CK6136數控車床液壓卡盤失效故障處理

CK6136數控車床在正常運行工作40min后，出現液壓卡盤夾緊力不足，卡盤失壓，監視報警。結合日常維修經驗判斷，該數控車床液壓站是卡盤夾緊、松開、尾座伸縮的高壓液壓系統的動力源。在現場應用中，檢查發現該機床泵站沒有配置油液冷卻裝置，出現泵站油溫升高過快、壓力下降等現象，是嚴重影響液壓卡盤夾緊、松開的主要原因。

1. 故障現象

我中心產教基地在使用CK6136數控車床對外生產加工零件時，發現當車削加工工件到一定數量和時間時，泵站油溫升高過快，壓力下降，液壓卡盤夾緊力不足，卡盤失壓，監視報警，造成機床無法正常工作。

2. CK6136數控車床液壓卡盤結構及工作原理

液壓卡盤主要由液壓缸、活塞、卡圈、支承套、卡瓦座、碟形彈簧、卡瓦、保護套、防護罩、推力球軸承和密封圈等零件和標準件組成，如圖1所示。

液壓卡盤的功用是對加工工件進行夾緊與防松，依靠裝在機床主軸尾部的回轉液壓缸內活塞的往復運動帶動主軸孔內的拉桿將力傳遞給液壓卡盤。然后，再通過卡盤內部的扇形齒輪推動卡爪背部的齒條，使卡爪沿徑向運動將工件夾緊或松開。

圖1 數控車床液壓卡盤組成系統

3. 風冷式液壓油冷卻器的結構及工作原理

散熱對液壓系統是非常重要的，由于液壓轉動本身的特點，再加上工程機械工作的環境通常都比較惡劣，所以系統產生的大量熱量如果只是單純地依靠系統或元件的表面來散熱是遠遠不夠的。保證油箱處于適當的溫度對工程機械正常和高效地工作是一個有效的保證，這就是冷卻器不可缺少的原因。液壓油冷卻器由換熱芯體、風機和機殼組成。主要安裝在液壓系統的回路上，在結構上換熱主體是芯體，其以鋁材為原料，采用真空釬焊，為板翹式的結構，散熱管內另有內置翅片，以增大散熱面積和加快熱傳導，在吸風形式風扇作用下，以空氣為冷卻源，將熱量強制帶走，成本低、冷卻散熱效果高，目前是市面上最佳的散熱器。

風冷式液壓油冷卻器是一種高溫油流經液壓油冷卻器裝置。工作時，液壓系統中高溫油流經液壓油冷卻器裝置，在換熱器中與強制流動的冷空氣進行高效熱交換，使油溫降至工作溫度，以確保主機可以連續進行正常運轉，使工作能夠順利開展。主要作用是維持液壓系統的熱量平衡，使其系統溫度保持在規定的范圍以內，一般溫度范圍是35～55℃，當溫度高于55℃時，冷卻器起動，使油溫降下來，常用于液壓系統的回路上，廣泛用于氣液及液液的熱交換，如圖2所示。

4. 故障檢查

主要檢查內容有：

1）檢查CK6136數控車床液壓站油箱部分的結構設計均達到系統工作條件。

2）對CK6136數控車床液壓站液壓系統元器件進行檢測，液壓系統元器件的工作狀態、動作功能及泵站初始工作壓力均達到技術要求。

3）對CK6136數控車床卡盤夾緊、松開、尾座伸縮的高壓液壓系統的動力源進行初始狀態檢測，均達到技術要求。

4）對CK6136數控車床液壓站液壓系統進行開機試機運行檢測，機床正常運行工作40min后，出現油溫升高較快，系統壓力下降，液壓卡盤夾緊力不足，卡盤失壓，監視報警。

5）通過對液壓站油液質量分析，發現潤滑油清潔度較差。

5. 故障驗證分析

圖2 風冷式液壓油冷卻器

如圖3所示，通過檢測數據分析，CK6136數控車床液壓站液壓系統進行開機檢測油溫，油溫升高較快，實測數據值50℃大于允許差值35℃，當油溫數值達到該值時，系統監視報警，油箱容積限制靠自然冷卻不能保持規定的油溫，這是造成機床液壓卡盤夾緊、松開失效的主要原因。

打開液壓站油箱，分別對液壓油進行檢查，發現有雜質、污物，潤滑油渾濁。當油液混入雜質后，極易發生非液體摩擦，油溫升高異常，這些問題也會造成機床液壓卡盤動作失靈，工作失效。

圖3 CK6136數控車床液壓站原始狀況

6. 故障處理措施

（1）更換液壓站油箱液壓油 打開油箱加油蓋，取出加油過濾器濾芯，檢查油箱底部及其邊角處的殘留油品中是否含有金屬粉末或其他雜質。徹底清洗油箱，先用柴油清洗兩次，然后用壓縮空氣吹干油箱內部。檢查內部邊角是否還有殘留的油泥、雜質等，直至清理干凈為止，再用新油沖洗一遍。最后更換過濾器濾芯，按廠家推薦牌號加入使用性能好的抗磨液壓油。

（2）在液壓站油箱處加裝風冷式油冷卻器 當油箱容積限制靠自然冷卻不能保持規定的油溫時，應考慮加裝風冷式油冷卻器。將液壓油泵輸出孔用高壓油管連接到油冷卻器進油口，油冷卻器出油口還是用高壓油管連接到數控車床液壓站液壓系統，原先的機油泵到主油道堵封，如圖4所示。

（3）風冷式油冷卻器裝配調整 具體步驟如圖5所示，分4步。

1）用柴油或煤油清洗好風冷式油冷卻器各零部件及油箱與冷卻器的結合面，風機朝向比較空曠的空間，并按照裝配技術要求，在垂直和水平平面調整冷卻器的平行度在0.05mm內，均勻預緊安裝冷卻器緊固螺釘即可。

2）安裝冷卻器油管，將液壓油泵輸出油管連接到油冷卻器進油口，油冷卻器出油口連接到數控車床液壓站液壓系統。

圖4 油箱加裝風冷式油冷卻器

圖5 風冷式油冷卻器安裝步驟

3）接電空載試車液壓站液壓系統運行2h，調整系統工作壓力，風冷式油冷卻器工作正常，測量液壓系統溫升正常，系統溫度保持在規定的范圍內，測量油液溫度≤35℃。

4）反復試車液壓卡盤夾緊、松開工件，機床液壓油溫升正常，卡盤夾緊力正常，監視報警信號消除，故障處理工作完成。

7. 結語

通過對CK6136數控車床液壓卡盤失效故障原因分析和數據檢測，更換液壓油，液壓系統加裝風冷式油冷卻器等處理措施，找出合理有效的故障處理辦法，并解決和排除了該機床設備出現的液壓卡盤失效和監視報警故障，機床工作至今一直能達到技術要求，表明該修理方案是正確合理的。