【摘 要】本文针对MP6300吨热模锻压力机，阐述了离合器与制动器的结构形式及其二者的协调性实验分析。
【关键词】热模锻压力机 离合器 制动器 协调性
热模锻压力机是现代锻压生产车间中金属毛坯热成型的重要锻造设备，其功能实现离不开离合器与制动器的协调作用，二者协调与否直接关系到热模锻压力机的使用寿命、动态性能以及生产安全。因此，在设备验收过程中，必须对离合器与制动器的协调性进行实验分析。
一、离合器与制动器的结构形式
考虑到本项目中热模锻压力机所传递的扭矩非常大，因此采用盘式摩擦离合器与制动器的结构形式[1]。
盘式离合器分为单盘式和多盘式，对于大型热模锻压力机，均采用多盘式离合器。离合器的结构形式如图1所示：该离合器通过电磁阀的控制，使压缩空气通过旋转接头进入活塞腔，通过活塞的推力和摩擦盘的作用，将从动部分与主动部分贴合在一起，把传动轴的扭矩传递给曲轴；当电磁阀切断时，压缩空气从活塞腔排出，在弹簧力的作用下，从动部分与主动部分脱离，离合器空转。
盘式制动器分为浮动镶块式和片式，结合本项目中对制动力矩要求相对较小，因此单盘式制动器就能满足设计需要，其结构形式如图2所示：制动器进排气由一个电磁阀控制，电磁阀接通时，压缩空气进入活塞腔，活塞推动压力盘与浮动摩擦块分开，制动器脱离曲轴；当电磁阀切断时，在弹簧力的作用下，压力盘与摩擦块紧紧贴在一起，进而产生制动力矩，使曲轴停止转动。
二、离合器与制动器的连锁
离合器与制动器分别装在曲轴的两端，为保证压力机正常运转，二者必须按照顺序协调动作，否则会导致设备严重发热和急剧磨损，造成重大事故。
离合器与制动器的连锁形式分为机械式和非机械式两种，本项目采用非机械式连锁机构。当压力机开始工作时，两个气缸同时进气，但由于制动器的气缸小，所以制动器先动作，使传动轴脱离制动状态；然后离合器再动作，带动曲轴旋转，进而转化成滑块的上下往复运动，这个过程主要是靠离合器与制动器的结构尺寸来保证的。当压力机要停止工作时，如果离合器与制动器同时排气，势必造成动作的不协调，此时就需要根据各自的控制阀调节进排气，使离合器先脱离制动器然后再完成制动。
但是在实际过程中，很难保证在离合器与制动器刚分离，马上就进入制动过程，因此需要通过实验的手段对离合器与制动器的协调性做出分析与调整。通过装在制动器侧的凸轮开关，分别测定曲轴在离合器与制动器接合和分开时的转角变化，以电信号的形式传递给控制系统，最终通过凸轮开关对该角度进行调节，从而实现对两者控制阀打开和关闭时间的控制，进而使压力机完成整套动作，保证安全运转。
三、协调性实验过程及结果
协调性分析实验要求压力机在完成组装并经过空负荷试车以后才能进行。
首先在压力机静态模式下，通过压力传感器、位移传感器、动态应变仪等检测设备绘制出离合器的静态协调曲线[2]，如图3所示，在动作位移曲线上找出离合器接合与脱开动作的特征点A1、B1，在气压变化曲线上找出对应的特征点A2、B2。
然后，在压力机动态模式下，依据在静态模式时气压变化曲线上的特征点A2、B2，在制动器动作位移曲线上找出相应的制动器接合与脱开的特征点A3、B3，如图4、图5所示。
将A2、A3两点间距值由位移转换成时间，结果为0.1s，同理，B2、B3两点间距值转换成时间，结果为0.13s。这两个数值就是本项目中热模锻压力机在动态运行状态下，离合器与制动器接合、脱开的实际时间差。
四、综合分析
为保证本项目中热模锻压力机离合器与制动器动作的协调性，在离合器结合前0.13s，制动器控制阀打开，压缩空气进入活塞腔，活塞推动压力盘克服弹簧阻力做功，使压力盘与摩擦块之间产生间隙，制动器脱开；当制动器开始动作0.1s后，离合器控制阀接通，压缩空气推动活塞运动，把从动摩擦盘的扭矩传递给曲轴，曲轴上的连杆带动滑块做往复运动，压力机正常工作。
按照设计规定，压力机动态运行时，离合器和制动器接合、脱开的时间差为0.01-0.2s，本设备协调性满足要求，经现场测试和反馈，压力机运行状态良好。
五、结语
本文论述了MP6300吨热模锻压力机离合器与制动器的结构形式，接合两者的动作原理和特性，采用检测设备记录了静态和动态模式下两者协调性的实验数据，对试验结果进行了分析总结，并提出了相应的调节措施。现场使用情况表明，该设备协调性十分理想，本次实验数据为后续压力机的设计提供了宝贵的理论依据和参考价值。
参考文献：
[1] 李忠民等.热模锻压力机[M].北京.机械工业出版社.1990，128-153.
[2] 侯彦武.5000t热模锻压力机制动器与离合器协调性研究[J].一重技术.2005年第1期：6-9.
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