图2 冲床卡死故障2

3.2 冲床漏油故障（图3和图4）

3.2.1 故障状况

（1）故障现象：设备后侧内壁出现大量红褐色油迹。

（2）故障分析：①通过油品颜色判断，设备内壁油品为红褐色，判断为离合刹车油；②检查发现飞轮加油口、游标位置无漏油现象、飞轮内侧发现明显油迹，断定为飞轮内侧油封位置漏油；③该台设备使用6 a之久，且每天运行时间约20 h，密封圈存在老化现象，并且查询该台设备的履历表，发现该台设备在故障发生前曾进行过一次吊装移位工作，初步判断在设备吊装移位过程中出现震动，造成飞轮内密封圈损坏，导致设备漏油；④经过对飞轮拆卸发现离合器油品中含有少量杂质，油品中含有杂质，造成离合器发热，加剧密封圈老化。

图3 冲床漏油故障1

图4 冲床漏油故障2

3.2.2 产生原因及预防措施

（1）原因分析。①主要为设备使用年限已久，密封圈属于胶类，长期使用，存在较大的老化现象；②设备吊装移位对设备造成一定的损伤，尤其是在移位过程中出现大幅度的震动现象；③设备油品含有杂质，且油品更换不及时，加剧密封圈老化。

（2）采取措施。①离合刹车油品每半年更换1次，且及时检查；②设备密封圈等易损件做好最低设备备件库存；③尽量减少设备吊装移位，移位过程中注意落地速度缓慢均匀，避免对设备活动部位造成冲击。

3.3 变频器异响故障（图5和图6）

3.3.1 故障状况

（1）故障现象。设备运行过程中主马达变频器异响严重。

（2）故障分析。经拆卸检查发现变频器内部灰尘严重，内部接触器完全被灰尘包裹，导致接触器触点无法正常吸合。时断、时闭，发出异响；且变频器安装方式不合理，冲床长期振动较大，变频器下方无固定支撑架，造成变频器随着冲床的振动内部线路松动。

3.2.2 原因及预防措施

（1）原因分析。①设备操作人员及设备维护人员没有及时对变频器进行清理，造成内部积灰严重，影响设备正常使用；②变频器安装方式不合理。

（2）采取措施。①设备操作人员每天对变频器进行清理，设备保全人员每周对变频器进行一次深度保养，保证变频器正常使用；②对变频器结构进行改造升级，增加辅助支撑，减少因为冲床震动对变频器造成的不良影响。

4 冲床日常维护保养

冲床日常维护保养与专业性检修非常重要，尤其是作为生产设备，维护保养不到位，非常容易造成设备故障，而影响生产。

4.1 电气部分

校核控制器及操作反应情况，校核马达及托架固定螺丝是否旋紧，各按钮脚踏开关是否正常，校核继电器接点磨耗，及时做好保养工作，并对变频器等重要电器部位进行周期性检查。

4.2 设备润滑

（1）离合器的空气润滑组件，消除所有积水，添加润滑油至正确位置。

（2）平衡器润滑，手动加油泵，每天1次，每次5下；曲柄轴及连杆合铜，每8 h电动黄油泵加油润滑，主齿轮箱油浴室，1500 h更换；滑块球座及锯牙部，每1250 h检点；离刹每2400 h时更换。

（3）注意齿轮箱及离合刹车内润滑油在新设备运转后750 h更换，其后每2400 h更换并清洗油槽，每运转1250 h检点滑块球坐视情况再加50～100 mL油脂。

图5 变频器异响故障1

图6 变频器异响故障2

4.3 机械部分

（1）台盘。确认没有异物放置在台盘上，台盘固锁螺丝没有任何松脱现象，确认台盘水平度在公差范围内。

（2）离合器。校核是否有异响。

（3）驱动齿轮。校核齿轮及键是否紧密，校核齿轮是否有适当的润滑。

（4）滑块。校核滑块调整的涡轮蜗杆是否适当润滑，校核模高指示器是否准确。

（5）马达传动。校核马达轴与皮带有无松脱现象，皮带机皮带轮是否有裂纹磨损和变形。

（6）清洁。清洁冲床内外侧，清楚任何异物。

5 结束语

冲床作为冲压行业常见设备，运行原理相对来说比较简单，随着设备使用年限增加，设备异常情况必然会逐年增多，必须每年对冲床进行一次集中性的年度检修工作，包括设备的电气部分、机械部分，尤其对于飞轮，若出现异响或漏油等情况，如不及时处理，当问题严重时既要对飞轮进行拆卸，内部元器件更换，还要耗费大量人力物力。所以说平时加强对设备的保全管理，做好设备润滑等保养工作，对于常见故障，要不断总结经验，并做好基本备件的储备工作，故障发生后能够快速解决。

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〔编辑 王永洲〕