專用機(jī)床雙缸順序動作液壓系統(tǒng)故障分析和排除

摘 要： 某民營企業(yè)十多年前研制了兩臺專用機(jī)床，經(jīng)過多年使用，該機(jī)床發(fā)生了幾起因液壓系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)整失誤引起的液壓系統(tǒng)故障。本文分析了該機(jī)床在生產(chǎn)過程中故障產(chǎn)生的原因及排除方法。

關(guān)鍵詞： 專用機(jī)床 雙缸順序動作 液壓系統(tǒng)故障 參數(shù)調(diào)整

某企業(yè)10多年前自行設(shè)計、生產(chǎn)兩臺專用機(jī)床，該機(jī)床中的控制系統(tǒng)是采用單向順序閥控制的順序控制系統(tǒng)。順序閥是一種以壓力為輸入量的壓力控制閥，當(dāng)閥的進(jìn)口壓力或系統(tǒng)中某處的壓力達(dá)到或超過由彈簧力預(yù)設(shè)的調(diào)定值時，閥口便開啟，其進(jìn)出口相通；而當(dāng)進(jìn)口壓力低于調(diào)定值時，閥口關(guān)閉，其進(jìn)出口則不通。順序控制系統(tǒng)的作用在于使幾個執(zhí)行元件按照順序依次進(jìn)行動作。

該機(jī)床在使用過程中出現(xiàn)了一些故障，影響了正常的生產(chǎn)，為了解決這些故障，需對系統(tǒng)進(jìn)行分析，從而排除故障，使設(shè)備正常生產(chǎn)。

1.液壓系統(tǒng)工作原理

圖1為該機(jī)床液壓系統(tǒng)工作原理圖，單向順序閥3控制液壓缸5、6后退時的先后順序，系統(tǒng)中單向順序閥4控制液壓缸5、6前進(jìn)時的先后順序。當(dāng)電磁換向閥2得電時，壓力油→液壓缸5的無桿腔，有桿腔回油回油箱。此時，由于壓力較低，順序閥4關(guān)閉，單向閥也不導(dǎo)通，液壓缸5的活塞向右移動；當(dāng)液壓缸5的活塞運(yùn)動至終點(diǎn)時，油壓升高，達(dá)到單向順序閥4的調(diào)定壓力時，順序閥4開啟，壓力油→液壓缸6的無桿腔，有桿腔油液經(jīng)閥3中的單向閥后經(jīng)過閥2回油箱，使液壓缸6的活塞向右前進(jìn)。當(dāng)液壓缸6的活塞右移到終點(diǎn)時，電磁換向閥斷電復(fù)位，此時壓力油進(jìn)入液壓缸5的有桿腔，無桿腔回油回油箱，使液壓缸5的活塞向左返回，到達(dá)終點(diǎn)時，壓力油升高打開順序閥3，再使液壓缸6的活塞返回。

2.系統(tǒng)在工作中出現(xiàn)的故障

機(jī)床運(yùn)行中，液壓缸5的運(yùn)動速度能夠達(dá)到設(shè)計值，而液壓缸6的運(yùn)動速度總是比預(yù)定的速度低，達(dá)不到該機(jī)床引誘的正常工作性能要求。

3.故障原因

液壓系統(tǒng)中液壓缸的運(yùn)動速度達(dá)不到預(yù)定值，通常存在以下幾方面的問題：

（1）液壓泵流量不足。①壓力機(jī)液壓泵流量不足，致使系統(tǒng)中流量不足；因泵內(nèi)吸入空氣影響了液壓泵的流量；②液壓機(jī)的壓力分配閥工作不良引起流量不足；③因油壓機(jī)油液黏度不合適而影響流量；④壓力機(jī)的溢流閥工作不良影響流量；⑤由于液壓缸、閥等元件泄漏嚴(yán)重，造成流量不足；⑥液壓機(jī)的流量控制閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作不正常。

（2）換向閥內(nèi)部泄漏嚴(yán)重。液壓缸的內(nèi)外泄漏嚴(yán)重，其中以內(nèi)泄漏為主，當(dāng)運(yùn)動速度隨行程的位置不同而有所下降時，是由于缸內(nèi)別勁使運(yùn)動阻力增大所致。排除方法：提高零件加工密度及裝配質(zhì)量。

（3）液壓缸內(nèi)部油路堵塞和阻尼。

（4）壓力閥分流。系統(tǒng)中與液壓缸并聯(lián)的壓力閥（如圖1中的閥7）不該開啟而開啟，將泵的流量分流了。

那么本系統(tǒng)出現(xiàn)的問題究竟是哪一個原因引起的呢？通過對上述原因的進(jìn)一步判斷驗證，發(fā)現(xiàn)當(dāng)液壓缸7運(yùn)動時，溢流閥7回油管有大量的油液流出，這表明溢流閥7不該溢流而溢流了。系統(tǒng)中的壓力閥7應(yīng)作為安全閥使用，而不該作為溢流閥使用，這就是本系統(tǒng)出現(xiàn)上述問題的原因所在。

4.系統(tǒng)故障排除方法

根據(jù)前面對系統(tǒng)故障原因的分析可以看出：

（1）溢流閥是位于主控閥閥體上的一個安全閥，其作用是限制整個液壓系統(tǒng)的最高壓力，以保護(hù)整個系統(tǒng)不至于損壞。如果該閥中的彈簧斷裂或調(diào)定壓力低于液壓泵全部流量通過順序閥時的最高壓力值，將導(dǎo)致整個系統(tǒng)的壓力過低，系統(tǒng)就會出現(xiàn)液壓缸不能全速運(yùn)行現(xiàn)象。更為嚴(yán)重的是主泵壓力油就會因不能推動執(zhí)行元件工作而從該閥全部泄掉，從而出現(xiàn)整機(jī)無動作的現(xiàn)象。

（2）如果溢流閥設(shè)定的開啟壓力值等于或略高于順序閥開啟后液壓泵全部流量通過時的最高壓力值，系統(tǒng)會因壓力波動的影響，使液壓缸速度時高時低不穩(wěn)定。

5.啟示

液壓系統(tǒng)中，液壓控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中的壓力、流量及油液的流動方向，從而控制液壓缸或液壓馬達(dá)的啟動、停止、速度、方向及動作的順序等，以達(dá)到各種類型的液壓設(shè)備對運(yùn)動、速度、力或轉(zhuǎn)矩的要求。在任何一臺液壓設(shè)備或裝置的液壓系統(tǒng)中，液壓閥都占相當(dāng)大的比重。液壓閥的性能對液壓四通的靜特性、工作可靠性有直接影響。通過對系統(tǒng)故障原因的分析、排除可以得出：在壓力控制系統(tǒng)中，壓力閥的設(shè)定值必須根據(jù)不同的系統(tǒng)進(jìn)行合理的調(diào)整，調(diào)高或調(diào)低都不能發(fā)揮系統(tǒng)的最佳性能，否則，盡管系統(tǒng)設(shè)計上沒有什么問題，也會因參數(shù)調(diào)整不當(dāng)造成系統(tǒng)達(dá)不到設(shè)計性能。

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