許春樹,梁艷輝,蘭俊平,趙建松
(天津渤海職業技術學院,天津 300402)
某化工機械加工維修中心一臺TYZ-48型液壓站,經過安裝和運行試驗,發現一些故障。通過對設備故障現象作了仔細檢查、分析,找到了故障出現的原因,徹底排除了該設備的故障。
TYZ-48型液壓站是一個供化工設備教學使用的典型液壓系統,它的液壓部分主要有液壓油、液壓泵(2臺9L/min,6.3MPa的葉片泵)、液壓缸(2個單出桿雙作用液壓缸)、液壓閥(包含有2個Yl-20B型,1個Yl-25B型中壓溢流閥,1個直動型溢流閥,1個IY-25B型液控單向閥,1個普通單向閥,1個24 E4-25B型電磁換向閥、34E2-25B型電磁換向閥、2個22E2-10BH型和22E2-25BH型二位二通,1個J-25B減壓閥、2個QI-25B單向調速閥)及液壓輔助元件(2個DP-63(A)B壓力繼電器、6個精度1.5級10MPa壓力表、油箱(容積100L、尺寸450×580×270)、連接油管、接頭、過濾器、溫度表等)組成。該液壓站的液壓系統可以搭接成為多種的液壓系統回路,首先根據搭接的系統回路,畫出了圖1液壓站液壓系統的工作原理(圖1)。從圖中可以看到,該液壓系統能夠實現液壓缸左右換向、調速運動等工作方式。工作過程如下:
1)啟動:按下電動機電源啟動按鈕則葉片液壓泵3工作,液壓泵向管路定量輸出液壓油。
2)調壓:換向閥6兩邊1DT通電、2DT斷電時,換向閥6處于中位,調節4先導式溢流閥的調節旋鈕,則壓力表8指示數值將發生變化,調節溢流閥可以使油壓維持一定的壓力。
3)換向:1DT通電時,使閥6左位工作,液壓油從液壓缸7左邊進入液壓缸,液壓缸7活塞桿向右移動,液壓缸右邊的液壓油經過換向閥6流回油箱;2DT通電時,閥6右位工作,液壓油從液壓缸7右邊進入液壓缸,液壓缸7活塞桿向左移動,液壓缸左邊的液壓油經過換向閥6流回油箱。
4)調速:調速閥5和串聯在系統中,調節調速閥5的開度,即可調節液壓缸7活塞桿移動的速度。

圖1 液壓站液壓系統圖
液壓站安裝啟動后,分別出現油壓壓力不穩定,噪音大現象;液壓缸7活塞桿可以作爬行移動、但液壓缸7活塞桿移動速度不能調節現象,結合圖1分析,初步判斷產生故障的原因可能有以下幾種情況:
1)油液污染、堵塞閥阻尼孔,油中混有大量的雜物,油面低油中混有空氣。2)溢流閥磨損、彈簧剛性差,溢流閥調定壓力偏低不恰當。3)調速閥磨損、或松動,調速閥失靈。4)換向閥6的閥芯表面磨損,閥芯在閥體內移動不到位。
首先拆下一些油管,搬出油箱,放出油箱中的油液,發現液壓油油量不足,油比較渾濁,在油箱下層有很多沉淀油泥、并且油箱低部有一層的水,可見油液污染嚴重,過濾并清除液壓油中的雜質和水分,對油箱等進行徹底的清洗處理;然后,加足清潔的液壓油至油箱的液面計規定位置處。
啟動液壓系統的液壓泵,噪聲基本消除,壓力表趨于穩定,調節溢流閥旋鈕,設定值并且至3MPa左右。表明液壓泵及調壓部分恢復了正常供油。
接下來,按下1DT按鈕,1DT通電使閥6左位工作,液壓油從液壓缸7左邊進入液壓缸,液壓缸7活塞桿向右有爬行移動,液壓缸7右邊的液壓油經過換向閥6流回油箱。按下2DT按鈕,2DT通電,使閥6右位工作,液壓油從液壓缸7右邊進入液壓缸,液壓缸7活塞桿向左有爬行移動,液壓缸左邊的液壓油經過換向閥6流回油箱,表明換向閥6工作正常。調節調速閥中的調節旋鈕液壓缸7活塞桿仍然爬行移動速度不能調節,顯然這是單向調速閥5失效造成的故障(圖2)。經過仔細拆卸單向調速閥5,排除了油液過臟,使節流口堵死的可能性,拆開單向調速閥5后,分析發現導致調節旋鈕失效是由于與螺旋推桿4相配合的螺套2的磨損及壓圈3壓的松動,這樣在調節旋鈕6時,螺套2也跟隨著轉動,螺旋推桿就會推動節流閥閥芯軸向移動,從而不調節流量,造成調節失靈。重新用擋圈鉗旋緊壓圈3后單向調速閥調節恢復正常,調節適當的位置后液壓缸11的活塞桿移動速度可以自由調節。此后運行恢復了正常。

圖2 單向調速閥部分結構
經過了解與分析,液壓油中的雜質主要是漏的雨水及灰塵隨著油液流入油箱,油壓壓力不穩定,噪音大、爬行移動主要是液壓油含有雜質及油液不足吸入氣體造成,活塞桿的移動速度不能調節故障是由于經常用力過度使螺套與壓圈之間磨損松動造成的調速閥失靈。從這次TYZ-48型液壓站故障的排除可以看到,要想有效的排除液壓系統的故障,必須要掌握液壓系統的工作原理,深入了解液壓元件的結構與特性,通過對故障現象觀察、聽、摸等測試和分析,才能正確地進行故障的診斷與排除。