MB4225-160A型半自動立式珩磨機的維修與改進

楊曉宇

（河北省地礦局第一地質大隊，河北邯鄲 056001）

0 引言

珩磨機是利用珩磨頭珩磨工件精加工表面的一種磨床，主要用于液壓件、汽車、軸承等制造業中珩磨工件的內孔。其加工精度能達到IT7-4 級，是加工精度很高的一種設備。河北省地礦局第一地質大隊于20 世紀90 年代引進了一臺MB4225-160A 型半自動立式珩磨機，其液壓系統功能分支由5 部分組成（圖1）。

（1）主軸箱支路。由定量泵往手動變量軸向柱塞馬達供油，系統工作壓力由溢流閥3 調定，馬達帶動齒輪產生旋轉運動，通過主軸箱內圓柱齒輪副變速可得到2 個轉速范圍。

（2）動力油缸支路。動力油缸是一個差動油缸，油缸固定在立柱上，油缸的活塞桿與主軸箱箱體連接，用來帶動主軸箱進行往復運動。

圖1 MB4225-160A 型半自動立式珩磨機其液壓系統功能

（3）磨頭漲縮機構：①只要液壓泵啟動或者換向閥YV9 失電、YV10 得電且YV7 和YV6 失電的情況下磨頭處于收縮狀態；②磨頭漲設有高壓漲和低壓漲2 種狀態，YV9 得電、YV10失電的情況下處于低壓漲，YV9 失電、YV10 得電時處于高壓漲狀態，這由高低壓漲旋鈕控制。

（4）磨頭對尺機構。珩磨機磨頭對尺時，當電磁換向閥YV9得電、YV10 失電時漲縮桿快速下移5 mm。進給螺母隨漲縮桿下移5 mm，觸碰到行程開關SQ8，使行程開關閉合。同時，YV7得電、YV6 失電，使液壓馬達旋轉，帶動進給螺母正轉（螺母正轉如果漲縮桿不動，螺母會向上移動），開始進給運動。由于此時漲縮桿一直處于向下運動狀態，進給螺母仍在下端位旋轉。當珩磨油石漲到工件孔壁時，漲縮桿停止下移。這時液壓馬達繼續旋轉，使螺母上升，螺母離開下端面，出現了間隙從而使行程開關SQ8 斷開。YV7 失電，磨頭漲停止。這時通過電器控制YV6 通電，液壓馬達反轉。進給螺母快速下移到下端工作位置上，保證磨頭處于定速進給狀態。YV6 通電時間長短由時間繼電器KT5調定。馬達停止轉動后，按下控制按鈕使YV9 失電、YV10 失電時，漲縮桿快速退回5 mm，磨頭對尺寸完成。

（5）滑臺移動油缸支路。由三位四通電磁換向閥來控制滑臺的左右移動：YV4 得電，滑臺油缸差動連接，使滑臺向右移動；YV5 得電，滑臺向左移動。

1 設備故障與維修

1.1 使用過程中珩磨機出現動力油缸無法上下移動，導致無法工作的現象

原因分析：出現問題后，在檢查電路方面沒有任何故障的情況下，將故障判斷的重點放到液壓系統。電機啟動后，帶動雙聯葉片泵給系統供油。一個油泵主要為滑臺油缸，磨頭漲縮機構，磨頭對尺機構供油，間接通過調速閥影響動力油缸上下運動的速度。但是它僅僅起到調速的作用并不是使動力油缸失去動力的原因。另一個泵正常啟動后，給二位兩通電磁換向閥YV1通電，系統壓力由溢流閥YV9 調定。液壓油經過調速閥，兩位四通液控換向閥進入動力油缸上腔，而液壓油回油經動力油缸下腔通過液控單向閥，直控平衡閥回油箱使動力油缸向下運動。當需要動力油缸向上移動時，按鈕控制使YV2 得電，液控換向閥換向，壓力油進入動力油缸下腔，上腔回油。現在的情況是其他的功能支路動作正常，而且油泵沒有損壞的情況下，懷疑是動力油缸主油路堵塞，也就是很可能液控換向閥出現問題導致動力油缸無法換向和移動。

故障處理：停機后，讓操作人員取下液控換向閥，拆開閥芯，發現果然閥芯卡死無法移動，油路堵塞。經清洗處理后，裝入閥芯并推動閥芯，閥芯能夠在閥塊內正常移動。重新把液控換向閥安裝到設備上后，啟動立珩，立珩動力油缸可以上下移動，設備故障問題得到解決。

1.2 主軸箱支路帶動主軸旋轉時，主軸旋轉速度不穩定

分析原因：當啟動設備后由于主軸箱油路單獨由一個柱塞油泵供油，而且與其他油路不存在控制關系。我們只對主軸箱油路分析即可。泵工作后，電磁換向閥YV11 不通電時，溢流閥控制油路直接接油箱導致液壓油經過溢流閥卸荷，柱塞馬達不動作。電磁換向閥YV11 得電后，溢流閥控制油路不通油，這時溢流閥主閥調定的壓力就是主軸箱支路系統的工作壓力。油液經單向閥進入液壓馬達帶動馬達旋轉。

故障處理：油路比較簡單，開始時認為是柱塞馬達損壞導致主軸旋轉速度時快時慢，換了一個柱塞馬達后，啟動設備但是故障并沒有得到解決。再看壓力表時，壓力表顯示系統壓力正常。在找不到其他油路問題的情況下，偶然發現壓力表表針有間歇頓挫的現象，判斷可能是柱塞油泵出現問題。當換了一個柱塞油泵，啟動后設備運轉正常。分析可能是柱塞油泵里面的柱塞出現問題。在其他設備故障維修中也出現過這樣的問題，所以要提醒一下，壓力表是直觀判斷系統壓力故障的工具，大部分時候操作人員對其不夠重視，有些設備甚至摘除了壓力表，給維修的判斷增加了難度。

1.3 葉片式液壓馬達不轉動，伸縮桿無法移動，磨頭對尺寸無法完成

原因分析：出現問題后，對設備進行了認真檢查。設備啟動后其他動作回路運轉正常，同時溢流閥11、溢流閥9 旁邊接的壓力表顯示設備壓力正常。初步認為故障可能不是由液壓系統造成的，液壓馬達出現故障前也沒有出現過損壞現象，暫時先排除機械方面的原因。那么，問題可能出現在電器控制方面。

故障處理：對系統電路控制部分進行了排查。當旋轉磨頭對尺旋鈕SA4 時，主電路中間繼電器KA6 線圈得電，使控制電路KA6 觸點閉合，電磁換向閥YV9 得電，漲縮油缸向下運動。觸碰到行程開關SQ8，使行程開關閉合。行程開關閉合使繼電器KA14 線圈得電，KA14 觸點閉合，KA13 導通，使電磁換向閥YV7 得電換向，液壓油經過單向調速閥，進入葉片式液壓馬達，使馬達轉動。在實際排查中發現旋鈕SA4 旋轉后，應該使兩路觸點閉合導通，而實際只有一路導通，使電磁換向閥YV7 不得電換向。液壓馬達不轉動。在取下旋鈕測量后，發現旋鈕出現故障，更換后問題得到解決。筆者多年維修經驗認為電器故障排查起來非常繁瑣，控制回路繼電器分支很多，需要一路一路地耐心推導，把電器動作順序搞清楚為維修提供了方便。

2 立式珩磨機工裝的改進

經過對該立式珩磨機的長期觀察，由于珩磨頭在加工液壓缸缸筒時起到決定性的作用，珩磨頭珩磨效率和穩定性直接影響珩磨的質量。針對原設備在實際生產過程中存在一些不足，對珩磨頭進行了如下改進。

2.1 彈性空間的建立

原設備珩磨頭連接桿是一體式設計的，在實際使用過程中壓力直接作用在連接桿上，其缺點在于珩磨壓力大小不穩定，在復變壓力的持續性作用下，壓力直接傳導到珩磨頭上導致珩磨頭磨損加劇，使珩磨立軸與連桿連接處產生較大的間隙，有時在壓力不太大的情況下出現卡死現象。降低了生產效率。經過一段時間的摸索，在連接桿與珩磨立軸之間引入連接套裝置并在套內加入了穩壓彈簧，把立軸與連接桿之間的間隙壓縮到5 mm 之內，使彈簧產生預緊力。在彈簧預緊力的作用下可以有效抵消復變的磨削壓力帶來的沖擊。即當磨削力過大時，用彈簧的推力來抵消過高的壓力。當磨削壓力不足時，借助彈簧的拉力來彌補。這樣可以使磨削壓力有效的穩定在某一范圍之內，起到了平衡壓力的作用。通過這樣的改進，珩磨立軸與連桿之間始終保持穩定，珩磨頭處于最佳的磨削壓力范圍內，因此可以顯著提高效率。

2.2 萬向節的改進

原機萬向節為球體—鋼珠式結構，即在球體上均布4 個直徑鋼珠大小的半圓形凹槽，鋼珠固定在凹槽內與珩磨頭內孔壁接觸。這種結構下鋼珠受力面積很小，屬于點接觸，在較大扭力的作用下容易損壞，而且這種設計對萬向節的材質提出較高要求。與實際操作人員共同探討，從內六方扳手擰內六角螺絲的過程中得到啟發，將原來球體—鋼珠式結構改為內六方體與球體六方弧面的連接結構方式。這樣大大提高了萬向節的受力面積，而且其本身要求的轉向靈活性又不受影響，即使采用普通的45#鋼材料，也能保持很長的使用壽命，從而降低了制造成本。

2.3 磨頭與連桿連接處的改進

原設備設計為軸套、插銷分體式結構，在實際使用過程中運轉不穩定、容易損壞，這也是長期使用過程中出現故障最多的地方。將其改進為一體式結構形式后，不僅保證了運轉的穩定性，又能有效避免長期的維修、維護。

經過對上述珩磨機工裝的改進，液壓缸筒的效率有了很大提升，并降低了維修率，節約使用成本。

3 結束語

MB4225-160A 型半自動立式珩磨機設備比較復雜，認真分析其工作原理。通過對生產中出現的問題進行合理化判斷、系統總結解決方法，可在很大程度上提高技術人員的技能水平，從而減少設備故障發生次數，節約維修成本，大大提高了生產效率。