开式压力机可靠性分析与提高.doc

引言 锻压工业在制造业中占领着重要的地位。它广泛应用于汽车、农业机械、电器仪表、国防工业以及日用品等生产部门。由于电子技术、信息技术、计算机技术的高速发展，也带动了锻压工业向着数控方向发展。它必将成为数控装备的一个重要的组成部分。 压力机特点 锻压生产已有悠久的历史，但采用锻压机械生产却只有百余年的历史。锻压工业在机床工业中占有着重要的地位。十九世纪三十年代，世界上出现了第一台简易的平锻机和蒸汽锤。六十年代生产了一些冲压用的液压机。二十世纪前期，由于汽车工业的兴起，曲柄压力机及其他锻压设备得到了迅速发展。由于采用现代化的锻压工艺生产工件具有效率高、质量好、能量省和成本低的特点，所以，工业先进的国家越来越多地采用锻压工艺代替切削工艺和其他工艺。[3]锻压生产在工业生产中的地位越来越重要，锻压机械在机床中所占的比重也越来越大。80 年代中后期，锻压机械的拥有量在日本为34%，美国32.4%。随着工业的发展，压力机的品种和数量也越来越多，质量要求也越来越高，压力越来越大。它在机械制造工业以及其他工业的锻压生产中的作用越来越显著。[16] 冲压设备广泛应用于汽车、航空、电子、家电等工业领域，其中，作为衡量一个国家工业水平的标志之一的汽车工业，被当今世界主要工业发达国家和新兴工业国家列为国民经济支柱产业，其发展主导了锻压技术及装备的发展，锻压技术的发展和进步基本围绕汽车工业的发展而进行。 近年来，曲柄压力机正向着高速和高精度的方向发展，并努力降低噪音，提高安全性，扩大自动化程度，改善劳动条件。特别是采用微型计算机控制的压力机，更具有先进的水平。[17] 课题中开式压力机简介 本课题所研究的系列压力机为干式离合开式固定台压力机，其传动系统由交流电动机经过V带带动飞轮，将能量储存于飞轮中，通过干式离合器－制动器，经过一对齿轮减速，带动曲轴连杆机构，使滑块产生上下往复运动。它典型的外形结构如图2-1所示： 图2-1 该系列开式压力机主要性能参数： 项目 单位 计数参数 公称力 KN 1600 公称力行程 mm 6 滑块行程 mm 180 行程次数 /min 35-50 最大装模高度 mm 350 滑块中心至机身距离 mm 380 主电机功率 KW 15 使用空气压力 MPa 0.55 净重 Kg 14500 压力机结构框图建立 系统可靠性模型建立的目的是对系统的可靠性指标进行分配、预计、评估的基础，同时可以根据可靠性模型优化系统设计方案。 本章建立系统可靠性模型包括两部分内容：一是绘制系统可靠性框图；二是建立相应的可靠性数学模型。绘制系统可靠性框图根据不同的用途也包含两部分的内容：基本可靠性框图和任务可靠性框图的绘制 可靠性框图是用图形的方法简明扼要地直观表达系统各个功能单元之间的可靠性逻辑关系。可靠性框图中的方框代表功能单元，方框之间的连接线不代表任何单元。系统内部各个单元之间的导线、连接器等应作为一个独立的单元放入方框中。 可靠性框图与系统的原理图有着明显的区别，二者不能混淆。可靠性框图表示系统各个功能单元之间的可靠性逻辑关系，系统原理图表示各个功能单元之间的物理关系。可靠性框图的绘制是在分析系统结构及功能的基础上进行的[6]。 机床结构及功能分析 压力机主要由机身，动力与传动系统，冲压系统，气动系统，PLC控制及电气系统，润滑系统，六部分组成，其组成结构图如图3-2所示， 图3-1 该机床工作原理图如图所示 图3-2 机身 机身是压力机的主要支撑部分，主要由机身，导轨，顶模器，储气筒，工作板台，等附件构成，机床的机械精度和结构参数直接影响到工件的加工质量，特别是对导轨和工作板台的精度要求很高，这样才能保证加工精度，轴承座的加工表面精度要求较高，这样才能与轴承有效配合，油箱盖端盖的密封性也有较高要求，由于机身体主要起支撑及防护作用，机身体必须有较强的刚度保证，机身体的组成结构图如3-3所示。 图3-3 项目 名称 项目 名称 项目 名称 1 垫板 2 上活塞 3 上缸体 4 隔板 5 下活塞 6 下缸体 7 下盖 8 轴套 9 O型圈 10 缓冲螺钉 11 孔用xy型密封圈 12 轴用xy型密封圈 13 O型圈 14 螺母 15 活塞杆 16 缓冲垫 17 管接头 表3-1 机身为一整体结构，中部贯通，曲轴支承在前后均为整体的铜套内，齿轮安装在机身的封闭箱体内，上有盖板，箱内注油，使齿轮浸于油内，箱底部有放油管和放油球阀，由于使用浓油润滑，出油可以过滤后接入油箱循环使用，注油的高度由机身左侧的油标确定。 机身后上部左右内壁上的两个支撑板来固定电机。机身中部固定有用于储存离合器与平衡缸用气的气泵。 导轨部分 导轨分为左导轨和右导轨，左右两侧导轨必须保证很高的平行度。导板分为前导板，中导板和后导板，导板起衬