中密度纤维板多层热压机主要部件结构损坏原因分析及同时闭合机构设计方法

吐尔洪·阿不都

(乌鲁木齐中燃科技有限责任公司,新疆 乌鲁木齐 832000)

1 热压机主油缸结构维护保养

1.1 主油缸损坏的原因

热压机主油缸工作环境比较差,因而大部分使用厂家常因主油缸维护保养不到位而发生油缸拉缸爆缸事故。热压机结构布置都是下压式结构,平时停机状态下因为下横梁挡住视线很难发现油缸出现的小问题,一旦不加以注意很容易发生油缸拉缸漏油等事故,所以我们不仅要在生产中密切观察主油缸出现的意外情况,还必须定期对主油缸进行排气。如图1所示,松开排气螺栓5,检查油缸螺栓2的扭矩、油缸压盖3四角和油缸体4之间的间隙尺寸以保证统一,达到油缸压盖螺丝等扭矩、等距离,确保密封圈压圈9中性线和油缸钢芯中性线完全重合,避免发生因为油缸压盖螺丝不等扭矩、不等距离造成密封圈压圈9被压偏,进而引起密封圈压圈上下沿直接和油缸钢芯10线接触发生油缸钢芯拉缸事故,开始拉缸时油缸钢芯10表面出现轻微的拉伤竖纹,如果没能引起重视很容易引起拉缸事故扩大化,使缸芯拉伤的表面继续拉伤缸芯导向套6同时损坏V形密封圈8最终引起油缸漏油事故。

图1 主油缸密封部分

1.2 修复主油缸方法

如图2所示,主油缸发生漏油事故后,抬起热压机下横梁,关闭热压机储能器出油阀和所有油路的高压油泵和大流量油泵挂号安全作业警示牌,拆下所有压板同时闭合拉杆9,压板固定在挂铁上,注意必须检查挂铁是否安全牢靠,确认后方可进行下一步拆卸作业工作,热压板被拆卸移除后按照顺序先拆下大臂11,然后拆下大摆杆,最终移出下横梁14,即可进行主油缸放油工作。放油结束后即可按顺序依次拆卸油缸底部进油法兰螺栓、油缸四角固定螺栓、油缸顶帽11、油缸压盖3、密封圈压圈9和V形密封圈8,油缸钢芯顶部螺孔安装起吊耳缓慢起吊缸芯,缸芯移出后就可以拆下密封圈缸垫7和缸芯导向套6。拉伤的油缸缸芯表面使用金刚石打磨石进行磨削修复,如果凹坑深度太大可以使用镀锡的办法修复,缸芯拉伤的密封圈压圈去除拉伤表面的毛刺后,采用焊锡的办法填平拉伤表面然后上机床抛光内圈,被拉伤的导向套6同样也要采用焊锡的办法填平拉伤表面后使用专用卡具上机床进行车削镗孔作业,随后进行手工抛光即可。安装导向套后,在安装油缸缸芯时修复面必须错开180°,安装油缸缸芯后依次安装密封圈缸垫、V形密封圈、密封圈压圈、油缸压盖。按照等扭矩、等距离的标准调整好油缸压盖之后再安装油缸顶盖就可以按照顺序组装热压机作业。

图2 液压式同时闭合机构

2 热压机同时闭合机构结构维护保养

2.1 热压机下横梁同时闭合稳定控制机构原理

热压机同时闭合机构属于结构复杂、零部件比较多、调整技术要求比较高的设备。为了能实现比较理想的同时闭合要求,首先必须确保热压机四大大臂热压机闭合和张开状态下运动轨迹相同,运动距离相等,运动速度相等。如图3所示,下横梁12为了能确保三统一采取了以下措施,一是下横梁四角有长度为300 mm的V形导轨滑块8,二是下横梁横向中心有个横向同轴齿轮10,当下横梁上下运动时同轴齿轮走在热压机横向布置的框架齿条11上保证下横梁横向稳定,三是下横梁纵向中心前后两头有固定在下横梁的长齿条5,下横梁上下运动时安装在热压机框架底部的纵向同轴2上的纵向同轴齿轮7和齿轮背轮5之间可以有效地控制下横梁纵向的稳定性。有了以上三点的下横梁稳定控制措施才能完全确保多层热压机压板同时闭合机构的正常运行,一旦热压机在运行过程中下横梁稳定控制部分发生故障就会使多层压板同时闭合机构无法发挥最佳性能,最终致使所生产出的板材四边的强度和预固化层及密度出现明显的偏差。

图3 热压机下横梁稳定控制机构

2.2 热压机下横梁同时闭合稳定控制机构的维护保养注意事项

多层热压机下横梁同时闭合稳定控制机构所在的位置隐蔽,周围环境粉尘大、卫生条件差,日常工作时易受到视线限制,所以需要关注和重视。如果热压机下横梁横线同轴齿轮滑动轴承损坏,下压板就会失去左右的稳定性,很容易磨坏下横梁死角的V形滑块,纵向稳定性齿条也会变形,最终使热压机下横梁稳定控制机构失去稳定下横梁的作用。如果不尽快恢复下横梁同时闭合稳定控制系统,就会磨损下横梁四角滑块,也会磨坏框架上的V形滑道,最终发生下横梁偏移,影响整个热压机的同时闭合效果,造成所压出的板材边部密度和预固化层发生明显变化,而且平衡机构损坏严重时会引起热压机下横梁翻滚或者倾斜事故发展。因此,热压机下横梁同时闭合稳定控制机构的维护保养应注意如下事项:(1)必须对下横梁同时闭合稳定控制机构进行定期的检查,横向齿轮组的滑动轴承进行注油润滑,及时清理框架上的齿条卫生;(2)需要维护保养固定在下横梁底部框架的纵向同轴齿轮轴滑动轴承,对齿条背轮轴承进行注润滑油,清理固定在下横梁前后的长齿条卫生,确保下横梁上下运动时齿条不被卡止进而损坏同轴齿轮。

2.3 热压机多层压板同时闭合结构原理

热压机多层压板同时闭合机构的详细结构如图3、图4所示,同时闭合机构是多层热压机属重要的组成部分,它的好坏会直接影响到所产出板材的品质高低,同时闭合机构的大摆杆由厚度为40 mm的Q390C型的钢板制成,两块大摆杆中间安装同时闭合油缸总成11,此油缸的补偿行程可达60 mm。当热压机闭合时由于板胚的压缩阻力的缘故同时闭合机构拉杆9不被超载拉断,在定载设定好的油缸超载的情况下被拉伸有效地保护了同时闭合机构的正常运行。闭合机构伸缩套10可自由伸缩补偿40 mm,这不仅能微调热压板位置,而且在热压板出现提前闭合的情况时能够有效避免拉杆不被收缩压变形,确保突发情况下同时闭合机构能正常运行。

图4 热压机张开状态

2.4 多层热压机同时闭合机构的维护保养注意事项

多层热压机同时闭合机构结构复杂、运动件载荷大、工作环境很恶劣,所以平时运行时必须采取有效技术措施对同时闭合机构进行如下维护保养:(1)定期必须对大摆杆上端轴销,注润滑油(黄油),因为一旦轴销注润滑油油道被碳化堵塞无法注入润滑油,大摆杆上轴销很快就会被磨损损坏,最终造成热压板定位位置错误,同时闭合机构无法精确闭合,严重影响所产出板材的品质。(2)定期对同时闭合油缸总成轴销大摆杆和大臂连接的轴销大臂下轴销总成进行注润滑油的维护保养,因为一旦发现轴销无法进行注润滑油就得必须进行修复工作,确保同时闭合机构运转平稳丝滑。

3 多层热压机同时闭合机构设计方法

以把原10层热压机改造为14层为例,设计多层热压机同时闭合机构参数的确定方法如下[1]。

3.1 解析法确定同时闭合机构摆杆半径和连杆长度

如图5所示,当设计多层热压机同时闭合机构时可以得到每一块压板的张开度和完全闭合时的压板位置。当第一号压板完全张开也是大摆旋转45°状态时的位置为C,当大摆旋转到70°时,第一号压板位置为C1也是第一号压板完全和上压板完全合拢的状态,第一号压板从C点到达C1点共移动150 mm,现在根据以上数据通过解析法得到大摆半径c和拉杆a的长度[2]。

图5 解析法

如图5所示,在△ABC中,

a2=c2+6502-2xcx650xcos45°

即:

a2=c2+6502-cx919.2388

(1)

在△AB1C1中

a2=c2+5002-2xcx500xcos70°

即:

a2=c2+5002-cx342.0201

(2)

式(1) - 式(2)得:

577.2187xc=172500

c=298.846 mm

a=486.926 mm

同样的方法可求得所有大摆尺寸和拉杆长度尺寸。

3.2 图解法确定同时闭合机构摆杆半径和连杆长度

如图6所示,当通过解析法求得大摆半径尺寸和同时闭合拉杆长度时,可以通过图解法进一步验证解析法得出的所有结果。

图6 图解法

通过Auto CAD2023[3],首先按照压板移动位置和停止位置也就是大摆在45°开度和70°开度时压板所对应的位置,用两个三角形1:1画出△ABC在压板完全张开时的状态,△AB1C1是压板完全合拢时的状态,首先估计一个边长AB和BC并画一个△ABC,以取AC为650 mm为半径画一个大圆,然后△ABC顺时针旋转到热压板完全合拢的角度70°,连接C1和C'并且画出此线段的垂线,延长,使垂线与AB1的延长线相交于B2点。大摆半径为AB2的实际长度,C1至B2的距离为拉杆长度,通过以上方法得到了大摆半径和拉杆长度后按照实际尺寸画出两种状态下的大摆半径和拉杆长度,并进行测量比较两种状态下拉杆的长度,如果拉杆长度相等说明所求的的大摆半径是正确的,如果测量结果有偏差说明所求的大摆半径是错误的,同样也可以通过SOLIDWORKS做简单的草图仿真,验证同时闭合机构是否正确[4]。

3.3 三圆相切图解法确定大摆半径和拉杆长度的尺寸

以上解析法和图解法应在多层热压机同时闭合结构设计中大摆上轴销中心线和大臂下轴销中心线必须和热压板轴销中心线相重合的条件下才能有效,所以在大摆上轴销及大臂下轴销因为设计强度的原因和热压板轴销中心线偏移的情况,三圆相切图解法法能有效确定大摆上端轴销和大臂下端轴销偏移压板轴销中心线状态下大摆半径和拉杆长度,同时进行正确性验证。

如图7所示,以大摆轴销中心、大臂轴销中心和热压机压板轴销中心线偏移量为120 mm为例,进行图解。首先随意估计一个A点为中心的圆,然后以C为中心做一个和45°热压板开启状态的线相切的圆然后即把圆复制到C1点观察三个圆的的相切情况,以此类推不停地调整三圆最终达到三圆正好在B点和B1点相切,连接B1至C1,再连接B和C,测量这两根线段的长度同样都为553.93 mm,这说明图解法验证了大摆半径AB1为272.86 mm是正确的。

图7 三圆相切图解法

4 结束语

本文根据多年使用和改造多层热压机的经验,介绍了热压机主油缸维护保养及维修方法、下横梁稳定控制机构的结构原理及维护保养方法,以及十层热压机改造为十四层热压机时设计同时闭合机构的使用的解析法、图解法和三圆相切图解法等实用性极强的设计方法和原理,为广大从事制造和使用多层热压机生产厂家、设计者和使用人员提供使用、维护、修理和设计改造的技术借鉴。