J55型高能螺旋压力机故障诊断与维修

2018-02-16胡延东

现代制造技术与装备 2018年2期

胡延东

1 高能螺旋压力机的原理及特点

高能螺旋压力机（又称离合式螺旋压力机），是20世纪70年代末在国外出现的新型模锻压力机，这种压力机改变了传统螺旋压力机的飞轮做正反向旋转的运动方式和螺杆与飞轮联为一体的整体结构形式。高能螺旋压力机的电机驱动大转动惯量的飞轮做定向运动，飞轮上设有液压控制的摩擦式离合器进行快速脱开与结合，离合器的结合带动从动盘与主螺杆旋转，从而驱动滑块下行，滑块打击完后由两端的回程缸将滑块拉升回位。

该压力机与传统锻压设备相比具有以下优点：每次打击可输出的能量大；滑块可在90%行程的任何位置都可输出最大的打击力和能量；行程次数多，生产效率高；滑块行程可调节，离合器压力可调节，输出不同的打击力；双重导轨具有抗偏载能力，可多模膛锻造；具有上下顶出装置；滑块完成锻造后立即回程，锻件成型时间短，延长了模具寿命。

但是，该设备零件加工精度要求高，控制系统复杂，再加上液压系统对环境温度敏感，导致该类型设备故障率偏高、维修难度大。

2 J55型高能螺旋压力机故障诊断与维修

当高能螺旋压力机出现故障后，应先对系统仪器仪表进行观察，再对故障可能发生原因加以分析。液压系统不同于机械故障容易判断，一个小问题可能引起大故障，切不可盲目对液压控制元件先进行拆卸。在维修过程中，这会将固体颗粒物带入系统，导致油液的二次污染，出现其他故障现象，增加维修难度。

2.1 回程缸系统

正常情况下，滑块每完成一次下行打击，会在回程缸向上作用力下瞬时反弹，并上行至上死点。如果出现滑块完成一次打击工作后，滑块上行缓慢；或者上行一段距离后下行，然后再次上行至上死点位置；或者滑块完成打击工作后，停留在下死点位置不继续上行,则回程缸系统发生故障。

2.1.1 滑块完成打击后上行缓慢

滑块完成打击后上行缓慢，主要原因有三点：一是滑块上端缓冲阀未能及时打开，导致润滑油液不能从缓冲阀排除，缓冲阀提前起到了阻尼作用；二是回程缸液压系统高压压力调节偏低，导致滑块向上作用力不够；三是回程缸缸体内有泄漏，回程油缸上腔有过多的油不能及时排除。

2.1.2 滑块上行一段距离后下行，然后再次上行至上死点位置

这种现象重点检查蓄能器的氮气压力，检查氮气压力时应先将蓄能器底部截止阀打开，观察回程缸系统压力变为零，再将液压站关闭一会儿测量。值得注意的是，在打开截止阀时必须先将滑块缓慢落到底部，防止滑块快速落下伤人。氮气压力正常为系统压力的2/3。此外，作为回程缸系统动力源的液压油泵长时间磨损出现内泄，内泄使得油泵的流量和蓄能器的流量之和不能满足回程缸上升速度的需求，处理这种现象时，人们可用手摸油泵，泵体的温度会特别烫。

2.1.3 停留在下死点位置不继续上行

一是检查蓄能器氮气压力，这时氮气压力可能为零，蓄能器气囊出现了破损或者蓄能器单向阀漏气。二是滑块上凸模与模座下凹模配合间隙过小，打击后上凸模卡死在下凹模里面，回程缸向上作用力不足以分开模具，这种情况多发生在刚更换完模具的第一次生产过程中。

2.2 滑块打击无力或打击不稳定

设备正常运行期间，会出现打击压力波动较大、压力不稳定，锻件成型后薄厚不一致、厚度尺寸超差，设置面板压力调整频繁、锻件废品增加等现象。

出现以上现象时，首先检查离合器系统压力是否稳定，人们通过离合器压力表直接可以观察到离合器压力是否波动过大。

如果离合器在不工作状态时系统压力波动过大，首先检查离合器系统加载溢流阀阀芯是否卡死，造成卸荷。这种情况可以清洗或者更换加载溢流阀，这时就有必要更换液压系统过滤网。完成上述检查后，如果离合器压力依旧波动过大，则要判断液压泵是否有故障导致系统供压不足，根据维修经验，泵的问题相对较少。

如果在离合器结合过程中离合器系统压力波动较大，则重点检查离合器的几个主要控制阀（进油阀、放油阀、电液比例阀）。关闭主电机电源开关，待飞轮彻底停止后将操作面板置于调整位置，观察离合器是否常加载，如果常加载则是进油阀问题。手动按下离合器结合按钮，同时手动强制关闭放油阀阀芯不要松开，接着松开离合器结合按钮，观察离合器弹簧是否回弹。如果立刻回弹说明放油阀有卡阀现象，需要清洗或者更换放油阀。

在检查确认以上两个步骤无故障的情况下，再对电液比例阀进行分析检查，这个阀通过调整控制面板压力的大小观察打击力是否有变化就可以间接判断出来。

2.3 机械传动系统

这个主要表现在离合器没有结合，但滑块向下运动，电机启动比较吃力。在离合器没有结合工作状态的情况下，滑块出现运动下行，对人而言有很大的危险性。造成这样现象的主要原因有：一是离合器间隙调整太小，从测量孔检查，离合器结合与非结合对称四个点的间隙在2～2.5，太小飞轮与离合器就不能完全脱开。二是观察摩擦块是否破裂、卡死在从动盘与飞轮之间。如果出现破裂现象，不论多少都应全部更换，这一现象在实际运转中常出现。三是电机起动电流偏大，此时不能强制起动电机，应人为盘转飞轮，如果飞轮彻底盘不动，可以判定飞轮轴承有问题，造成卡死，需拆卸离合器飞轮更换轴承。这一故障在设备工作运转中突发性情况概率高一些。