沖床結構原理與典型故障分析

曹芳青

（格力電器（石家莊）有限公司，河北石家莊 050000）

沖床結構原理與典型故障分析

曹芳青

（格力電器（石家莊）有限公司，河北石家莊 050000）

根據沖床結構組成和工作原理，研究沖床典型故障機理，給出排除方法和預防措施，便于沖床日常保養與維修。

沖床；飛輪；變頻器

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.12

0 前言

沖床作為鈑金車間主要設備，主要完成鈑金件沖壓工作。通過對沖床結構及工作原理進行分析，能夠使設備維修人員深入了解沖床狀況，快速判斷設備故障點并找到解決辦法，通過對沖床典型故障進行分析，找到相應預防措施，減少設備停機時間，降低設備故障率，提高設備維修效率，對做好設備保障工作具有舉足輕重的作用。

1 沖床結構

沖床按照滑塊驅動力分為機械式沖床、液壓式沖床；按照滑塊運動方式分為單動、復動、多動；按照滑塊驅動結構分為曲軸式沖床、無曲軸式沖床、肘節式沖床、摩擦式沖床、螺旋式沖床、齒條式沖床、連桿式沖床、凸輪式沖床；同時沖床有不同噸位，以格力電器（石家莊）有限公司鈑金噴涂分廠數量較多的單曲軸200 t沖床（型號OCP-200E）為例，該沖床主要包括14個部分，即平衡器、曲軸前軸受、連桿、左導板、滑塊、集油槽、滑塊板、臺盤、雙手操作盤、雙手操作盤托架、右導板、主操作面板、主操作面板托架、電控箱。

2 沖床工作原理

沖床的工作原理主要是將圓周運動轉換為直線運動，主電機帶動飛輪動作，經過離合器帶動齒輪、曲軸、連桿等部件運轉，從而達成滑塊運動。沖床對材料施加壓力，使其塑性變形，從而得到所要求的形狀和精度。每臺沖床配合一副模具，上模安裝于沖床滑塊上方，下模安裝在沖床下臺盤處。鈑金件置于模具中間，通過沖床上滑塊的上下運動，使其變形，得到沖壓后的鈑金件，沖壓時施加于鈑金件之力所造成的反作用力，由沖床本體所吸收。

3 沖床典型故障及排除方法

3.1 沖床卡死故障（圖1和圖2）

沖床作為主要的機械裝置，經常性出現的一類設備故障，即為沖床卡死，其中發生頻率較高的為沖床舉牙卡死故障。

3.1.1 故障狀況

（1）故障現象：沖床模高無法調整，滑塊運動有卡阻現象。

（2）故障分析：①經檢查發現主馬達運轉正常，傳動機構運轉正常，排除造成滑塊卡阻的動力因素；②調模電機接觸器正常吸合，排除調模系統電控因素；③手動轉動鏈盤，左側無法轉動，右側轉動輕松，確定左側連桿或蝸輪卡死；④球頭球座拆開分離后，轉動左側蝸桿正常，確定左側舉牙卡死。同時轉動右側蝸桿時模高指示器無動作，確定為調模超上限導致，舉牙卡死。

3.1.2 產生原因及預防措施

（1）原因分析。造成此類設備故障的主要原因有兩點：①員工不規范操作為主要原因，平時調模工在調模過程中違規操作，超過調模上限，對沖床造成較大損傷，同時員工私自打開設備配電系統，對設備誤操作，留下設備隱患；②設備潤滑不到位，舉牙內油品不足，同時設備專項點檢不到位，設備定期維護不及時。

（2）采取措施。后期要求保全人員對設備操作員工進行專項培訓，提升員工操作技能；并定期對調模系統進行專項檢查，專項保養。

圖1 沖床卡死故障1

圖2 沖床卡死故障2

3.2 沖床漏油故障（圖3和圖4）

3.2.1 故障狀況

（1）故障現象：設備后側內壁出現大量紅褐色油跡。

（2）故障分析：①通過油品顏色判斷，設備內壁油品為紅褐色，判斷為離合剎車油；②檢查發現飛輪加油口、游標位置無漏油現象、飛輪內側發現明顯油跡，斷定為飛輪內側油封位置漏油；③該臺設備使用6 a之久，且每天運行時間約20 h，密封圈存在老化現象，并且查詢該臺設備的履歷表，發現該臺設備在故障發生前曾進行過一次吊裝移位工作，初步判斷在設備吊裝移位過程中出現震動，造成飛輪內密封圈損壞，導致設備漏油；④經過對飛輪拆卸發現離合器油品中含有少量雜質，油品中含有雜質，造成離合器發熱，加劇密封圈老化。

圖3 沖床漏油故障1

圖4 沖床漏油故障2

3.2.2 產生原因及預防措施

（1）原因分析。①主要為設備使用年限已久，密封圈屬于膠類，長期使用，存在較大的老化現象；②設備吊裝移位對設備造成一定的損傷，尤其是在移位過程中出現大幅度的震動現象；③設備油品含有雜質，且油品更換不及時，加劇密封圈老化。

（2）采取措施。①離合剎車油品每半年更換1次，且及時檢查；②設備密封圈等易損件做好最低設備備件庫存；③盡量減少設備吊裝移位，移位過程中注意落地速度緩慢均勻，避免對設備活動部位造成沖擊。

3.3 變頻器異響故障（圖5和圖6）

3.3.1 故障狀況

（1）故障現象。設備運行過程中主馬達變頻器異響嚴重。

（2）故障分析。經拆卸檢查發現變頻器內部灰塵嚴重，內部接觸器完全被灰塵包裹，導致接觸器觸點無法正常吸合。時斷、時閉，發出異響；且變頻器安裝方式不合理，沖床長期振動較大，變頻器下方無固定支撐架，造成變頻器隨著沖床的振動內部線路松動。

3.2.2 原因及預防措施

（1）原因分析。①設備操作人員及設備維護人員沒有及時對變頻器進行清理，造成內部積灰嚴重，影響設備正常使用；②變頻器安裝方式不合理。

（2）采取措施。①設備操作人員每天對變頻器進行清理，設備保全人員每周對變頻器進行一次深度保養，保證變頻器正常使用；②對變頻器結構進行改造升級，增加輔助支撐，減少因為沖床震動對變頻器造成的不良影響。

4 沖床日常維護保養

沖床日常維護保養與專業性檢修非常重要，尤其是作為生產設備，維護保養不到位，非常容易造成設備故障，而影響生產。

4.1 電氣部分

校核控制器及操作反應情況，校核馬達及托架固定螺絲是否旋緊，各按鈕腳踏開關是否正常，校核繼電器接點磨耗，及時做好保養工作，并對變頻器等重要電器部位進行周期性檢查。

4.2 設備潤滑

（1）離合器的空氣潤滑組件，消除所有積水，添加潤滑油至正確位置。

（2）平衡器潤滑，手動加油泵，每天1次，每次5下；曲柄軸及連桿合銅，每8 h電動黃油泵加油潤滑，主齒輪箱油浴室，1500 h更換；滑塊球座及鋸牙部，每1250 h檢點；離剎每2400 h時更換。

（3）注意齒輪箱及離合剎車內潤滑油在新設備運轉后750 h更換，其后每2400 h更換并清洗油槽，每運轉1250 h檢點滑塊球坐視情況再加50～100 mL油脂。

圖5 變頻器異響故障1

圖6 變頻器異響故障2

4.3 機械部分

（1）臺盤。確認沒有異物放置在臺盤上，臺盤固鎖螺絲沒有任何松脫現象，確認臺盤水平度在公差范圍內。

（2）離合器。校核是否有異響。

（3）驅動齒輪。校核齒輪及鍵是否緊密，校核齒輪是否有適當的潤滑。

（4）滑塊。校核滑塊調整的渦輪蝸桿是否適當潤滑，校核模高指示器是否準確。

（5）馬達傳動。校核馬達軸與皮帶有無松脫現象，皮帶機皮帶輪是否有裂紋磨損和變形。

（6）清潔。清潔沖床內外側，清楚任何異物。

5 結束語

沖床作為沖壓行業常見設備，運行原理相對來說比較簡單，隨著設備使用年限增加，設備異常情況必然會逐年增多，必須每年對沖床進行一次集中性的年度檢修工作，包括設備的電氣部分、機械部分，尤其對于飛輪，若出現異響或漏油等情況，如不及時處理，當問題嚴重時既要對飛輪進行拆卸，內部元器件更換，還要耗費大量人力物力。所以說平時加強對設備的保全管理，做好設備潤滑等保養工作，對于常見故障，要不斷總結經驗，并做好基本備件的儲備工作，故障發生后能夠快速解決。

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〔編輯 王永洲〕