股份制企业:盐城市大联组合机床有限公司 - 企业动态

组合机床液压系统爬行故障诊断与维修摘要：爬行故障是组合机床液压系统经常出现的故障之一，由于液压系统的密封性和多信息控制模式，使得该故障排除过程比较复杂。以130B型组合机床液压系统为例：总结了一套组合机床液压系统爬行故障的维修方法。山东某大型曲轴生产厂所用的130B型组合机床是加工曲轴的重要设备，该机床的进给机构及夹紧机构均采用液压驱动，机床进给动力滑台由单活塞缸带动，其工作循环为快进一工进一快退一原位停止，机床经长期运行后进给动力滑台工进时出现爬行现象。由于液压系统的密封性和多信息控制图1 130B型组合机床工作原理图模式，使得该故障的排除过程比较复杂。作者针对该机床的具体情况，进行了认真的分析和研究，提出了一套简单有效的解决方法。1 故障特征机床经长期工作和运行后，执行元件(单活塞杆液压缸)快速运动时工作正常，转为工进时即开始出现爬行现象。油箱油液状况正常，液压缸工作压力无明显变化，排气后故障未消除。2 故障维修过程为了避免大量盲目的拆卸，提高效率，减少备件的浪费，对引起机床爬行现象的各种原因进行了系统归纳，结合所面对的具体情况，采用逐项排除的方法，快速准确地解决了问题，其过程如下。2．1 液压系统油液中混有空气导致爬行故障混入液压系统的空气以游离的气泡形式存在于液压油中，油液的可压缩性急剧增加，由于执行元件负载的波动使油液压力脉动，导致气体膨胀或收缩而引起液压缸进油量明显变化，表现出低速时忽快忽慢，甚至时断时续的爬行现象 。液压系统混入空气时可从以下两种情况进行考虑：2．1．1 液压泵连续进气(1)故障现象。压力表显示值较低，液压缸工作无力，油面有气泡，甚至出现油液发白和液压泵“尖叫” 的现象。(2)故障原因。由于液压泵吸油侧油管接头螺母松动而吸气；密封元件损坏或密封不可靠而进气；油箱内油液不足，油面过低，吸油管在吸油时因液面波浪状导致吸油管端间断性露出液面而吸入空气；吸油过滤器堵塞使吸油管局部形成气穴现象等。(3)故障排除方法。较大进气部位可以通过直接观察较易找到。微小渗漏部位须经检查方能查出，可将液压泵吸油侧和吸油管段部分清洗干净后，涂上一层稀润滑脂，重新启动液压泵，涂有润滑脂的各部位没有被吸而成皱褶状或开裂，则表明没有封闭不严的部位，反之则表明形成皱褶状或开裂处为进气部位。找到进气部位时根据具体情况或拧紧管接头或更换密封圈等易损件。若油面过低应及时加油，若噪声过大则应检查并清洗滤油器。(4)结论。油液混有空气而发出的尖叫声极易分辨，根据130B型组合机床的噪声及油液气泡情况、压力表显示的液压缸的工作压力的情况，不难排除该故障原因。2．1．2 液压系统内存有空气(1)故障现象。压力表显示值正常或稍偏低，液压缸两端爬行，并伴有振动及强烈的噪声，油箱内无气泡或气泡较少。(2)故障原因。这种故障的原因主要有3种：一是液压系统装配过程中存有空气；二是系统个别区域形成局部真空；三是液压系统高压区有密封不可靠或外泄漏处，工作时表现为漏油，不工作时则进入空气。(3)故障排除方法。第一种情况往往发生在新设备上，通过排气后可消除爬行。第二种情况新老设备上均可能出现，或为新设备的设计、装配不合理导致某一区域内油液阻力过大，压降过大；或为老设备的杂质堆积，由于流经狭窄缝隙而产生较大的压降，尤其在流量阀中节流孑L处易出现这种情况，通过清洗相关元件可消除故障。第三种情况通过直接观察有无漏油情况来判断。(4)结论。这类故障的两大特征是有明显的两端爬行规律和排气后故障消除或减轻。应根据设备使用期限和故障现象特征对上述故障因素加以排除。2．2 滑动副摩擦阻力不均导致爬行故障这种故障包括以下几种情况：2，2．1 导轨面润滑条件不良导致爬行故障(1)故障现象。压力表显示值正常，用手触摸执行元件有轻微摆振且节奏感较强。(2)故障原因。执行元件低速运动时润滑油油楔作用减弱，油膜厚度减小。这时润滑油如选择不当或因油温变化导致润滑性能差、润滑油稳定器工作性能差或压力与流量调整不当、润滑系统油路堵塞等均可使油膜破裂程度加剧。导轨面刮点不合要求、过多或过少等都会造成油膜破裂形成局部或大部分的半干摩擦或干摩擦，从而导致爬行。而后一种情况主要发生在新设备上。(3)故障排除方法。机床若属润滑条件不良，应为由于温度变化而改变了润滑油的性能、润滑油路压力与流量调整不当、润滑油路的堵塞等因素。主要排除措施：用手搓捻润滑油检查滑感，观察油槽内润滑油流速，检查润滑系统压力、流量情况，检查润滑油稳定器工作情况等。如发现问题则或更换润滑油，或调整其压力或流量，或清洗润滑孔道系统，从而恢复润滑性能，直至执行元件运动平稳。(4)结论。通过观察本机床并无明显的润滑条件的变化．可初步否定上述因素。2．2．2 机械憋劲(1)故障现象。压力表显示值较高或稍高，爬行部位及规律性较强，甚至伴有抖动现象。(2)故障原因。运动部件几何精度发生变化、装配精度低均会导致摩擦阻力不均，容易引起液压缸爬行。例如液压缸活塞杆弯曲，液压缸与导轨不平行，导轨或滑块的压紧块(条)夹得太紧，活塞杆两端螺母旋得太紧，密封件过盈量过大，活塞杆与活塞不同轴，液压缸内壁或活塞表面拉伤，这些情况都是引起这类故障的原因。有的表现为液压缸两端爬行逐渐加剧，如活塞杆与活塞不同轴；有的表现为局部压力升高，爬行部位明显，如液压缸内壁或活塞表面拉伤等。(3)结论。这类故障常在特定情况下发生，如新设备调试中、设备外伤、载荷突变时。根据130B型组合机床的工作情况．也可初步否定上述因素。2．3 液压元件内漏或失灵在液压系统中，若某个元件由于磨损、堵塞、卡死等原因也会造成低速爬行。在对130B型组合机床进行维修时，主要从以下几方面考虑：调速阀1中室差式减压阀阀芯被卡失灵，调速阀所调节的流量稳定性就无法保证，甚至出现周期性的脉动；而节流孔的堵塞现象也是典型的引起流量周期性脉动的因素，最后导致低速时的爬行。因此，首先对调速阀进行拆卸、清洗、直至更换一个新阀进行调试，爬行现象没有消除，说明不是调速阀的问题。(2)图1中的单向行程阀2的故障因素。单向行程阀若因磨损而造成关闭不严，低速时则会对液压缸回油流量有较大影响 ，负载波动时使压力变化造成单向行程阀内漏量忽大忽小，引起液压缸运动速度忽快忽慢，最后导致低速时的爬行。为此，将单向行程阀拆下，使液压缸工进，观察阀的出油口无漏油，说明不是单向行程阀关闭不严。(3)液压缸的内漏问题。将液压缸活塞杆伸出至终点位置，然后卸下点处回油管，放净有杆腔中的液压油，使液压缸无杆腔进油，观察有杆腔出油口点 处向外滴淌油液，说明液压缸中存在内泄漏。经过拆卸液压缸，检查并发现活塞上密封圈已失效，更换密封圈后装好液压缸及其它元件，仔细检查液压系统后重新启动液压泵，爬行现象消除。3 结论130B型组合机床液压系统的故障维修历时两个工作日，初期维修人员希通过大量更换液压元件来解决问题，结果不但问题没有得到解决．反而使维修工作更加复杂，耽误了生产，造成了浪费；后期通过技术人员的认真分析，使问题明朗化，最后得到了解决。机床液压故障的维修通常应遵循这样的过程：认真观察故障现象一看懂机床液压回路原理图一系统、全面地对故障进行分析一拆卸检修。在进行故障原因分析和检测时，通常可先采用观、听、摸、闻、问等方法，考虑要全面，对新、老设备应区别对待，在正确分析的基础上，最大限度地缩小检查范围，对最有可能的故障源进行由简到繁的检测，这样才能判断准确，少走弯路。