高速精密冲床轴承的润滑保护及发展方向

发布时间:2018-10-13  发布者:禹创重工机械
一般双面数控镗孔专用机床均采用润滑油对关键运动部件进行强制循环润滑冷却,润滑油经过油冷机自动循环,润滑系统是冲床较 主要的辅助系统,通过对某企业生产的某型号高速冲床调研发现,其中由于使用维护不当导致的故障占到20%左右。影响润滑系统运行可靠性的环境因素除了气温、湿度、灰尘、电压等外部环境之外,冲床自身的振动和润滑油品质更是不可忽视的一部分。例如,油液温度是润滑冷却功能实现的关键,可以在油冷机上设定冲床需要的冷却油温度,当油冷机故障或者是冲床处于极端环境温度下时,冷却油的温度就会达不到使用要求。润滑油的粘度、酸碱性及清洁度都会影响油液的润滑性能,尤其是清洁度,油液污染会引起过滤网堵塞,冲床供油压力不足,长时间后将导致机械部件干摩擦,对冲床危害极大。冲床的油压是由油泵提供,正常情况下在0.4MPa左右,当油泵故障或油路堵塞时,会造成运动部件供油不足,引起更大的故障。
通过对高速冲床润滑系统进行环境适应性分析后可知,润滑系统运行可靠性不高的原因不仅仅是其固有可靠性差的问题。由于用户的使用维护不当,超出了冲床规定的使用维护条件,而导致润滑系统故障频发,根本原因就是冲床的环境适应性不够好。为此,提出如下改进建议:
(1)进行冲床环境适应性设计研究。同可靠性一样,产品的环境适应性是设计出来的,主要取决于选用的材料、构件、元器件耐环境的能力和其结构设计和工艺设计时采取的耐环境措施是否完整有效。因此,设计人员要明确环境适应性设计任务,制定设计大纲,采用热设计、三防设计、防电磁干扰设计等方法来保证冲床的环境适应性能够满足可能出现的极端使用环境要求。
(2)严格控制外购件质量。润滑系统组成单元多为外购件,外购件质量对冲床的运行可靠性有重大影响。现有的入厂验收方法只是检查外购件的功能参数是否符合要求,没有考虑其可靠性与环境适应性。因此,建议对电器元件如继电器等进行专门的环境应力筛选试验。经验表明,采用温度循环与随机振动结合的方法,可以筛选掉元器件90%以上的早期故障。
(3)制定维护手册,明确维护保养措施。由于冲床润滑系统的运行可靠性受使用环境的影响较大,因此,有必要制定专门的维护保养手册以规范用户维护方式。手册中应包括维护保养项、保养周期、重要度、保养措施等内容,其中,重要度正是根据系统中各单元的环境适应性来确定的。
阀门专机轴承在冲床上长时间作回转运动,务必做好充分的润滑,以确保其长期灵敏性,轴承在保养上较 重要的是润滑油脂的补充。润滑油脂补充的根本目的:
(1)轴承滑动润滑面的润滑(防止直接与金属接触)。
(2)于滚动接触面构成油膜,使之能耐载荷、耐磨耗。(以上两项同时具有降低冲床噪音的功效。)
(3)具有老化滑脂及微小磨耗粉的洗净效果。
(4)有润滑油脂的存在使轴承具有防蚀、防尘、防振、隔音等方面的良好效果。
但是润滑油脂添加量过多时会产生反效果。如:轴承过热、长时间持续于高温状态、滑脂漏泄等等。润滑不足是润滑油脂补给量过少时,润滑油脂不能循环至轴承本体的内部,会导致轴承间的金属摩擦,造成轴承温度升高。
(5)轴承润滑油脂添加的时间间隔,以冲床标牌上记载的每日24小时运转的日数相近的时间补充,这样可大幅延长轴承使用寿命,并确保其长期正常的运转。
加工产品精度与冲床的特性有关。冲床的特性主要有两个,一是刚性,它包括纵向刚性一一滑块与工作台的拱曲和机架的弹性伸长;横向刚性一一偏心负荷影响下滑块的水平移位。其二为滑块的运动特性,包括垂直度、平行度、直线度等对产品的精度有很大的影响。产品的精度不是只和冲床有关,它与材料、模具、润滑等都有关,不能只考虑某一因素。从冲床的要素来考虑,产品的厚度方向的精度与纵向刚度有关,而偏差、弯曲或平行度则与横向刚性及运动曲线特性有关。所以提高这些特性,产品精度可提高、模具寿命延长、生产的稳定性也能提高。
下面我们来介绍一种评定冲床加工精度的重要指标一一下死点精度。一般情况下,零件成形的精度越高,要求冲床的下死点精度也越高。高速精密冲床不但要有高的运转速度,还要有较高的下死点精度。下死点精度是高速精密冲床关键的性能指标,关系到冲压加工件的精度和模具的使用寿命,是评定产品制造水平、技术水平的一项重要指标。冲床下死点精度是指冲床工作过程中,滑块运动到较 低点的实际位置与理想位置的接近程度。
影响高速冲床下死点精度的因素有很多:如机床工作时产生的振动、摩擦和磨损;温度变化引起零部件的变形;机床各零部件的制造误差和装配误差、各运动部位的间隙;惯性力、冲裁力引起的床身变形和导向变形;机床是否使用减振装置以及机床锁紧部分是否可靠等。
为减小这些因素对高速冲床下死点精度的影响,在冲床设计时,主传动系统采用稳定的单轴双拐的双点传动结构,机身采用高强度、吸振性能好的闭式两段预紧式分体机身;系统采用具有热变形互补功能的热平衡技术;滑块重复定位精度采用下死点高度动态调整技术控制;导轨采用2柱塞+8面平面滚针导轨导向结构等。具体的技术方案主要有:冲床的振动控制技术,热平衡控制技术,导向技术,零部件精密加工技术以及机床的装配、调试技术等。
目前,高速冲床正向数控化和柔性自动化方向发展,尤其是数控技术在高速冲床上的应用,使整个冲压过程实现了高速冲床的自动化。综合国内外高速冲床的现有技术水平及发展状况,其发展趋势可以总结为以下几个方面:
(1)实现生产高效性,性能柔性化。
(2)继续向高速度、高精密和高效率的方向发展。
(3)在滑块上采用更加先进的导向方式,获得更高的加工精度。
(4)监测、调试、控制方式更灵活,人性化。
(5)向节能、环保和降噪的方向发展,高速冲床在研发方向上,开始向“五绿”看齐。
总之,未来高速冲床的发展趋势将是速度和吨位,振动和噪声控制,惯性力平衡,热平衡,间隙补偿控制,下死点精度等全方位协调发展。
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