公司油漆庫專用電動升降機(jī)是用于機(jī)車車身油漆的特殊設(shè)備。升降機(jī)由兩側(cè)的立柱、傳動系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和工作平臺組成。其工作原理是:同步控制兩側(cè)電機(jī)及減速機(jī)帶動普通絲桿轉(zhuǎn)動,使絲桿螺母沿絲桿作上下垂直運動,通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及平臺托架帶動中間工作平臺自由升降。主要參數(shù):工作平臺長24.3米,寬0.8米,(護(hù)欄)高0.6米,升降高度0.9-3.2米,最大載重量1噸。
問題的產(chǎn)生
2012年12月份,一臺升降機(jī)在工作時,突然因一側(cè)的絲桿螺母螺紋斷裂導(dǎo)致工作平臺向該側(cè)傾斜,機(jī)車車身油漆工作被迫暫停,經(jīng)及時搶修,更換絲桿螺母及相關(guān)零件,兩天后升降機(jī)恢復(fù)正常。雖然該次設(shè)備故障未造成人員損傷,但是由此發(fā)現(xiàn)的設(shè)備安全隱患卻不容忽視,如何避免這種故障再次發(fā)生,保證生產(chǎn)安全,是必須解決的問題。
問題分析
1.故障零件外觀
觀察升降機(jī)發(fā)生故障后拆下的絲桿,可以發(fā)現(xiàn)絲桿螺母的螺紋全部斷裂,殘留在絲桿螺紋間,且殘留螺紋的牙厚明顯已經(jīng)變薄。
2.傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
升降機(jī)的傳動系統(tǒng)由電機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、軸承和絲桿螺母副組成。絲桿螺母副結(jié)構(gòu),由固定座、普通絲桿、絲桿螺母組成,其中固定座用于支撐升降平臺,絲桿螺母通過螺釘固定在固定座上,普通絲桿的旋轉(zhuǎn)帶動絲桿螺母上下運動,從而驅(qū)動升降平臺工作。
由升降機(jī)傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以看出,升降平臺及平臺上的承載的人員及工具等的重量完全是由兩側(cè)的各一對絲桿螺母副承受的。
3.零件材質(zhì)
升降機(jī)的絲桿材質(zhì)采用調(diào)質(zhì)處理的45號鋼,而螺母采用錫青銅材質(zhì),如此選材是合適的,因為絲桿一般是比較長的(根據(jù)行程需要),成本遠(yuǎn)高于螺母,因此螺母會選擇材質(zhì)較“軟”的生鐵或錫青銅,維護(hù)時往往采用更換螺母、整修絲桿的工藝方法。
4.故障產(chǎn)生原因分析
由以上分析可以看出,升降機(jī)傳動系統(tǒng)中的絲桿螺母副是主要受力部件,而絲桿和螺母的材質(zhì)決定了螺母較絲桿更易磨損,因此故障產(chǎn)生的原因就是絲桿螺母副經(jīng)過一定時間的工作,螺母的螺紋牙厚逐漸變薄,最后導(dǎo)致無法承受載荷而斷裂。
升降機(jī)傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定了無法直觀的查看到螺母的受損情況,必須將其拆解才能觀察到,而過于頻繁的拆裝既影響設(shè)備的使用壽命,也容易破壞的正常生產(chǎn)的連續(xù)性。
改造措施
針對存在的問題,查閱相關(guān)資料,并結(jié)合現(xiàn)場實際情況,對傳動系統(tǒng)進(jìn)行改造,將絲桿螺母副結(jié)構(gòu)改為絲桿加雙螺母的新型絲桿螺母副結(jié)構(gòu)。
1.絲桿雙螺母副的結(jié)構(gòu)
絲桿雙螺母副結(jié)構(gòu),是在原絲桿螺母副的基礎(chǔ)上加裝第二個螺母而形成的,由固定座、普通絲桿、上螺母(絲桿螺母)、下螺母(安全螺母)、壓縮彈簧、插銷和壓蓋組成。
2.絲桿雙螺母副的安裝
上螺母從絲桿下端旋入至固定座,并用螺釘固定。下螺母除安裝彈簧插銷處外,上螺母其它外形尺寸完全相同,同樣從絲桿下端旋入,但與上螺母安裝方向相反,當(dāng)下螺母接近上螺母時,向下拔出插銷,繼續(xù)旋入,直至兩螺母間隔8mm左右并且插銷對上上螺母端面的銷孔,松開插銷,插銷插入銷孔。
3.絲桿雙螺母副主要特點
3.1.升降機(jī)正常工作時,仍是一個螺母(即上螺母)承重,下螺母上的彈簧插銷機(jī)構(gòu),只起撥叉的作用,使兩個螺母同步運動,并保持正常工作時兩螺母的間距。
3.2.一旦上螺母因磨損或超重等原因損壞時,下螺母將承重,有效的防止升降平臺滑落,提高設(shè)備的安全性;
3.3.由于兩個螺母基本一樣的,因此當(dāng)上螺母損壞時,可以拆除上螺母后,將下螺母反向安裝,以應(yīng)急使用,保證生產(chǎn)的連續(xù)性;
3.4.在立柱防護(hù)板上開觀察孔,定時查看兩螺母的間距,判斷上螺母是否損壞,以便及時維修保養(yǎng)。
效果
改造后的電動升降機(jī)經(jīng)過一年多的實際使用后,使用情況良好,未發(fā)生設(shè)備故障,有效的保證生產(chǎn)安全性和連續(xù)性,公司陸續(xù)將油漆庫共計12臺電動升降機(jī)的傳動系統(tǒng)進(jìn)行了相同的改造。同時,絲桿雙螺母副結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,效果明顯,在類似傳動機(jī)構(gòu)中也可使用,因此有很大的推廣價值。