平衡器在壓力機中的應(yīng)用及其氣壓對壓力機的影響

趙 先，周桂祥，譚興琛，鄭義祥

（江蘇揚力堅城鍛壓機床有限公司，江蘇 揚州 225127）

1 引言

平衡器是壓力機中最重要的部件之一，主要作用是平衡滑塊、上模、導(dǎo)柱、連桿等重量，消除傳動系統(tǒng)的各運動副之間的綜合間隙，減少受力零件在工作時的沖擊和磨損，保證滑塊順利進行垂直運動。平衡器的工作氣壓調(diào)節(jié)很重要，合理地調(diào)整平衡器的氣壓，可保證機床精度，減少機床振動、噪聲，降低調(diào)模時所消耗的功率，保證滑塊停在行程內(nèi)的任意位置，防止因制動器失靈或連桿斷裂造成突發(fā)事故，提高壓力機的可靠性、安全性。

2 平衡器組件及其工作原理

2.1 平衡器組件

平衡器組件由活塞缸體組件、進氣元件組件、儲氣罐組件三大部分組成，如圖1所示。平衡器內(nèi)氣壓P的計算公式

圖1 平衡器組件結(jié)構(gòu)示意圖

P=KF/Sn

式中：P——平衡器缸體內(nèi)部氣壓壓強（MPa）；

K——平衡系數(shù)，一般取1.2～1.5；

F——平衡器需要平衡的重量（N）；

S——平衡器活塞的有效面積（mm2）；

n——平衡器活塞缸的數(shù)量（個）。

例如800t壓力機，滑塊、連桿等總重36t，上模重20t，活塞有效面積331662.5mm2，4個平衡器活塞缸。則 F=（36+20）×1000×9.8=548800（N）。需調(diào)整的平衡器氣壓值為：

P=KF/Sn=1.2×548800/331662.5×4≈0.5（MPa）

上述計算是純理論計算，氣壓調(diào)整值需根據(jù)機床實際情況來確定。

2.2 平衡器組件工作原理

壓力機工作前，壓縮空氣通過氣壓調(diào)整部分進入儲氣罐，儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣通過管路進入平衡器缸體內(nèi)，進入缸體內(nèi)的壓縮空氣推動活塞，活塞通過活塞桿支撐著滑塊、上模等重量。當儲氣罐和平衡器缸體內(nèi)的氣壓達到要求時，停止進氣。

壓力機工作時，滑塊在傳動系統(tǒng)作用下做上下垂直運動。當滑塊下行時，平衡器缸體內(nèi)的氣體在活塞的作用下通過管路進入儲氣罐內(nèi)；當滑塊上行時，平衡器缸體內(nèi)的活塞隨著滑塊上行，儲氣罐內(nèi)壓縮空氣通過管路進入平衡器缸體內(nèi)，降低了平衡器氣壓的波動，從而達到平衡滑塊、上模等重量的目的。

2.3 平衡器的作用

①提高滑塊運動的平穩(wěn)性；②改善制動器的工作，減少發(fā)熱，提高制動器的靈敏性和可靠性；③消除傳動系統(tǒng)總體間隙，保證壓力機精度；④防止制動器、離合器失靈，防止因連桿斷裂使滑塊因自重下落時可能引起的事故，保證生產(chǎn)安全。

3 平衡器氣壓的調(diào)整及其說明

平衡器氣壓的調(diào)整值根據(jù)模具重量的不同而不同，理想的氣壓值是滑塊停在行程的中間位置時，用寸動行程進行測定。當操作時，滑塊懸浮不動或輕微上浮為最佳狀態(tài)。

3.1 平衡器工作氣壓調(diào)整步驟

①根據(jù)平衡重量計算出平衡器所需要的氣壓；②將滑塊開到行程中間位置（即±90°）；③打開進氣閥，一邊看調(diào)壓閥旁邊的氣壓表，一邊緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，直到氣壓表數(shù)值達到所需數(shù)值，且壓力表指針穩(wěn)定為止；④關(guān)掉主電機，停止飛輪轉(zhuǎn)動；⑤用“寸動”行程規(guī)范使制動器脫開，這時觀察滑塊動作。如果滑塊下落，說明平衡器氣壓偏低；如果滑塊靜止不動或非常緩慢地上升，說明氣壓調(diào)整正確；如果滑塊上升較快，說明氣壓偏高；⑥也可開動滑塊裝模高度調(diào)整電機使滑塊上升或下降，測量該電機電流，若上升與下降時電機電流基本相同，說明平衡器氣壓調(diào)整正確。

3.2 調(diào)壓閥調(diào)節(jié)時注意事項

①調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)手柄在調(diào)節(jié)時用力應(yīng)適當，不能過猛；②調(diào)壓閥調(diào)整時，要注意不應(yīng)旋轉(zhuǎn)的過快，要注意壓力表指針的波動情況；③在打開放氣閥進行放氣操作時，必須先將進氣閥關(guān)閉；④放氣結(jié)束后需打開進氣閥，讓氣源補充工作時壓縮空氣的損耗。

4 平衡器氣壓對壓力機的影響

由于上模的重量不等，壓力機在換模時必須進行壓力調(diào)整，否則可能會導(dǎo)致壓力機裝模高度調(diào)整電機、主電機在上行程或下行程因負載過大，損壞電機，嚴重時將導(dǎo)致壓力機連桿損壞。壓力機精度受平衡器壓力的影響也很大，如果壓力調(diào)整得不好，有時甚至無法生產(chǎn)出合格工件。

若不調(diào)節(jié)平衡器氣壓或氣壓調(diào)節(jié)不好，即氣壓過高或過低，將給壓力機帶來諸多負面影響。

若氣壓過低，則：①壓力機工作時，增大了主電機的輸出扭矩和電流；②無法消除壓力機的總間隙，運動有沖擊，降低了壓力機的使用壽命；③在滑塊頻繁啟動、停止，長期工作的情況下，降低了模具的使用壽命；④滑塊調(diào)模時，增大了調(diào)模電機的輸出扭矩。在使用扭矩限制器的前提下，容易導(dǎo)致扭矩限制器脫開；⑤在制動器出現(xiàn)故障情況下，滑塊會自動落下；⑥增大滑塊停止時的制動能量，加快了制動器摩擦片的磨損；⑦增大了齒輪的傳遞扭矩和噪聲；⑧滑塊行程指示器指示滑塊的位置不穩(wěn)定。

若氣壓過高，則：①平衡器除平衡滑塊、上模等重力外，還增加壓力載荷，嚴重時會拉斷結(jié)合處的螺釘；②停機時，增大了制動器的制動角，滑塊停止位置有可能過限（上死點）；③增加了離合器的工作扭矩，加快了離合器摩擦片的磨損；④增大了壓力機的工作能量，甚至出現(xiàn)皮帶打滑現(xiàn)象；⑤在制動器出現(xiàn)故障情況下，滑塊會自動上升；⑥其余同上述壓力過低時所述①、⑥、⑦、⑧等諸項影響均存在，不再贅述。

5 結(jié)束語

平衡器是壓力機中的重要部件之一，而平衡器氣壓的調(diào)整又直接影響到壓力機的性能和使用壽命。因此要在調(diào)整好平衡器氣壓的前提下使用壓力機，使之達到最佳工作狀態(tài)。

[1] 何德譽.曲柄壓力機[M].北京：機械工業(yè)出版社，1987.

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