在板金沖壓加工行業(yè)廣泛使用的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床,主傳動(dòng)形式一般分為兩種:以氣動(dòng)或液壓離合制動(dòng)器及曲軸連桿機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械型;由電磁換向閥或電液伺服閥、液壓缸及液壓動(dòng)力站構(gòu)成的液壓型。后者以其具有的沖壓速率高,行程控制精確,成型工藝多樣,可靠性強(qiáng),環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床,成為目前市場(chǎng)上中高檔機(jī)型的標(biāo)準(zhǔn)配置。而作為上世紀(jì)八、九十年代主導(dǎo)機(jī)型并發(fā)展至今的機(jī)械型數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床,卻以其經(jīng)濟(jì)實(shí)用性,仍具備一定的市場(chǎng)需求。該機(jī)型多年來(lái)累計(jì)市場(chǎng)占有率較高,大多目前仍在運(yùn)轉(zhuǎn)使用,但由于其主要采用氣動(dòng)干式離合制動(dòng)器,因而面臨著生產(chǎn)效率低,停止精度差,噪音大,故障率高等諸多問(wèn)題。由美國(guó)工業(yè)離合器公司制造的CBH型液壓濕式離合制動(dòng)器,將是解決這些問(wèn)題的首選產(chǎn)品。該產(chǎn)品可直接安裝在機(jī)械型數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床主傳動(dòng)的曲軸連桿機(jī)構(gòu)中,除克服了氣動(dòng)干式離合制動(dòng)器的不足外,還兼?zhèn)湟簤盒椭鱾鲃?dòng)的一些特點(diǎn),具有超長(zhǎng)壽命、高可靠性、低噪音、免維護(hù)、高效率、無(wú)磨損、免潤(rùn)滑以及工作頻率和停止精度高等特性,在國(guó)內(nèi)外數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床產(chǎn)品上均有成功的應(yīng)用,如美國(guó)STRIPPIT公司生產(chǎn)的FC1250M型300kN數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床(見(jiàn)圖1)以及濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所自主開發(fā)研制的SKYG31225型30噸數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床(見(jiàn)圖2)。

一、結(jié)構(gòu)、性能與特點(diǎn)
CBH型液壓濕式離合制動(dòng)器,是針對(duì)于離合頻率和停止精度都要求非常高的應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的。全套系統(tǒng)包括離合制動(dòng)器(見(jiàn)圖3)、液壓控制閥塊以及液壓動(dòng)力站三部分。作為核心部件的離合制動(dòng)器,離合器摩擦片組件與制動(dòng)器摩擦片組件,前后排列并浸入油液中,中間為液壓活塞驅(qū)動(dòng)盤,分別承受油缸和彈簧作用力并可沿導(dǎo)向套軸向移動(dòng),達(dá)到離合或制動(dòng)的狀態(tài)。離合器為液壓驅(qū)動(dòng)、彈簧復(fù)位,而制動(dòng)器為彈簧制動(dòng)、液壓解鎖,通過(guò)沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞交替作用于離合器和制動(dòng)器,完成離合和制動(dòng)動(dòng)作。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不會(huì)使離合器和制動(dòng)器同時(shí)動(dòng)作而發(fā)生故障。另外,在離合器內(nèi)齒圈與制動(dòng)器內(nèi)齒圈之間裝有旋轉(zhuǎn)密封圈,并在其內(nèi)腔中通入循環(huán)冷卻液壓油。

通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)和精確控制活塞行程,使之能夠達(dá)到很快的響應(yīng)時(shí)間,同時(shí)動(dòng)作噪音卻很小。由于液壓油具有不可壓縮性,從而保證實(shí)際生產(chǎn)中活塞的動(dòng)作時(shí)間在5~10毫秒之內(nèi)。如此短的響應(yīng)時(shí)間,在另一方面就為曲軸連桿機(jī)構(gòu)提供了更長(zhǎng)的運(yùn)行周期,因此,能夠保證數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床達(dá)到每分鐘300次以上的沖壓頻率。
在離合制動(dòng)器各機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)中,通過(guò)選用優(yōu)質(zhì)耐久的材料制造,控制精確合理的機(jī)械間隙,從而確保其很好地適應(yīng)高頻率的工作狀況,耐受較大程度的沖擊作用,達(dá)到最快的響應(yīng)時(shí)間。同時(shí),其內(nèi)部充滿的冷卻用液壓油也能夠有效地抑制內(nèi)部沖擊力并消除噪音,實(shí)驗(yàn)表明,在同樣工作頻率和載荷下,其噪音比干式離合制動(dòng)器降低25~30分貝。
CBH型液壓濕式離合制動(dòng)器的抗磨損特性也相當(dāng)出色。實(shí)際測(cè)試中,在完成12000萬(wàn)次工作循環(huán)后,并未發(fā)現(xiàn)明顯的摩擦片和其它零部件磨損。而氣動(dòng)干式離合制動(dòng)器,在同樣的情況下,卻要在每1000萬(wàn)次工作循環(huán)后更換摩擦片,而且其整體壽命也只有3000萬(wàn)次。
綜上所述,CBH型液壓濕式離合制動(dòng)器主要具備以下特點(diǎn):
1) 將離合制動(dòng)器復(fù)合為一體,結(jié)構(gòu)緊湊合理、便于安裝。
2) 采用液壓驅(qū)動(dòng),確保其快速的響應(yīng)時(shí)間。
3) 摩擦片及其它零部件浸于密閉殼體的液壓油中。
4) 工作中幾乎無(wú)磨損,具有超長(zhǎng)的使用壽命。
5) 具備較高的工作頻率和停止精度。
6) 運(yùn)行平穩(wěn),噪音低。
二、安裝與應(yīng)用
圖4為CBH型液壓濕式離合制動(dòng)器安裝示意圖。由于結(jié)構(gòu)上的要求,CBH型離合制動(dòng)器一般安裝于沖床曲軸的一端。作為動(dòng)力輸入的飛輪、齒輪或帶輪,與離合器的內(nèi)齒圈通過(guò)螺釘聯(lián)接,而作為離合制動(dòng)器動(dòng)力輸出的離合器外齒套,通過(guò)平鍵或花鍵的形式與沖床的曲軸相聯(lián),以確保能夠傳遞最大的工作扭矩,同時(shí)安裝也更為方便。而對(duì)曲軸提供制動(dòng)力矩的制動(dòng)器內(nèi)齒圈,通過(guò)螺釘安裝在固定于沖床機(jī)身上的制動(dòng)器聯(lián)接板上,必須保證其與離合器的內(nèi)齒圈同心。

在制動(dòng)器內(nèi)齒圈的上下方分別開有進(jìn)出油口,與外部循環(huán)冷卻油路相連,對(duì)其內(nèi)部的摩擦片等零部件進(jìn)行冷卻。液壓驅(qū)動(dòng)油缸,位于曲軸的軸端之后,通過(guò)外部旋轉(zhuǎn)接頭與控制油路連接,因而不需要在曲軸上鉆打橫向的進(jìn)油口,也就不存在曲軸與軸套間漏油的可能。
液壓控制閥塊應(yīng)就近安裝于床身上,并通過(guò)液壓管分別連接于離合制動(dòng)器以及液壓動(dòng)力站。
CBH型液壓濕式離合制動(dòng)器,不僅適用于對(duì)工作頻率、停止精度、可靠性以及使用壽命要求較高的新型沖壓設(shè)備上,而且通過(guò)替換原有沖床上氣動(dòng)干式離合制動(dòng)器來(lái)改造老設(shè)備,同樣能夠獲得很好的技術(shù)性能與經(jīng)濟(jì)效益。改造后的設(shè)備,不僅生產(chǎn)效率提升50%以上,而且可靠性和使用壽命也大大提高,并且能節(jié)省長(zhǎng)期的維修費(fèi)用,改善工作環(huán)境。具體實(shí)施過(guò)程也簡(jiǎn)單易行,首先訂購(gòu)包括CBH型離合制動(dòng)器部件、液壓控制閥塊以及液壓動(dòng)力站在內(nèi)的整套系統(tǒng),將原有氣動(dòng)離合制動(dòng)器部件全部拆除,制作一件制動(dòng)器聯(lián)接板并將其安裝于床身上。對(duì)于不同沖床的曲軸軸端和飛輪上連接螺孔的尺寸,既可以通過(guò)選擇定制CBH型離合制動(dòng)器相關(guān)部件,也可通過(guò)自制轉(zhuǎn)換連接件的方式去適應(yīng)。將液壓控制閥塊就近安裝于床身上,并通過(guò)液壓管分別與離合制動(dòng)器及液壓動(dòng)力站連接。電氣控制方面不需要作大的改動(dòng),數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)液壓閥控制信號(hào)以及上死點(diǎn)和制動(dòng)停止開關(guān)反饋信號(hào),共同完成對(duì)CBH型離合制動(dòng)器的控制。
綜合來(lái)看,雖然數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床中,主傳動(dòng)形式存在由液壓型取代機(jī)械型的趨勢(shì),但目前階段,CBH型液壓濕式離合制動(dòng)器仍然具有一定的應(yīng)用價(jià)值,尤其能在沖床設(shè)備改造中發(fā)揮作用。