電動(dòng)螺旋壓力機(jī)主螺桿稀油潤(rùn)滑方案設(shè)計(jì)

王躍，成吉永

（1.營(yíng)口鍛壓機(jī)床有限責(zé)任公司，遼寧 營(yíng)口 115099；2.科維（營(yíng)口）工業(yè)有限公司，遼寧 營(yíng)口 115005）

電動(dòng)螺旋壓力機(jī)，由于其具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，打擊能量可精準(zhǔn)設(shè)置，并且可進(jìn)行程序鍛造等特點(diǎn)，成為各鍛造零件制造廠的首選設(shè)備。

如圖1 所示，簡(jiǎn)單了解一下電動(dòng)螺旋壓力機(jī)的主要結(jié)構(gòu)。

圖1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

飛輪與主螺桿連接為一體，安裝在機(jī)身橫梁內(nèi)，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。滑塊螺母與滑塊固定連接在一起，由機(jī)身導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向，通過(guò)螺桿的驅(qū)動(dòng)完成沖壓鍛造。

主螺桿和滑塊螺母是螺旋壓力機(jī)的關(guān)鍵零件，有傳遞運(yùn)動(dòng)和傳力兩項(xiàng)基本功能，工作負(fù)載非常大，并且多數(shù)設(shè)備配有自動(dòng)機(jī)械手臂進(jìn)行工件抓取，自動(dòng)化程度較高，長(zhǎng)時(shí)間摩擦還會(huì)導(dǎo)致螺旋副工作溫度過(guò)高。因此需要對(duì)其進(jìn)行良好的潤(rùn)滑，降低螺旋副的磨損，延長(zhǎng)零件的使用壽命。

常規(guī)的潤(rùn)滑方式是采用電動(dòng)油脂潤(rùn)滑泵對(duì)螺旋副進(jìn)行油脂潤(rùn)滑，這種潤(rùn)滑方式最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備制造成本低廉。但是存在諸多問(wèn)題。首先，在設(shè)備不工作時(shí)容易產(chǎn)生潤(rùn)滑脂干涸，導(dǎo)致管道阻塞，潤(rùn)滑脂不能足量進(jìn)入。其次，由于潤(rùn)滑脂無(wú)法回收，會(huì)有許多雜質(zhì)以及磨損的螺母銅屑滯留在潤(rùn)滑脂中,也會(huì)影響螺母的散熱。最后，電動(dòng)油脂潤(rùn)滑泵都是采用人工添加潤(rùn)滑脂，對(duì)設(shè)備維護(hù)人員素質(zhì)有一定要求，許多中小企業(yè)由于維護(hù)不及時(shí)，導(dǎo)致螺母過(guò)度磨損。最嚴(yán)重的情況將導(dǎo)致螺桿螺母粘黏。

由于設(shè)備的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特性，并且采用油脂潤(rùn)滑，設(shè)備在使用2～3 年后，需要對(duì)滑塊螺母進(jìn)行更換。且更換過(guò)程工作量巨大，更換周期較長(zhǎng)。會(huì)增加用戶在設(shè)備維護(hù)方面的開(kāi)支。

面對(duì)這種狀況，很多國(guó)內(nèi)外設(shè)備制造商對(duì)設(shè)備螺桿螺母采用稀油循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)，以延長(zhǎng)滑塊螺母的使用壽命，降低用戶的維護(hù)成本。

我公司借鑒國(guó)內(nèi)外設(shè)備制造商的潤(rùn)滑方案，并結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也更新升級(jí)螺桿螺母的潤(rùn)滑方案，并投放市場(chǎng)，且收效良好。如圖2 所示，下面就敘述稀油循環(huán)潤(rùn)滑系系統(tǒng)的潤(rùn)滑方案。

圖2 潤(rùn)滑方案圖

首先，由潤(rùn)滑油箱開(kāi)始給主螺桿和滑塊螺母供油，對(duì)螺旋副進(jìn)行潤(rùn)滑。在潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑之前需要先經(jīng)過(guò)圖2 中的6 號(hào)件分油器。分油器采用的是遞進(jìn)式分油器，這種分配器具有檢測(cè)功能，一旦潤(rùn)滑管道發(fā)生阻塞，分油器便可向控制系統(tǒng)發(fā)出潤(rùn)滑警報(bào)，提示潤(rùn)滑異常，這樣就可實(shí)現(xiàn)對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并排除故障。

滑塊的動(dòng)作是上下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，分油器固定在設(shè)備機(jī)身上，兩者之間需要進(jìn)行軟連接，可采用膠管總成，并且膠管外需要增加隔熱包布，對(duì)膠管進(jìn)行保護(hù)，防止膠管老化。具體長(zhǎng)度需要根據(jù)設(shè)備的尺寸及滑塊行程范圍確定。

既然是循環(huán)潤(rùn)滑，就要有潤(rùn)滑油回收裝置，圖2中的4 號(hào)滑塊回油管與滑塊進(jìn)行固定連接，對(duì)滑塊內(nèi)腔的潤(rùn)滑油進(jìn)行回收，潤(rùn)滑油引出后流入3 號(hào)回油管中，3 號(hào)回油管固定在設(shè)備立柱上，由于滑塊回油管隨滑塊一起進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此3 號(hào)回油管的口徑要大于4 號(hào)管，使滑塊回油管在3 號(hào)管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行回收。3 號(hào)固定回油管與1 號(hào)冷卻油箱之間，可采用大口徑的透明軟管進(jìn)行連接，在保證回油順暢的同時(shí)，也可對(duì)回油情況進(jìn)行觀察。

圖2 中1 號(hào)冷卻油箱，油箱先對(duì)回收的潤(rùn)滑油進(jìn)行過(guò)濾，之后對(duì)其進(jìn)行沉淀降溫，并且油箱內(nèi)帶有螺旋冷卻管，與設(shè)備基礎(chǔ)內(nèi)的冷卻水連接，使冷卻效果進(jìn)一步加強(qiáng)。經(jīng)過(guò)處理的潤(rùn)滑油將被重新注入潤(rùn)滑油箱，為了便于潤(rùn)滑油的回收，冷卻油箱會(huì)被安裝在設(shè)備基礎(chǔ)內(nèi)。

如圖3 所示，這樣就形成了一個(gè)由潤(rùn)滑油箱，分油器，冷卻油箱組成的閉合回路，對(duì)主螺桿和滑塊螺母進(jìn)行供油潤(rùn)滑，雜質(zhì)沖洗，降溫，并且具有潤(rùn)滑故障報(bào)警的循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)。

圖3 循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)

在稀油循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，我公司還做出一些輔助設(shè)計(jì)，在細(xì)節(jié)上對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行完善。

通常設(shè)備的主螺桿有一部分是暴露在空氣中，采用稀油潤(rùn)滑后，潤(rùn)滑液由于螺桿的高速旋轉(zhuǎn)會(huì)四處飛濺，對(duì)于這種情況，我公司在設(shè)備上增加了一個(gè)防塵伸縮罩，見(jiàn)圖2 中零件8，這種護(hù)罩需要外購(gòu)定制，采用耐油材料，并且要有較長(zhǎng)的使用壽命（≥5年）。護(hù)罩兩端帶有連接法蘭。下端連接在滑塊體上端，上端連接在橫梁內(nèi)部的擋油套上，見(jiàn)圖2 中7 號(hào)零件。

防塵罩可以防止?jié)櫥惋w濺，并且將飛濺的潤(rùn)滑油回收至滑塊內(nèi)腔。由于鍛造設(shè)備在工作時(shí)會(huì)對(duì)零件噴灑潤(rùn)滑石墨，空氣中會(huì)存在大量粉塵。防塵罩還可以阻擋粉塵進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)，避免潤(rùn)滑油被污染。

對(duì)潤(rùn)滑油箱以及冷卻油箱，我公司也增加了一些相應(yīng)的設(shè)置。首先潤(rùn)滑油箱是持續(xù)向螺桿螺母進(jìn)行供油，因此需要進(jìn)行最低油位進(jìn)行限制，防止油泵干抽并導(dǎo)致?lián)p壞，當(dāng)潤(rùn)滑油箱油位過(guò)低時(shí)，會(huì)向控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。冷卻油箱接收反饋信號(hào)后，會(huì)向潤(rùn)滑油箱進(jìn)行補(bǔ)油。保證潤(rùn)滑油箱油量充足。潤(rùn)油箱到達(dá)容積上限后同樣回發(fā)出信號(hào)，這時(shí)冷卻油箱將停止向潤(rùn)滑油箱補(bǔ)油。

冷卻油箱也是如此，當(dāng)設(shè)備回收的潤(rùn)滑油達(dá)到油箱上限時(shí)，冷卻油箱會(huì)自動(dòng)向潤(rùn)滑補(bǔ)油。將潤(rùn)滑油箱補(bǔ)至容積上限。

為了防止由于回油不暢導(dǎo)的潤(rùn)滑系統(tǒng)油量不足，冷卻油箱同樣存在最低油位限制。這些在控制方面的設(shè)置可以保證潤(rùn)滑系統(tǒng)處在一個(gè)動(dòng)態(tài)平穩(wěn)的循環(huán)狀態(tài)。

不同型號(hào)的設(shè)備，其主螺桿的直徑也不同，因此對(duì)潤(rùn)滑油的供給量也有所差別，所配置的分油器排量也不同。我公司產(chǎn)品涉及的型號(hào)比較齊全。包括公稱力400t～6300t 之間的全部標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。為了規(guī)范設(shè)計(jì)，我公司做出如下要求，如表1 所示。

表1 潤(rùn)滑方案

上述內(nèi)容是我公司針對(duì)電動(dòng)螺旋壓力機(jī)主螺桿潤(rùn)滑系統(tǒng)的升級(jí)方案，以及細(xì)節(jié)方面的優(yōu)化處理，希望對(duì)行業(yè)內(nèi)從業(yè)人員提供一個(gè)參考方案。

與油脂潤(rùn)滑相比，稀油循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)在設(shè)備制造成本上會(huì)有一定的增加，但因其具有的雜質(zhì)沖洗，降溫冷卻的功效，延長(zhǎng)了螺桿螺母的使用壽命，減少設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)效率的影響，也大大降低了設(shè)備維護(hù)的費(fèi)用。