大型串联伺服压力机典型故障处理及对策

2022-02-15靳海峰广汽丰田汽车有限公司

锻造与冲压 2022年2期

某汽车厂大型串联伺服压力机在投入生产使用后，经常会发生各种故障。因此本文主要以大型串联伺服压力机为例，介绍其工作原理，通过分析发生的重大典型故障，来介绍处理重大典型故障时采取的相关对策。

为了使压力机结构变得简单化、小型化，日本小松产业机械和某汽车株式会社共同开发了SS4-16M-460-215 型号的大型伺服压力机。当前，该型号的伺服压力机在某汽车公司得到广泛的使用和推广(图1)。

大型伺服压力机主要组成部分

伺服压力机机械结构

伺服压力机机械结构由上横梁驱动部分和伺服模垫的机械结构组成，如图2 所示。⑴上横梁驱动部分的结构由伺服驱动部分的结构(电机、减速机齿轮箱、上横梁)、滑块保持制动结构、滑块位置检测编码器部分的结构、齿轮锁紧装置的结构、滑块部分的结构(4点独立调节系统)、立柱部分的结构(直尺)组成。⑵伺服模垫的机械结构由伺服电机驱动部分的结构、模垫机械结构和均压化装置结构组成。

伺服驱动控制系统

伺服压力机控制系统的压力机控制部分、滑块控制部分、气垫控制部分都是由FS16i-MB CN 内的PMC 程序进行控制的。伺服控制原理：电源→伺服控制器→PDM分配模块→伺服放大器→伺服马达(编码器)→齿轮箱(曲轴角度编码器)→不等速减速机→滑块工作(直线尺位置控制)→冲压作业完成(图3)。

(3)平等保护和适时保护相结合的原则。非法集资犯罪涉案财物处置中，应将实际追缴到的财物依各被集资人资金损失的情况按比例分配。即使某一集资参与人就某项涉案财物设置了担保，其也不享有优先受偿权。集资参与人被退还的财物不足以清偿其债权的，在有第三人担保的情况下，其可针对担保人提起民事诉讼。为尽快恢复被破坏的社会关系，应当在案件审结后立即对涉案财物依法处置，将赃款及时发还被集资人。

典型故障及处理方法

伺服气垫滚珠丝杠损坏分析

⑵伺服马达轴承破损分析。按当初的零星散发故障来考虑，马达的寿命等于轴承的寿命，因此从轴承的寿命来查找原因进行判别。

来吧，快来吧，橘红，我等你。老沟林场回来后，就盼着这一天，等着这一天。喜孜孜的脸上，幸福的泪水放着光亮。他用衣袖擦干眼泪，将信收进箱子里。

⑶滚珠丝杠导致发生磨损的原因(图4)。高负荷时润滑性比较低，导致温度升高；在重载负荷下，润滑性低，导致滚珠隔垫磨损破裂；在滚珠隔垫破损情况下，造成相邻的2 个滚珠发生碰撞，出现凹坑；由于滚珠损伤，导致滚珠螺母、丝杠滚道表面出现剥离。

⑹滚珠丝杠滚珠直径变更对策(图5)。将滚珠丝杠的滚珠由5/8 寸变更成1 寸，基本额定荷重向上提升,使额定寿命提升到2 倍。滚珠直径与滚珠总数都与基本额定的荷重有一定关系，现行品与改良品式样对比见表2。额定寿命和动态额定荷重之间的相互关系，从丝杠的变更来看，改变滚珠的直径可以将丝杠的额定寿命提高2 倍。

⑸必须选择合适的模具行程和预备加速度的对策。模具行程示教功能必须以实际的模具行程为准。追加模具行程示教联锁功能和预备加速自动设定功能。

⑷滚珠丝杠寿命延长对策。润滑油性能提升(润滑油油品型号选择)对策。通过FZG 齿轮试验机进行齿轮油磨损试验、润滑油承载能力试验，还可以进行FZG 微点蚀和点蚀试验。对润滑油的添加剂、温度、其他因素微点蚀、点蚀的影响程度，可以快速、高效做出评价。荷重测试阶段数字越大越好,最高性能有12 级以上就可以。经过测试选用Mobil SHC630 作为适用于气垫滚珠丝杠用油，见表1。

伺服马达的频发故障

伺服马达是伺服压力机的动力组成部分之一，它通过同步皮带或者直接式联轴器将动力传递给减速机，带动压力机进行工作。目前某汽车厂伺服压力机生产线使用了178 台伺服马达，最近53 台伺服马达故障频发。

伺服马达轴承损坏典型故障事例

(2)由图3、4可知，第一道砼支撑在架设初期，由于承受基坑两侧的土压力，支撑轴力会迅速增大直至稳定，而在成功架设第二、三道钢支撑之后，由于钢支撑分担了一部分土压力，导致砼支撑轴力减小或增长趋势放缓。在第三道钢支撑拆除的过程中，两侧土体逐渐失去第三道支撑的支撑作用，土压力重新分配到第一、二道支撑，导致短时间内第一、二道支撑轴力骤然增大，待第三道钢支撑完全拆除之后，轴力变化趋于稳定。

⑵伺服气垫在高负荷生产时，发生过电流报警。经过调查，气垫内部传动滚珠丝杠发生磨损，使滚珠螺母内部的滚珠、隔垫发生碰撞造成表面剥落、隔垫碎裂。丝杠滚道发生刮伤、凹坑现象。

⑴伺服气垫工作原理：4 个伺服马达和皮带、同步皮带轮连接带动滚珠丝杠进行上升、下降(气垫压力：300t，3.75s/行程)，通过编码器进行位置控制行程，不同模具气垫压力和行程是不同的，最终将不同形状板件冲压成形。

⑴伺服马达轴承破损的形式(图6)。

马达的设计寿命，载荷条件以伺服气垫的马达为例，轴承寿命以轴的动态载荷作为同等平均载荷算出。生产部品以下记比率、假设1 个循环的扭矩计算，图7 为按3 个模式条件区分进行寿命计算；以1 个循环内发生的扭矩作为平均寿命计算，见表3。

该工程混凝土的测温分为热电偶测温和温度计测温两种形式。温度监测点的布置范围为基础浇筑体平面对称轴线的一半区域为测试区，在测试区内监测点按平面层布置。测温点沿混凝土浇筑体厚度方向，自上而下50 mm、800 mm、1 500 mm、2 200 mm、2 950 mm，共5层布置，即混凝土外表、底面、中心以及上中部、下中部测温点，共计60个，其中24个热电偶，36个测温孔。另外，在混凝土外表面的养护膜内布置10个温度测点，在大气环境中布置气温测点2个，合计72个。测温孔采用直径Φ 50 mm的钢管。

⑶马达径向载荷轴承破损。皮带初期的张紧力、气垫所受的载荷还有瞬间马达的最大扭矩，最终会使转子受到径向动态载荷。马达载荷过大造成润滑油膜被切断，使滚珠与轴承内外圈轨道面发生磨损，导致轴承保持架破损。

⑷马达轴承破损对策见表4。轴承强化，对轴承的材质、热处理方式进行变更，在高载荷下使用耐久性高的轴承。

伺服压力机滑块高速减速机输入轴断裂故障分析

伺服压力机在高速生产过程中发生联动中停止报警，对压力机伺服马达、减速机进行检查，寸有异响。打开盖板发现减速机皮带轮侧轴断裂(图8)，输入轴详细剖面图见图9。

苹果树喜爱干燥阳光，因此，不能浇水过多，要合理的对其进行灌溉。同样的，苹果树不同生长时期也有不同的灌溉方式和灌溉量。为了湿润土壤和果树的根系，种植者可以在春天应对果实进行适量的浇水灌溉；同时在果树开花前，对果树合适的灌水可以提高苹果树的坐果率；而当果实进入膨大期，种植者必须浇足够的水来保证苹果树对水分的需求量；所以浇水要合理，不能太多也不能太少，才能保证苹果树的产量和质量。

减速机输入轴断裂原因分析，输入轴在加工时调质处理，出现轻微弯曲变形和微小的龟裂现象，经过长时间的稼动使用，发生疲劳断裂。输入轴R 角过小是造成断裂的主要原因。从模拟输入轴的最大应力分布来看，根部R0.5mm圆角更改为R2.0mm圆角可以减少应力29%( 图10)。高速减速机的输入轴对策，将输入轴的台阶端R 圆角更改为R2.0mm，增强轴的强度和耐用度(图11)，后续高速减速机输入轴全部横展更换。