1 000 t油壓機回轉壓頭間隙消除的改進措施

吳松華

(南通中遠川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005)

?

1 000 t油壓機回轉壓頭間隙消除的改進措施

吳松華

(南通中遠川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005)

針對油壓機在工作狀態下因壓頭回轉需要，在回轉壓頭的上壓盤、壓頭之間須存在間隙，在頻繁的加壓、提升過程中，此間隙會給回轉壓頭帶來部件損壞等問題，通過增加夾緊裝置消除該間隙，降低設備的故障率，減少維修工作量，增加設備的可靠性和安全性。

1 000 t油壓機；回轉壓頭；間隙消除

1 000 t油壓機是造船廠常用的彎曲設備，可實現對板材、型材及構件的彎曲成形、折彎、校正等作業，主要用來加工船艏及波狀壁等船用冷彎工件。在實際使用過程中，回轉壓頭的上壓盤與壓頭間會存在間隙，加壓時由此帶來的沖擊不僅會導致部件的損壞，還存在安全隱患，故決定對回轉壓頭進行間隙消除的改進。

1　回轉壓頭工作原理及使用狀況

1 000 t油壓機的回轉壓頭結構見圖1。油壓機的主油缸為活塞缸，油壓機工作時，油缸的活塞桿(含與其連接的連接盤、上壓盤、大齒輪、壓頭)作垂直上下運動。壓頭下部的T形槽用于固定可拆卸式的上模具，在油壓機的工作臺上裝有下模具。當所要加工彎曲的板材通過布置在機體兩側的輸送輥道送至上、下模具之間時，油缸上腔進油，活塞桿向下做加壓動作，板材彎曲成型。隨后，油缸下腔進油，活塞桿上升收回，上模具上升。

為滿足不同的彎曲曲率，在壓頭上用螺栓固定一大齒輪，由擺線針輪減速機驅動，用于壓頭帶動上模具一起旋轉。同時，位于工作臺上的下模具也會同步旋轉。

由圖1可見，壓頭(含大齒輪)是通過中間吊軸、平面推力軸承、開槽鎖緊螺母固定于上壓盤上，上壓盤又通過連接盤吊裝在活塞桿上。壓頭是通過擺線針輪減速機和變頻制動電機驅動旋轉的，為滿足靈活旋轉功能，壓頭與上壓盤間需留有0.3～0.5 mm的間隙。在使用過程中，發現此處的間隙有不利的影響。

1)油壓機每天需要工作2班制，16 h，油缸活塞桿上下做加壓動作次數超過2 000次。壓頭很頻繁地上、下運動，受力不同，壓頭與上壓盤間存在的間隙對平面軸承、鎖緊螺母有沖擊。隨著使用時間的延長，出現鎖緊螺母松動、間隙變大，最終需要拆卸緊固螺母并調小間隙。

2)存在安全隱患。鎖緊螺母松動后，因使用沖擊會導致中間吊軸與其配合的外螺紋滑牙。壓頭及其下部吊裝的上磨具重量達2 t，一旦軸頭螺紋滑牙，此重量會瞬間落下至工作臺上，可能會造成下模具損壞、人員受傷。

3)間隙所導致的沖擊易使連接盤與上壓頭的一圈緊固螺栓松動、折斷，需要定期緊固，還要費勁將斷螺栓取出。

4)間隙的存在而引起的沖擊會加速中間吊軸的疲勞，影響軸的使用壽命。

5)間隙的存在影響工作效率。

2　改進思路和措施

總體思路：在壓頭升降、加壓等動作過程中，通過夾緊裝置將間隙消除，只有在壓頭旋轉時才會產生間隙。

在活塞桿內部增加一套夾緊裝置，用于消除間隙。安裝位置如圖2所示的圓圈處。

2.1夾緊裝置

夾緊裝置由活塞桿、彈簧座、缸體、碟形彈簧、套筒、密封件等組成，通過螺栓固定于連接盤上，見圖3。

圖1　回轉壓頭構造

圖2　夾緊裝置安裝圖(圖中圈處)

圖3　夾緊裝置

當壓頭升降、加壓等狀況下，通過碟簧的彈力將活塞桿向上提升，達到消除間隙的目的；只有當壓頭需要回轉時，活塞桿上部通入壓力油，克服碟簧的彈力，活塞桿下降，在上壓盤、壓頭間產生間隙。初始間隙通過活塞桿最下端的螺母進行調節。

其中，用活塞桿和軸套替代了原來的中間吊軸，活塞桿熱處理調質至230～260 HBS[1]。

夾緊油缸放大圖如圖4所示。

圖4　夾緊油缸放大圖

采用碟形彈簧的規格為160 mm×82 mm×10.5 mm×6 mm，如圖5所示，安裝于夾緊裝置的有桿腔與碟簧座之間，特性曲線如圖6所示[2]。

圖5　碟形彈簧組合形式

圖6　復合碟形彈簧特性曲

當上壓盤、壓頭及上模具安裝固定在活塞桿上后，碟形彈簧產生初始壓縮量。再通過緊固活塞桿下部的螺母，彈簧進一步壓縮，提升力會逐步加大，直至上壓盤、壓頭的間隙滿足0.3～0.5 mm。單片碟形彈簧尺寸見圖7。

圖7　碟形彈簧尺寸

2.2增加控制油路

在該1 000 t油壓機液壓系統中[3]的控制回路中增加一路控制閥，即2位4通閥D3W20BNJP。在壓頭需要回轉時，電磁閥得電右位接通；壓頭回轉到位時，電磁閥失電[4]。

另外，需要在連接盤上鉆橫豎向Φ8油孔，連通活塞的無桿腔。

2.3電氣修改

在操作臺上增加一只撥鈕開關，用于控制電磁閥，操作夾緊裝置的夾緊和放松。

3　結論

在回轉壓頭上增加了夾緊裝置后，有效消除了上壓盤、壓頭之間的間隙，減少了日常維修的工作量，確保了設備使用的可靠性、高效性、安全性，使用效果良好，設備運行正常。

[1] 紀嘉明，苗潤生.熱處理實用技術[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2] 張英會．彈簧[M]．北京：機械工業出版社，1982.

[3] 吳松華，10 000 kN液壓機液壓系統故障分析[J].船海工程,2012，41(3):89-91.

[4] 李新德.液壓與氣動技術[M].北京：清華大學出版社，2009.

The Improvement Measures for Eliminate Rotary Head Gap of 1 000 t Hydraulic Press

WU Song-hua

(Nantong COSCO KHI Ship Engineering Co. Ltd., Nantong Jiangsu 226005, China)

The clearance between the rotary head pressure plate and the pressure head in the hydraulic press is needed during the working status. In the process of frequent pressure and rising, this gap can bring many problems to the turn head. Increasing the clamping device can effectively eliminate the gap, reduce the failure rate of the equipment and the workload of maintenance, so as to increase the reliability and safety of the equipment.

1 000 tons hydraulic press; rotary head; eliminate the gap

2015-12-08

2016-03-30

吳松華(1979—)，男，學士，工程師

U672.2

A

1671-7953(2016)04-0061-04

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2016.04.015

研究方向:通用設備技術管理

E-mail:wusonghua@nacks.com