德国BERG模具夹紧器的技术改进

德国BERG模具夹紧器的技术改进

龙凯

一汽－大众汽车有限公司 吉林长春

[摘  要]：模具夹紧器是将模具的上模与压力机的滑块连接为一体的部件，滑块运行带动上模与下模产生相对运动将钢板压制成型。模具夹紧器有气动、液压、电机驱动等几种工作方式，简单的还有手动螺栓紧固方式。本文着重阐述德国BERG公司生产的由电机带动夹紧、放松动作的PSP-W型模具夹紧器，该种型号在车间广泛使用，其在工作中出现的故障，维修及备件周期、费用，所产生的停台对生产的影响很大。通过一系列的技术改进彻底消除夹紧器的故障，大大提高设备开动率。并自主修复已损坏的夹紧器，自主研发制做夹紧器功能试验台来验证修复效果，重新应用于设备，受到德国大众公司技改部门的好评。

[关键词]：压力机 模具夹紧器 接近开关

一、引言

德国ERFURT公司制造的压力机，其滑块上安装的模具夹紧器由德国BERG公司提供，模具夹紧器位于压力机滑块前后两侧，作用是固定上模，且长期工作在高振动条件下。进口的ERFURT压力机根据公称压力及滑块底面尺寸的不同，每台压机夹紧器的数量从十六个至二十个不等，全车间共装配有300余个，随着使用年限的增加，现在常有故障发生，影响换模时间。该备件系原装进口，制作精良，结构复杂，价格昂贵，进货周期长。因此单纯依靠备件更换处理问题肯定行不通，自己动手维修才是最行之有效的办法。

二、设备故障分析

压力机在更换模具时需要将模具夹紧器的夹头松开，其过程是手动按钮将松开信号释放后，夹紧器的电机通过其内部的行星减速器旋动夹紧螺杆，使其向外行走伸出，夹头松开到位后，由伸出到位的接近开关发信号使电机停止，然后滑块返回上止点，工作台载模具开出更换。

但是经过了长期的使用，时常出现在夹紧器松开到位后，电机不停，继续向外旋动夹紧螺杆，最终使螺杆与机体分离并将夹紧器的紧固螺栓顶脱扣而报废。

针对这种常出现的故障，将损坏的夹紧器进行拆解，参照备件图纸进行理论分析，确定这一故障的产生原因主要有以下几个方面：

1、夹紧螺杆的松开未按照原始轨迹到达接近开关，没有发出停止信号。

2、接近开关紧固位置松动，无法感应到螺杆，没有发出停止信号。

3、接近开关损坏。

4、接近开关的电缆及端口损坏。

5、夹紧器内部传动机构齿轮、连接部件等损坏。

综上分析，以上的任意一项故障都会导致夹紧器损坏。而能够及时使得夹紧器动作停止只能依靠接近开关发信号，且损坏都发生在松开的过程中。

三、技术改进

1．确定改进方案

经统计，这些故障的发生没有规律，日常点检也不易及时发现。如何能够避免这些不易预防的小故障对部件整体的损害呢？夹紧器是由4个M10×30（8.8级）的螺栓固定在滑块上的，改进的目的要使螺杆的旋出力小于4个螺栓的紧固力时电机即停止，从而避免夹紧器损坏。

M10（8.8级）螺栓的承受拉力约为1500kg，4个就是1500×4=6000kg

夹紧螺杆的螺纹是 Tr 28×3-LH，其承受拉力约为9000kg

由此可见螺杆的顶出力远远大于4个定位螺栓的拉力。

通过夹紧器的夹紧工作原理找方法：在夹紧时螺杆收起，到位后接触行程开关，但此时电机不停，继续带动螺杆收紧，其内部有一个由四个弹簧组成的过载保护装置，当夹紧力达到一定值后，过载保护机构内的压盘克服弹簧力开始转动。压盘的圆周上均布加工有四个凹槽，当转过凹槽位置时触发接近开关，这时电机停止。由此我想到，是否可以在松开状态时也用到这个开关触发给电机一个停止信号，即要使螺杆的顶出力在小于夹紧器的4个紧固螺栓的拉力的时候，过载保护机构的压盘就开始转动，这时电机即可停止。

2．确定零件加工

将压盘取出，其底面上也有均布的四个凹槽，凹槽的边缘与底面是垂直的，深度3mm，顶在4个弹簧座上。当夹紧力不够的时候，弹簧座卡在此凹槽内，不能克服弹簧力，压盘不转动。因此我将压盘松开方向的凹槽边缘的垂直面的1mm以上部分铣出45O斜面，这样在螺杆伸出时遇到较小的阻力，弹簧座即可沿着斜面被压缩，从而使压盘转动。

3．安装测试

将改进后的夹紧器安装到设备上进行实测，事先摘掉了夹紧螺杆松开到位的接近开关。松开到位后螺杆顶在挡环上，听到了过载保护机构压盘克服弹簧力转动的“咔咔”声，电机随即停止，改进非常成功。这里还要说一种极端情况的出现，即如果电气的接触器粘连导致电机不受控停止的话，也只是过载保护机构一直在打滑，不会将紧固螺栓顶脱扣，从而保护夹紧器不被损坏。

通过此种方式的改进，消除了90%以上的夹紧器损坏几率。而且对夹紧器的拆卸，全面了解其机电运行原理，同时也掌握了修理的方法，能够对损坏的压环、夹头、传动螺杆等零件进行加工更换，大大节约了新备件的采购费用。

四、结束语

发现问题就是发现财富，解决问题就是创造财富。通过改进创新，每年仅此一项备件费用就可为公司节约RMB100余万元，同时减少大量维修停台(一千余分钟/月)。通过以上改进活动，增强了对设备故障的解析能力，更增强了机电一体化能力，对于今后的工作大有脾益。

[致    谢]：在本项目的实施过程中，我得到了很多有益的帮助，对于该项目的圆满完成起到了关键的作用。对协助我共同完成这项工作的同事们道声感谢，在实施过程中都给出了很多很好的建议，大家的帮助使改进得以实现！

[参考资料]：

1．《机电一体化技术手册》机械工业出版社　1999

2．《机械设计实用手册》  机械工业出版社  2009

3．《BERG-SPANNTECHNIK使用技术手册》

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