齐英新
一汽大众汽车有限公司 吉林省长春市130011
『摘要』：一汽—大众冲压中心主要承担着轿车全部冲压件的生产任务。每种车型的产品对设备的运行精度均有严格的要求。产品种类多，频繁更换模具已成为必然现象，而每种产品所用模具装模高度不一，在模具转换时，压床闭合高度必须重新调整。作为压床的主要承受公称压力的部件——液压保护和闭合高度调整机构经常出现故障停歇。一台压床异常将使整条冲压线无法生产。本论文对压床的滑块调整机构故障产生原因和结构特点进行了详尽的分析和论证，并针对滑块调整机构传动螺旋副存在的缺陷提供了可行有效的改进方法。介绍丝杠及螺母加工过程中需要注意的事项，及其安装调试过程中动作要领。
『关键词』 压力机 滑块调整 丝杠 螺母 矩形螺纹 梯形螺纹
一、前言
冲压中心每条自动化生产线都有6台多连杆四点压力机，压力机公称压力的作用点和精度体现的主体部件是滑块，而滑块是通过滑块调整机构与压床主传动机构相连，因此压力机的滑块调整是直接影响滑块的运行精度乃至冲压件质量的主要部分，以下我将着重论述滑块调整机构的机械结构、工作原理以及使用功能，并针对一个故障案例分析其故障的判断与维修方法。
二、压机滑块调整机构装置的结构与作用
2.1 滑块调整装置的作用
1、通过该装置动作实现压床闭合高度改变，保证不同高度的模具能够安装在同一台压床上。
2、是压床精度的主要保证部件。将压床产生的公称压力传给滑块。
2.2 滑块调整机构的组成
滑块调整机构的主体结构由调整丝杠、螺母和蜗轮蜗杆传动机构组成，另外还有电机、减速器、传动轴和传动链等组成的动力产生和传动装置以及扭矩过载保护装置、电气控制等控制和安全装置。滑块调整机构的主体结构，调整丝杠通过销轴与床头传动连杆相连，与调整丝杠螺纹相配合的螺母通过键与蜗轮连接，可以随蜗轮一起转动，而蜗杆则通过链条与动力产生和传动装置相连。
2.3 滑块调整机构工作原理
滑块调整电机产生的扭矩通过减速器降低转速之后，经联轴节将运动传递到传动轴，再经链条将扭矩传递到各个蜗杆，蜗杆旋转带动蜗轮转动，螺母随蜗轮一起转动，在丝杠上作直线的上下运动，从而实现压机滑块上下移动，达到闭合高度调整的目的。
三、滑块调整故障现象及原因分析
3.1 滑块调整故障现象
压机在进行模具闭合高度调整时，当闭合高度达到某一高度后便无法调整，滑块调整电机在电气保护元件的作用下停止转动。
3.2 滑块调整机构故障原因分析
闭合高度在达到某一高度后出现卡死现象主要有两点原因：
1、丝杠与螺母螺旋副某处螺纹损坏。一般情况下，丝杠的材料较螺母硬度高，且在滑块调整过程中螺母旋转而丝杠不动，因此若该处螺旋副损坏，则应为丝杠某处螺纹断裂导致闭合高度调整到一定高度便无法调整。
2、蜗轮蜗杆传动副出现损坏。若蜗轮蜗杆传动副损坏，则应为蜗轮损坏，由于蜗轮材料为铜合金，出现螺纹断裂的可能性较小。
通过分析基本确定为丝杠螺纹损坏，在进行拆卸维修前首先需确定是四套滑块调整机构中哪一点损坏，由于四套调整机构共用一个电机减速器驱动，因此四点所需的旋转扭矩应一致，将联轴节逐一断开，一个个手动旋转蜗杆，检查之后发现四点中有一点调整机构无法旋转，断定此螺旋副有故障。对其进行检查发现丝杠断裂的螺纹卡在丝杠与螺母之间，验证了维修前的判断。
3.3 故障根本原因的分析
丝杠螺纹断裂的原因有以下几点：
1、环境中的尘埃或润滑油中有杂质进入螺旋副内，使螺纹损坏。
2、螺旋副润滑不良造成螺纹研死。
3、连接销孔支架（丝杆座）与丝杠固定不牢。
4、滑块四点精度误差较大，使每个压力点受力不同，造成丝杠弯曲变形。
5、丝杠螺母由于磨损而产生的过大间隙或变形造成配合精度下降。
6、压力机经常超负荷使用，使丝杠的螺纹弯曲变形最终断裂。
7、压力机生产节拍长，时间较高造成设备振动大，丝杠螺纹疲劳断裂。
对此次拆下的丝杠、螺母仔细检查，发现在丝杠上有杂物，随着螺旋副的运动，挤在丝杠和螺母的间隙中，是造成了研死和螺纹断裂的外部原因。
四、技术修理方案
4.1 方案的确定及维修前准备工作
由于丝杠的螺纹已经彻底断裂损坏，需要重新加工一根丝杠，同时由于压力机的丝杠和螺母的螺纹为矩形，虽然传动效率较其他螺纹高，但精度制造困难，螺旋副磨损后的间隙难以补偿修复，对中精度低，牙根强度弱，因此需要对丝杠进行改进。
4.2 拆卸维修过程
4.2.1 滑块螺旋副的拆卸
1、把滑块降到下死点，排掉平衡气压。切掉电源，挂好安全牌。
2、在工作台上利用四个32T机械千斤顶支撑滑块，用内径千分尺测量滑块四点和工作台之间的距离。再调整千斤顶使滑块保持水平。
3、首先拆掉润滑管路及液压保护连接油管，上气垫气管。将四点主传动连杆与丝杠连接销子全部拆除，使调整丝杠与连杆脱开也使滑块与主传动脱开.通过电气系统的处理，开动慢速电机使连杆升起，留出足够的维修空间。拆除导向靴上的螺栓并将导向靴吊下，为拆卸丝杠留出空间。再整体吊出丝杠和螺母。吊出蜗轮箱及液压保护腔。
4.2.2 拆检、修理、试装调整过程
1、分解蜗轮箱，检查蜗轮蜗杆磨损情况，检查更换推力轴承和骨架密封，修磨蜗轮、螺母、蜗轮箱上盖各活动面。分解液压保护腔，更换活塞密封。
2、试装：将液压腔放在水平工作台上，用自制的液压腔油管接头与手动打压泵将液压腔打压150bar,检查密封状态，然后安装蜗轮箱，用深度尺检查蜗轮壳体台阶、螺母、蜗轮的相对高度，要保证蜗轮壳体台阶高于螺母和蜗轮，从而避免蜗轮箱上盖将螺母和蜗轮压死，导致无法转动，如相对高度不符合要求螺母可通过调整下方垫片厚度，蜗轮通过调整垫片厚度达到要求。
4.3改进方案
4.3.1 丝杠螺母改进
丝杠螺母的传动螺旋副由矩形螺纹改为梯形螺纹，由于滑块调整机构为慢速调整机构，本身对传动效率的要求不高，即使更改为梯形螺纹，滑块调整电机完全可以满足需求，同时梯形螺纹具有牙根强度高，对中性和工艺性好等优点，可以有效的降低丝杠螺纹再次损坏的风险。在对丝杠及螺母梯形螺纹的设计加工时需注意一下几点：
1、梯形螺纹的螺距要与原件矩形螺纹相一致，从而保证螺母转动一圈移动的距离一致。
2、丝杠与螺母除螺纹形式改变外，其他外形尺寸应与原件保持一致。
3、丝杠和螺母材料在保证足够的强度和良好的加工性能外，还要求具有较高的耐磨性和较低的摩擦系数。
选用40Cr作为丝杠材料，经过调质具有良好的综合力学性能，可以满足传动需求。螺母采用铝青铜ZQAl10Fe3Mn2材料，和钢制丝杠配合具有磨擦因数低，强度高等特点，适用于低速、重载传动。
4.3.2 防尘改进
由于异物进入螺旋副内是造成此次螺纹断裂的主要外部原因，为避免异物再次进入螺旋副，加装防护罩并应用到其他设备。
4.4 安装调整
安装前要对滑块内部和拆卸的每个零件进行清理、清洗。首先将液压腔安装在滑块内，用0.05mm塞尺检查液压腔低面与滑块配合面间隙。安装蜗轮箱，安装导向靴，用0.05mm塞尺检查导向靴底面与蜗轮箱上盖间隙，如不符合要求可通过调整导向靴垫片厚度。安装丝杠。滑块内连接各部连杆和丝杠安装后，首先检查螺旋副的润滑是否良好，连续注油三十分钟充分润滑，紧固好全部螺钉、油管、气管。其次利用内径千分尺测量并调整滑块精度，使滑块与工作台的相对精度保持在0.12mm/m。然后在滑块调整区间内反复调整四到五次，观察螺旋副的工作情况，一切正常后，交付生产。
五、结束语
经过修理后设备投入生产，改造后的丝杠和螺母运行平稳未再次出现故障。此次维修总结了针对类似故障现象如何进行快速准确判定的方法，拆卸维修的方法流程，以及在维修过程中需要注意的技术要求与条件，对以后其他压力机故障的判定及维修具有很强的指导作用。