24000kN 機(jī)械壓力機(jī)偏心銅套磨蝕故障探究

丘 宇

（柳州柳新汽車(chē)沖壓件有限公司，廣西 柳州 545005）

我司現(xiàn)有一臺(tái)24000kN、8 連桿機(jī)械壓力機(jī)主傳動(dòng)偏心體軸套，由于潤(rùn)滑不良，在連續(xù)滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)條件下分別于2019 年3 月和2021 年1 月發(fā)生2 次偏心體軸套磨損抱死的重大停設(shè)備故障，嚴(yán)重影響了公司的正常生產(chǎn)。

24000kN、8 連桿機(jī)械壓力機(jī)偏心體軸套潤(rùn)滑系統(tǒng)采用稀油潤(rùn)滑，由潤(rùn)滑泵站提供潤(rùn)滑油為偏心體連桿銅套等部件潤(rùn)滑。

1 實(shí)例分析

1.1 故障描述

24000kN 機(jī)械壓力機(jī)在全負(fù)荷連續(xù)生產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油箱回油濾網(wǎng)堵塞、潤(rùn)滑油從立柱回油口溢出情況。經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)，在回油濾網(wǎng)中存在一定的銅粉。

進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，上橫梁右后偏心銅套部位溫度達(dá)到112℃，其他3 處相同位置的溫度均為30℃左右，初步判斷右后偏心存在異常。

1.2 拆解后的狀態(tài)

針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)主傳動(dòng)進(jìn)行了拆解，右后偏心027 銅套與偏心研死，偏心外表面存在輕微掛銅。左前027 銅套存在輕微研傷，右前、左后027 銅套狀態(tài)較好，幾乎沒(méi)有磨損。

2 原因分析

2.1 銅套潤(rùn)滑流量計(jì)算

銅套潤(rùn)滑量按照下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：Q 為潤(rùn)滑量計(jì)算值，單位ml/min；D 為銅套內(nèi)徑，mm；L 為銅套長(zhǎng)度，mm；K 為潤(rùn)滑系數(shù)，取25×10-5。

027 銅套的相關(guān)參數(shù)為：D=985，L=347，π=3.14159，代入上式，得

038 銅套的相關(guān)參數(shù)為：D=1190，L=117，π=3.14159，代入上式，得

2.2 銅套潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)分析

027 銅套的供油路徑為：潤(rùn)滑泵站→潤(rùn)滑分配器→主軸偏心內(nèi)孔→銅套偏心→027 銅套，屬于間接潤(rùn)滑。如圖1 所示。

圖1 銅套潤(rùn)滑路徑

2.3 潤(rùn)滑流量驗(yàn)證

（1）主軸潤(rùn)滑油量驗(yàn)證。右后027 銅套為6 號(hào)潤(rùn)滑點(diǎn)，設(shè)計(jì)給定流量1000 ml/min。經(jīng)過(guò)對(duì)6 號(hào)潤(rùn)滑點(diǎn)的實(shí)際流量進(jìn)行了驗(yàn)證，29s 接油量約550ml，潤(rùn)滑量約為1100 ml/min，如圖2 所示。說(shuō)明從分配器進(jìn)入主軸的潤(rùn)滑油量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

圖2 各潤(rùn)滑點(diǎn)流量

（2）主軸油孔驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)對(duì)主軸供油孔的位置進(jìn)行了檢查。從痕跡可以看出，油孔可以完全與銅套環(huán)形油槽對(duì)正，如圖3 所示。這里排除了主軸潤(rùn)滑油孔的影響。

圖3 主軸潤(rùn)滑油孔

（3）偏心潤(rùn)滑油孔驗(yàn)證對(duì)偏心潤(rùn)滑油孔進(jìn)行了檢測(cè)，如圖4 所示，油孔能夠和內(nèi)外銅套的環(huán)形油槽對(duì)正。這里排除了主軸潤(rùn)滑油孔的影響。

圖4 偏心油孔

2.4 結(jié)論

通過(guò)以上檢測(cè)和分析可以看出，從分配器進(jìn)入主軸的潤(rùn)滑油流量能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求值。但是027銅套屬于間接潤(rùn)滑，中間經(jīng)過(guò)的路徑能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求值，但中間經(jīng)過(guò)的路徑比較多，壓力和流量會(huì)出現(xiàn)遞減，實(shí)際能夠進(jìn)入銅套的潤(rùn)滑油流量無(wú)法監(jiān)測(cè)。設(shè)備在高速持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，銅套的持續(xù)潤(rùn)滑量可能不足，銅套與偏心體之間沒(méi)有形成良好的潤(rùn)滑油膜，處于邊界摩擦或者干摩擦狀態(tài)，導(dǎo)致溫度升高，由于銅的線膨脹系數(shù)較鋼大很多，銅會(huì)迅速向偏心體方向膨脹，導(dǎo)致二者貼到一起，從而抱死。

因此，壓力機(jī)偏心銅套磨蝕是由于銅套間接潤(rùn)滑實(shí)際供油量不足導(dǎo)致。

3 整改對(duì)策

首先更換右后027 銅套至連桿，內(nèi)孔直徑與偏心配做。

由于027 銅套和038 銅套的潤(rùn)滑均為間接供油，為了確保銅套的使用壽命，將兩銅套的潤(rùn)滑方式改為直接潤(rùn)滑。具體整改方案如下。

3.1 增加潤(rùn)滑點(diǎn)

增加1 個(gè)潤(rùn)滑閥板（包括2 個(gè)分配器，單個(gè)出口流量500ml/min），引出8 個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)通過(guò)直角隔板接頭進(jìn)入上梁蓋板，在蓋板內(nèi)部焊接連接支架，連接支架上的管接頭連接軟管，軟管與固定在連桿上的連接塊相連接，潤(rùn)滑油從分配器通過(guò)硬管、軟管進(jìn)入連桿，對(duì)銅套直接進(jìn)行潤(rùn)滑，如圖5～8 所示。027 所在連桿命名為1 號(hào)連桿，038 銅套所在連桿命名為2 號(hào)連桿。

圖5 增加潤(rùn)滑分配器

圖6 上梁蓋板增加隔板接頭孔

圖7 1 號(hào)連桿增加軟管布置圖

圖8 2 號(hào)連桿增加軟管布置圖

3.2 1 號(hào)連桿改制

每件連桿新增2 處給油點(diǎn)，機(jī)床鉆Rc3/8 油孔，現(xiàn)場(chǎng)改造時(shí)在給油點(diǎn)處安裝直角接頭、鋼管及連接塊，并通過(guò)軟管將新增加的潤(rùn)滑油路引入連接塊再進(jìn)入027 銅套，如圖9 所示。

圖9 1 號(hào)連桿改造

3.3 2 號(hào)連桿改制

每件連桿新增2 處給油點(diǎn)，機(jī)床鉆Rc3/8 油孔，現(xiàn)場(chǎng)改造時(shí)在給油點(diǎn)處安裝直角接頭、鋼管及連接塊，并通過(guò)軟管將新增加的潤(rùn)滑油路引入連接塊再進(jìn)入038 銅套，如圖10 所示。

圖10 2 號(hào)連桿改造

4 整改效果

將2400t 壓力機(jī)偏心體027 銅套和038 銅套的潤(rùn)滑改造為直接供油潤(rùn)滑方式后，壓力機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，偏心體銅套潤(rùn)滑充分，溫度監(jiān)控10 個(gè)月無(wú)異常，整改效果明顯，達(dá)到提高設(shè)備可靠性的目標(biāo)。