進口大型鍛壓設備維護保養與維修淺析（上）

文/程志旗，杜立東，梁士玉，卓偉，宋凱·中國重汽集團濟南動力有限公司鑄鍛中心

當今重卡鍛壓生產線已進入了機器人自動化制造階段，特別是工業以太網、現場總線技術的普及應用。自動化技術與鍛壓設備相結合，使得鍛壓設備在結構和復雜程度上都上了一個新臺階，企業的鍛壓設備管理面臨著前所未有的機遇和挑戰。

大型鍛壓設備引進的成本是非常高昂的，且鍛壓設備上的關鍵備件的費用對企業來說也是一個不小的數目，為此必須要完善良好的鍛壓設備管理和維護保養制度，才能延長鍛壓設備的使用壽命。因此，企業完善對鍛壓設備的管理與維護保養，成為企業日常管理制度中的重要組成部分。

我公司2009年引進歐洲某公司具有當今國際先進水平的KP12500、MP8000熱模鍛壓力機，成為現代化國有大型企業。自動化鍛壓生產線項目總投資4億元人民幣。2011年7月建成并試運行,同年九月正式投產。這兩條生產線除采用德國進口主機外，其余輔機設備均采用國內一流鍛壓設備，如合肥鍛壓YH16-20MN精整液壓機、濟南二機床J37-12.5MN熱切邊機、一重10MN閉式雙點壓力機設備，鍛件成形中轉環節全部由KUKA機器人完成，加熱設備由應達提供，為兩條高效率、全自動化的大型鍛壓生產線（圖1）。

圖1 大型鍛壓生產線

熱模鍛壓力機的特點

KP萬噸熱模鍛生產線具有效率高、自動化流水線的特點，其大型KP楔式壓力機具有打擊速度快、模具熱接觸時間短、模具使用壽命長的優點，并且采用上、下頂料設計，抗偏載能力強、導軌精度高、鍛件質量好。控制系統采用西門子最新的安全PLC、與KUKA機器人的安全區域功能配合，實現生產作業過程中的人機安全。機體四周設有作業窗口，方便監控與機器人進入。特殊設計的快速換模裝置，使拆卸與更換模具便捷迅速，且人員需求大大減少、操作簡單。具有集中潤滑系統和自動補充潤滑系統，采用潤滑分配與監控模塊，有效降低潤滑失效風險。機身拉桿螺栓安裝高精度的噸位儀，直觀顯示鍛造力與設備的偏載情況，并設置超負荷與偏載預警，提高了人員對鍛件成形過程的監控能力。

KP楔式壓力機的工作原理及結構特點

變頻器驅動的主電機通過三角皮帶連接來驅動帶飛輪的中間軸，中間軸與蓄能大齒輪嚙合，通過離合器將大飛輪的動能，周期傳遞給滑塊進行做功。在釋放做功沖程（行程）時，被彈簧加壓的制動器被氣動脫開，與曲柄軸的連接通過氣動驅動的離合器完成。曲柄軸的旋轉運動通過一個結構堅固的壓力桿以線性運動方式傳遞到楔塊。楔塊上端面以機架作為支撐，將滑塊向下運行。

所有運動部件，包括上模座、模具的重量和慣性力由兩個平衡氣缸進行補償。平衡缸安裝在機架上方。

滑塊的行程位置可以由電動調節。

機器上下部位各配備有液壓驅動的頂出裝置。

⑴機架。

熱模鍛壓力機機架（圖2）主要由機架上橫梁、兩個側立柱以及下橫梁組成，它們通過4根拉緊螺桿被力傳遞地連接在一起。

圖2 熱模鍛壓力機機架

⑵壓力機傳動。

壓力機傳動（圖3）通過電機完成。在壓力機啟動狀態下，電機通過三角皮帶帶動中間軸，中間軸與大飛輪、離合器裝置與曲柄軸連接。在靜止狀態時，制動器使曲柄軸與制動器底座連接在一起，使滑塊保持在其初始位置。

圖3 壓力機傳動

在釋放做功沖程（行程）時，制動器分離，離合器閉合，由此實現傳動與曲柄軸之間的連接。通過壓力桿和楔塊，曲柄軸的旋轉運動以線性運動的方式傳遞到滑塊。

關機時（變頻器驅動關閉），中間高速軸通過飛輪制動器制動。

通過離合器和制動器的準確切換，驅動曲柄軸在加速和制動時幾乎沒有延遲。

⑶滑塊。

滑塊執行壓力機的鍛壓動作：滑塊上、下行動作是來自曲柄軸的旋轉運動，通過連桿楔塊傳遞給滑塊。通過楔塊與滑塊之間的力傳遞連接，使滑塊在增加的回程力作用下向上運動。滑塊的行程位置可以進行連續調節，與多種產品的模具工裝相匹配。滑塊在機架側立柱導向下，上下移動。該滑塊導向為滑動導向方式，導向板間隙可調，導向接觸面由集中潤滑單元進行潤滑。滑塊下面有一套快速拆換模座的液壓墊鎖緊裝置。

⑷工件頂出裝置。

滑塊上的頂出裝置將加工完畢的工件直接從上模具頂出。液壓缸做功時，活塞將頂出桿頂到模座上的開孔里，使在模具和模座內被導向的頂出裝置運動。

下橫梁上的頂出裝置（圖4）將加工完畢的工件直接從下模具頂出。

圖4 下橫梁上的頂出裝置

頂出動作通過頂出桿完成，頂出桿由位于工作臺下面的液壓缸驅動并提升。頂出桿在工作臺內由導向套筒進行導向。運行時，頂出桿進入模座上的開孔里，使在模具和模座內被導向的頂出裝置運動。通過液壓缸內置磁致伸縮位移傳感器對頂出行程進行檢測，通過PID算法控制的下頂出比例閥對行程限定。頂出桿的下位由限位開關在頂出杠桿處進行冗余監控。兩鍛打工作工位頂出系統相互獨立。頂出裝置的各潤滑部位均連接到集中干油潤滑系統。

⑸液壓系統。

液壓機組向機器的各液壓分系統供應液壓油，液壓機組配備了過濾、加熱和冷卻循環系統。

⑹氣動系統。

熱模鍛壓力機上重要的功能由氣動實現：離合器、制動器、平衡缸、氣動泵源等。

熱模鍛壓力機配有自動干油潤滑系統（圖5）。潤滑油脂由一臺氣動的潤滑劑供給泵輸送到潤滑管道系統中，然后經過可單一控制的分配點（潤滑組）供應到各個潤滑點。干油潤滑系統的設計為全損耗潤滑方式。根據所設定的壓力行程數，潤滑脈沖被釋放。每個潤滑組的潤滑數均根據其需要而定。行程數可以在一定范圍內更改。每次潤滑脈沖所需的潤滑劑量由潤滑劑分配器的結構形式及大小決定。

圖5 自動干油潤滑系統

潤滑系統（潤滑劑分配器功能）被設備控制系統實施監控，包括潤滑動作時間過長、過度潤滑、無潤滑反饋信號都會顯示在設備控制系統的屏幕上。

⑻冷卻水系統。

熱模鍛壓力機傳動裝置的制動器為水冷冷卻。冷卻水裝置如圖6所示。

圖6 冷卻水裝置

在設備就緒狀態下，直通閥為打開狀態。制動器冷卻水系統內的流量通過直通閥分別對制動器機殼、中間環和壓力環進行調節。流量通過傳感器進行標定監控，并在流量傳感器上有狀態顯示。如果流量低于設定的最低值，那么控制系統就會封鎖壓力行程。

經過改革，國務院組成部門由40個精簡為29個。移交給企業、社會中介機構和地方的職能100多項；部門內設機構減少200多個，精簡了四分之一，改革后行政編制由原來的3.23萬名減至1.67萬名，精簡了47.5%，分流干部的安置工作順利進行。

⑼噴、吹掃系統。

在自動線生產節拍的間隙，噴吹裝置（圖7）將模具上的氧化皮吹凈，噴上冷卻水與石墨，然后通過壓縮空氣將模具型腔內的積水與石墨再吹凈。噴吹裝置主要包括噴頭、噴頭支架、機械手、軟管支架和噴射介質裝置。

圖7 噴吹裝置

設備的保養

為充分發揮熱模鍛壓力機的生產能力，提高經濟效益。我公司制定了一系列的設備使用、維護規章制度，并且任用責任心強、熟悉設備結構原理、技術過硬的技術工人進行設備的操作、維護和保養工作。KP12500主機設置1名專職機械液壓工程師，按壓力機運行時間和使用手冊，負責執行維護保養工作內容。

運行期間的檢查

每3個月需要對機器進行定期檢查。檢查要點如下。

⑴驅動裝置和軸承的運行噪聲變化和溫升（Wincc數據歸檔記錄查看）。

⑵檢查軸承的潤滑狀況（滑動軸承上必須有油脂，油膜均勻且可以用手指刮起）。

⑶潤滑（油脂的顏色變化，氣味及油脂中的金屬顆粒需進行油品檢驗）。

⑷檢查螺栓的緊固情況（正常狀態下，畫的對齊刻度線沒有跑動）。

⑸檢查刮泥條和導向板表面的磨損情況（是否有劃痕或裂紋）。

⑹檢查端蓋（平衡缸蓋、頂出油缸完好無損）。

⑺檢查皮帶的磨損情況（必要時進行拉力調整或噴涂皮帶油）。

⑻幾何位置檢查（相對跑動與對中情況）。

⑼變頻器和開關柜的空調清潔狀況（臟污）。

⑽排放油箱中的冷凝水（或使用帶空氣干燥的呼吸器）。

液壓設備的檢查

稀油潤滑和液壓站，只需要定期檢查油位、油色，進行必要補充。

液壓與潤滑系統采用較為完善的檢測傳感器進行監控。根據系統類型采取壓力、溫度與流量控制。當系統不滿足最低要求時，每種故障將在人機面板上予以顯示。

液壓設備上的冷卻循環過濾器，應根據保養計劃中相應的數據進行清理或更換濾芯。根據經驗，如果濾芯堵塞極易引起油溫升異常或流量不足，嚴重時導致電機熱過載。

根據使用經驗，每2000h運行后，應對稀油潤滑的油樣進行檢驗。通過分析油樣的運動粘度、總酸值、油泥氧化程度、水分、污染程度等參數，來確定潤滑系統中的金屬磨損程度，進而判斷被潤滑部位與泵的工作狀態。特別需要注意的是取樣必須在泵運轉的情況下進行，因為當油流動時，固態污染物質無法在油箱底部沉淀，從而獲得真實的油品狀態信息。

清潔油箱

每次更換工作介質前必須清理油箱，清除底部沉淀物。必須檢查內壁防腐漆的附著情況，必要時補刷。為了提高工作效率，推薦使用市面上常見的硅膠條刮凈側壁上的細微顆粒物，并且用無紡布進行最后的徹底清理，保證液壓與潤滑系統的清潔度。