蒋进宁

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545000）

引言

东风柳州汽车有限公司2011年从东风杭州汽车有限公司购买了1台1994年原产德国SMG公司用于汽车纵梁成型的50000kN液压压力机。设备电控系统采用西门子S5-PLC进行控制，拉伸垫采用纯硬件PID控制。该压力机机械性能稳定，纵梁成型质量好，设备故障率较低，但拉伸垫上端盖螺杆容易发生断裂。自2011年以来，拉伸垫上端盖螺杆断故障重复发生，损失液压油严重（平均6桶/次），且每次故障修复时间长。据统计，从2011年至2015年3月4日，共计发生17次故障，故障停机时间约为300分钟／次，影响着生产效率。因为拉伸垫本身液压系统存在设计缺陷，所以要对液压系统彻底改造。但是，停机改造时间长（停机约为45天），将直接导致公司商用车无法进行生产。因此，需要通过其他办法降低螺杆断裂风险，同时保证生产。

1 断裂原因分析

1.1 失效零部件分析

通过图1、图2对螺栓进行断口分析。可见，断口呈现明显的拉伸颈缩现象，证明螺杆失效仅受到单一的纵向拉伸断裂，而没有受到横向的剪切力，即主要受到拉伸垫上腔的液压油压力。

图1 断裂的螺杆

图2 拉伸垫

1.2 螺杆受力分析

拉伸垫上端盖共有6个螺杆。经过计算，螺杆可承受的力理论值为30T左右（螺杆参数M16×2、强度10.8级，螺杆可承受力约为5T/颗）。当纵梁成型后拉伸垫上升时，上腔压力峰值为13Mbar（改造前），受力面积为200cm2，作用于上端盖的力为26T；加上分布的6颗螺杆的扭紧力偏差，螺杆的总承受压力低于理论值，处于螺杆疲劳临界状态。……