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概述
     壓力機(jī)是粉末冶金零件生產(chǎn)的主要設(shè)備。全自動粉末冶金液壓機(jī)具有功能全,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),故倍受制品生產(chǎn)廠家的歡迎。但是,由于全自動液壓機(jī)集機(jī)電、液壓于一體,在生產(chǎn)中易發(fā)生故障,加之工作介質(zhì)只能在封閉裝置中運(yùn)行,故一旦發(fā)生故障,使人難以查找原因并作出準(zhǔn)確的判斷。
    我公司購進(jìn)的30Ｔ全自動液壓機(jī),主要用于生產(chǎn)Ｓ195氣門導(dǎo)管,產(chǎn)品的壓制面積為1.65ｃｍ2。壓機(jī)投入使用后,產(chǎn)品的質(zhì)量、班產(chǎn)量及模具的使用壽命,均得到提高。但使用時(shí)間不長便相繼出現(xiàn)壓制毛坯尺寸變高,壓機(jī)脫模無力,回程速度慢,油溫升高等現(xiàn)象,導(dǎo)致機(jī)器不能正常運(yùn)行。經(jīng)制造廠家修理和更換全套主缸后,經(jīng)調(diào)試恢復(fù)正常。但使用不久,故障又依舊出現(xiàn)。此現(xiàn)象使維修工和制造廠家產(chǎn)生困惑,疑慮系超壓所致。對此,筆者認(rèn)為必須找準(zhǔn)故障產(chǎn)生的真正原因,方能從根本上解決壓機(jī)存在的問題。

2　壓機(jī)的主缸結(jié)構(gòu)及故障分析
    2.1　主缸的結(jié)構(gòu)及工作原理
    根據(jù)該機(jī)的運(yùn)行情況和說明書介紹得知,壓機(jī)的壓制、脫模、回程動作控制均來自主缸。其主缸結(jié)構(gòu)見圖1。主缸的缸體15經(jīng)缸帽11、Ｏ形密封圈13、螺栓12的作用對外保持密封,缸內(nèi)的上活塞17、下活塞20為組合形。上活塞桿貫穿于下活塞的內(nèi)孔中,按壓制工藝需要,各自上下可作分與合的運(yùn)動,并且密封件牛皮圈4、5、8、9經(jīng)圈壓板3、6、7、10由螺栓14和鎖緊帽19緊固在各自的活塞上,形成互不相通的3個(gè)液壓密封腔。當(dāng)下腔進(jìn)油時(shí),壓機(jī)即回程;中腔進(jìn)油使壓機(jī)脫模;上腔進(jìn)油活塞下行為壓制,下行的行程決定壓坯的高度。由此可知,此處即為壓機(jī)產(chǎn)生故障的根源。　
    2.2　主缸受損情況及其原因分析
    打開缸帽從上腔可見,用于固定圈壓板的8只Ｍ8六角螺栓,其中有2只被平頭拉斷,落在圈壓板面上。其余螺栓也因受拉變形。板面多處留下被壓凹的痕跡,原用的普通牌號鑄鐵圈壓板,沿板中的孔開裂成數(shù)塊（圖2）,牛皮密封圈被割破,缸體被局部劃傷。中腔、下腔也出現(xiàn)上述現(xiàn)象,只是傷損稍輕。
    根據(jù)現(xiàn)場情況分析,拉斷的螺栓頭在油壓的作用下落在活塞的圈壓板面上,當(dāng)活塞上行至近缸帽處時(shí)受阻,致使薄弱處及連串的零件損壞,內(nèi)部壓力泄漏和串腔。螺栓更換后仍無濟(jì)于事,檢查和測量上、下活塞與缸體為間隙配合,并無明顯的摩擦跡象。是什么力使多處螺栓幾次被拉斷呢?經(jīng)認(rèn)真分析判斷認(rèn)為,使用非標(biāo)準(zhǔn)密封件牛皮圈是螺栓被拉斷的根本原因,理由有3點(diǎn):
    （1）非標(biāo)準(zhǔn)牛皮密封圈因尺寸差異更換困難。查閱現(xiàn)有資料,未發(fā)現(xiàn)采用牛皮作密封件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因此非標(biāo)準(zhǔn)備件難以購買,偶爾買到的牛皮密封圈每只之間也存在尺寸差異,從而更換困難;
    （2）非標(biāo)準(zhǔn)牛皮密封圈與缸體接觸摩擦力大。由于牛皮圈彈性小,斷面為Ｕ形,與缸體呈面接觸,摩擦力大,引起壓機(jī)空載運(yùn)行時(shí)表壓波動大;      （3）非標(biāo)準(zhǔn)牛皮密封圈增大缸體與活塞間的摩擦阻力。活塞往復(fù)時(shí)摩擦產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致牛皮圈受熱膨脹,使缸體與活塞間的摩擦阻力增大。
    上述3點(diǎn)雖無摩擦力的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),但實(shí)踐已反映出摩擦力大于螺栓所能承受的zui大力,從而使緊固的螺栓首先斷裂。

3  采用標(biāo)準(zhǔn)件密封圈,改進(jìn)活塞結(jié)構(gòu)
    密封件是壓機(jī)的主要元件,用于油缸中的密封件尤為重要。標(biāo)準(zhǔn)件聚氨酯密封圈具有耐壓、耐磨、耐腐蝕和可在-30℃至80℃范圍的油溫中工作的特點(diǎn)[1],選用它來取代非標(biāo)準(zhǔn)密封圈*符合生產(chǎn)要求。在操作時(shí),將原活塞上的導(dǎo)向環(huán)取下,對該端外圓作車磨加工,另配雙腔密封圈座的活塞套,兼作導(dǎo)向環(huán),材料為鑄鐵ＨＴ30-50[2]。圈壓板由45#鋼制成。密封件采用標(biāo)準(zhǔn)的Ｏ形圈和聚氨酯Ｙ圈,經(jīng)螺栓連接分別裝配在2個(gè)活塞上,改進(jìn)后的活塞結(jié)構(gòu)見圖3。由于上腔是蘊(yùn)藏傳遞zui大公稱壓力的腔,所以對上腔采用雙圈密封,中、下腔則為單圈密封。此外,我們還注意到,活塞端面與缸帽的空間高度應(yīng)大于選用的螺栓頭的直徑。

4　使用效果
    上、下活塞改進(jìn)后,部件減少。采用的密封圈截面為Ｙ狀,與缸壁為線性接觸,摩擦力減小,壓機(jī)空載行程表壓低,滿負(fù)荷試運(yùn)行平穩(wěn),使工作壓力和壓制精度均得到提高。該壓機(jī)經(jīng)改進(jìn)后投入正常生產(chǎn)至今已7年多,所生產(chǎn)導(dǎo)管類制品達(dá)數(shù)百萬件,不僅產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,而且壓機(jī)再也沒有發(fā)生前述現(xiàn)象,做到確保設(shè)備的正常生產(chǎn)和延長設(shè)備的維修周期,降低了修理費(fèi)用,見表1。實(shí)踐證明,主缸結(jié)構(gòu)改進(jìn)是成功的。在此基礎(chǔ)上,我們對該型多臺壓機(jī)按上述方法進(jìn)行了改制。

5　結(jié)論
    （1）30Ｔ全自動粉末冶金制品液壓機(jī)適合生產(chǎn)細(xì)長制品,但在生產(chǎn)中幾臺設(shè)備先后發(fā)生故障。經(jīng)檢查分析認(rèn)為,壓機(jī)的主缸上下活塞部件存在薄弱環(huán)節(jié),螺栓雖是故障的直接引發(fā)點(diǎn),但根本原因是非標(biāo)準(zhǔn)件牛皮密封圈產(chǎn)生摩擦力,使液壓機(jī)不能正常工作。
    （2）上、下活塞部件的改進(jìn)和采用標(biāo)準(zhǔn)的聚氨酯密封件,使液壓機(jī)恢復(fù)了正常運(yùn)行。通過長期生產(chǎn)證明,主缸結(jié)構(gòu)的改進(jìn)取得很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,不僅使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,而且節(jié)省維修的時(shí)間和生產(chǎn)費(fèi)用。致謝　改制過程中得到沈繼林、徐志明、陸瑞吉、吳建國等同志的協(xié)助,在此僅致謝意。