中密度纖維板多層熱壓機主要部件結構損壞原因分析及同時閉合機構設計方法

吐爾洪·阿不都

(烏魯木齊中燃科技有限責任公司,新疆 烏魯木齊 832000)

1 熱壓機主油缸結構維護保養

1.1 主油缸損壞的原因

熱壓機主油缸工作環境比較差,因而大部分使用廠家常因主油缸維護保養不到位而發生油缸拉缸爆缸事故。熱壓機結構布置都是下壓式結構,平時停機狀態下因為下橫梁擋住視線很難發現油缸出現的小問題,一旦不加以注意很容易發生油缸拉缸漏油等事故,所以我們不僅要在生產中密切觀察主油缸出現的意外情況,還必須定期對主油缸進行排氣。如圖1所示,松開排氣螺栓5,檢查油缸螺栓2的扭矩、油缸壓蓋3四角和油缸體4之間的間隙尺寸以保證統一,達到油缸壓蓋螺絲等扭矩、等距離,確保密封圈壓圈9中性線和油缸鋼芯中性線完全重合,避免發生因為油缸壓蓋螺絲不等扭矩、不等距離造成密封圈壓圈9被壓偏,進而引起密封圈壓圈上下沿直接和油缸鋼芯10線接觸發生油缸鋼芯拉缸事故,開始拉缸時油缸鋼芯10表面出現輕微的拉傷豎紋,如果沒能引起重視很容易引起拉缸事故擴大化,使缸芯拉傷的表面繼續拉傷缸芯導向套6同時損壞V形密封圈8最終引起油缸漏油事故。

圖1 主油缸密封部分

1.2 修復主油缸方法

如圖2所示,主油缸發生漏油事故后,抬起熱壓機下橫梁,關閉熱壓機儲能器出油閥和所有油路的高壓油泵和大流量油泵掛號安全作業警示牌,拆下所有壓板同時閉合拉桿9,壓板固定在掛鐵上,注意必須檢查掛鐵是否安全牢靠,確認后方可進行下一步拆卸作業工作,熱壓板被拆卸移除后按照順序先拆下大臂11,然后拆下大擺桿,最終移出下橫梁14,即可進行主油缸放油工作。放油結束后即可按順序依次拆卸油缸底部進油法蘭螺栓、油缸四角固定螺栓、油缸頂帽11、油缸壓蓋3、密封圈壓圈9和V形密封圈8,油缸鋼芯頂部螺孔安裝起吊耳緩慢起吊缸芯,缸芯移出后就可以拆下密封圈缸墊7和缸芯導向套6。拉傷的油缸缸芯表面使用金剛石打磨石進行磨削修復,如果凹坑深度太大可以使用鍍錫的辦法修復,缸芯拉傷的密封圈壓圈去除拉傷表面的毛刺后,采用焊錫的辦法填平拉傷表面然后上機床拋光內圈,被拉傷的導向套6同樣也要采用焊錫的辦法填平拉傷表面后使用專用卡具上機床進行車削鏜孔作業,隨后進行手工拋光即可。安裝導向套后,在安裝油缸缸芯時修復面必須錯開180°,安裝油缸缸芯后依次安裝密封圈缸墊、V形密封圈、密封圈壓圈、油缸壓蓋。按照等扭矩、等距離的標準調整好油缸壓蓋之后再安裝油缸頂蓋就可以按照順序組裝熱壓機作業。

圖2 液壓式同時閉合機構

2 熱壓機同時閉合機構結構維護保養

2.1 熱壓機下橫梁同時閉合穩定控制機構原理

熱壓機同時閉合機構屬于結構復雜、零部件比較多、調整技術要求比較高的設備。為了能實現比較理想的同時閉合要求,首先必須確保熱壓機四大大臂熱壓機閉合和張開狀態下運動軌跡相同,運動距離相等,運動速度相等。如圖3所示,下橫梁12為了能確保三統一采取了以下措施,一是下橫梁四角有長度為300 mm的V形導軌滑塊8,二是下橫梁橫向中心有個橫向同軸齒輪10,當下橫梁上下運動時同軸齒輪走在熱壓機橫向布置的框架齒條11上保證下橫梁橫向穩定,三是下橫梁縱向中心前后兩頭有固定在下橫梁的長齒條5,下橫梁上下運動時安裝在熱壓機框架底部的縱向同軸2上的縱向同軸齒輪7和齒輪背輪5之間可以有效地控制下橫梁縱向的穩定性。有了以上三點的下橫梁穩定控制措施才能完全確保多層熱壓機壓板同時閉合機構的正常運行,一旦熱壓機在運行過程中下橫梁穩定控制部分發生故障就會使多層壓板同時閉合機構無法發揮最佳性能,最終致使所生產出的板材四邊的強度和預固化層及密度出現明顯的偏差。

圖3 熱壓機下橫梁穩定控制機構

2.2 熱壓機下橫梁同時閉合穩定控制機構的維護保養注意事項

多層熱壓機下橫梁同時閉合穩定控制機構所在的位置隱蔽,周圍環境粉塵大、衛生條件差,日常工作時易受到視線限制,所以需要關注和重視。如果熱壓機下橫梁橫線同軸齒輪滑動軸承損壞,下壓板就會失去左右的穩定性,很容易磨壞下橫梁死角的V形滑塊,縱向穩定性齒條也會變形,最終使熱壓機下橫梁穩定控制機構失去穩定下橫梁的作用。如果不盡快恢復下橫梁同時閉合穩定控制系統,就會磨損下橫梁四角滑塊,也會磨壞框架上的V形滑道,最終發生下橫梁偏移,影響整個熱壓機的同時閉合效果,造成所壓出的板材邊部密度和預固化層發生明顯變化,而且平衡機構損壞嚴重時會引起熱壓機下橫梁翻滾或者傾斜事故發展。因此,熱壓機下橫梁同時閉合穩定控制機構的維護保養應注意如下事項:(1)必須對下橫梁同時閉合穩定控制機構進行定期的檢查,橫向齒輪組的滑動軸承進行注油潤滑,及時清理框架上的齒條衛生;(2)需要維護保養固定在下橫梁底部框架的縱向同軸齒輪軸滑動軸承,對齒條背輪軸承進行注潤滑油,清理固定在下橫梁前后的長齒條衛生,確保下橫梁上下運動時齒條不被卡止進而損壞同軸齒輪。

2.3 熱壓機多層壓板同時閉合結構原理

熱壓機多層壓板同時閉合機構的詳細結構如圖3、圖4所示,同時閉合機構是多層熱壓機屬重要的組成部分,它的好壞會直接影響到所產出板材的品質高低,同時閉合機構的大擺桿由厚度為40 mm的Q390C型的鋼板制成,兩塊大擺桿中間安裝同時閉合油缸總成11,此油缸的補償行程可達60 mm。當熱壓機閉合時由于板胚的壓縮阻力的緣故同時閉合機構拉桿9不被超載拉斷,在定載設定好的油缸超載的情況下被拉伸有效地保護了同時閉合機構的正常運行。閉合機構伸縮套10可自由伸縮補償40 mm,這不僅能微調熱壓板位置,而且在熱壓板出現提前閉合的情況時能夠有效避免拉桿不被收縮壓變形,確保突發情況下同時閉合機構能正常運行。

圖4 熱壓機張開狀態

2.4 多層熱壓機同時閉合機構的維護保養注意事項

多層熱壓機同時閉合機構結構復雜、運動件載荷大、工作環境很惡劣,所以平時運行時必須采取有效技術措施對同時閉合機構進行如下維護保養:(1)定期必須對大擺桿上端軸銷,注潤滑油(黃油),因為一旦軸銷注潤滑油油道被碳化堵塞無法注入潤滑油,大擺桿上軸銷很快就會被磨損損壞,最終造成熱壓板定位位置錯誤,同時閉合機構無法精確閉合,嚴重影響所產出板材的品質。(2)定期對同時閉合油缸總成軸銷大擺桿和大臂連接的軸銷大臂下軸銷總成進行注潤滑油的維護保養,因為一旦發現軸銷無法進行注潤滑油就得必須進行修復工作,確保同時閉合機構運轉平穩絲滑。

3 多層熱壓機同時閉合機構設計方法

以把原10層熱壓機改造為14層為例,設計多層熱壓機同時閉合機構參數的確定方法如下[1]。

3.1 解析法確定同時閉合機構擺桿半徑和連桿長度

如圖5所示,當設計多層熱壓機同時閉合機構時可以得到每一塊壓板的張開度和完全閉合時的壓板位置。當第一號壓板完全張開也是大擺旋轉45°狀態時的位置為C,當大擺旋轉到70°時,第一號壓板位置為C1也是第一號壓板完全和上壓板完全合攏的狀態,第一號壓板從C點到達C1點共移動150 mm,現在根據以上數據通過解析法得到大擺半徑c和拉桿a的長度[2]。

圖5 解析法

如圖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

同樣的方法可求得所有大擺尺寸和拉桿長度尺寸。

3.2 圖解法確定同時閉合機構擺桿半徑和連桿長度

如圖6所示,當通過解析法求得大擺半徑尺寸和同時閉合拉桿長度時,可以通過圖解法進一步驗證解析法得出的所有結果。

圖6 圖解法

通過Auto CAD2023[3],首先按照壓板移動位置和停止位置也就是大擺在45°開度和70°開度時壓板所對應的位置,用兩個三角形1:1畫出△ABC在壓板完全張開時的狀態,△AB1C1是壓板完全合攏時的狀態,首先估計一個邊長AB和BC并畫一個△ABC,以取AC為650 mm為半徑畫一個大圓,然后△ABC順時針旋轉到熱壓板完全合攏的角度70°,連接C1和C'并且畫出此線段的垂線,延長,使垂線與AB1的延長線相交于B2點。大擺半徑為AB2的實際長度,C1至B2的距離為拉桿長度,通過以上方法得到了大擺半徑和拉桿長度后按照實際尺寸畫出兩種狀態下的大擺半徑和拉桿長度,并進行測量比較兩種狀態下拉桿的長度,如果拉桿長度相等說明所求的的大擺半徑是正確的,如果測量結果有偏差說明所求的大擺半徑是錯誤的,同樣也可以通過SOLIDWORKS做簡單的草圖仿真,驗證同時閉合機構是否正確[4]。

3.3 三圓相切圖解法確定大擺半徑和拉桿長度的尺寸

以上解析法和圖解法應在多層熱壓機同時閉合結構設計中大擺上軸銷中心線和大臂下軸銷中心線必須和熱壓板軸銷中心線相重合的條件下才能有效,所以在大擺上軸銷及大臂下軸銷因為設計強度的原因和熱壓板軸銷中心線偏移的情況,三圓相切圖解法法能有效確定大擺上端軸銷和大臂下端軸銷偏移壓板軸銷中心線狀態下大擺半徑和拉桿長度,同時進行正確性驗證。

如圖7所示,以大擺軸銷中心、大臂軸銷中心和熱壓機壓板軸銷中心線偏移量為120 mm為例,進行圖解。首先隨意估計一個A點為中心的圓,然后以C為中心做一個和45°熱壓板開啟狀態的線相切的圓然后即把圓復制到C1點觀察三個圓的的相切情況,以此類推不停地調整三圓最終達到三圓正好在B點和B1點相切,連接B1至C1,再連接B和C,測量這兩根線段的長度同樣都為553.93 mm,這說明圖解法驗證了大擺半徑AB1為272.86 mm是正確的。

圖7 三圓相切圖解法

4 結束語

本文根據多年使用和改造多層熱壓機的經驗,介紹了熱壓機主油缸維護保養及維修方法、下橫梁穩定控制機構的結構原理及維護保養方法,以及十層熱壓機改造為十四層熱壓機時設計同時閉合機構的使用的解析法、圖解法和三圓相切圖解法等實用性極強的設計方法和原理,為廣大從事制造和使用多層熱壓機生產廠家、設計者和使用人員提供使用、維護、修理和設計改造的技術借鑒。