液動執行機構真空注油系統設計及應用研究

鄭楚威

（重慶川儀自動化股份有限公司執行器分公司，重慶 401120）

液動執行機構長期運行在高壓環境下，油路復雜，密封顯得尤其重要，且需要保證執行機構運行精度，注油完成后執行機構容腔中不能有空氣，注油需在密閉容腔處于真空環境下進行。因此，設計一套液動執行機構真空注油系統是很有必要的。目前針對真空注油系統的研究很多，張燕雄提出了一種針對變壓器真空注油設備的改進方法；郝帥等設計了一款深海液壓系統專用注油裝置；劉文耀等對電力電容器真空壓力注油進行了研究；吳洽對大型變壓器真空注油設備進行了研究。現有的注油系統大多針對單一的密閉油路，很少有針對復雜液壓油路的注油方法，研究具有一定的局限性。基于此，本文設計開發了一套液動執行機構真空注油系統，系統采用1個加注頭，3個真空管、1個回吸管路的方式，1個加注頭實現抽真空、加注、回吸等所有工作，3個真空管路（真空管路1、真空管路2和真空管路3）實現抽真空與循環沖洗油路。

1 液動執行機構真空注油系統設計

1.1 現狀與需求

目前液動執行機構注油使用的真空注油設備功能不夠完善，存在很多的不足。現有的真空注油設備原理如圖1。

圖1 真空注油設備原理圖

對執行機構注油時，先將快換接頭1與液動執行機構油箱加注口相連，接通電源，電磁閥3打開，電磁閥4關閉，真空泵5啟動，對執行機構容腔抽真空，抽到設定壓力值時，電磁閥4打開，電磁閥3關閉，液壓油在重力作用下對執行機構進行油液加注。

現有設備缺點：液動執行機構容腔較多，容腔之間有閥阻隔，油壓不夠時閥位不能完全打開，不能確保完全注滿；僅一次抽真空，且僅對單一容腔抽真空，真空不徹底；高位油箱不合理，大型產品，無法形成有效高度差；沒有一鍵操作功能，每工步需人工銜接，不太方便。

1.2 系統設計

針對現狀與需求，設計全新真空注油系統，對液動執行機構油缸模塊（區域1）、蓄能模塊（區域3）、管路模塊（區域4）進行抽真空，當液動執行機構容腔真空度達到設定值并保壓到指定時間后，系統通過注油槍對執行機構油箱（區域2）進行壓力注油，油液首先經液動執行機構容腔從真空管路回到外接油桶，對執行機構容腔進行沖洗，達到指定時間后真空管路閥關閉，注油槍繼續對執行機構壓力注油，直至液動執行機構容腔注滿油，達到設定壓力并保壓至設定時間后完成加注。由于溶解在油液中的空氣會在壓力環境下上浮，可以保證執行機構容腔加注完成后油液中沒有空氣，有效解決執行機構因容腔內空氣過多造成的爬行現象，且加注完成后，管路會在設定時間內回吸部分油液，保證管路拔掉后執行機構油口不會漏油。如圖2

圖2 真空注油系統原理圖

系統動作流程：

抽真空：真空泵與電磁閥22通電，開始抽真空，當負壓表壓力顯示≤1KPa時，電磁閥22斷電。

注油：電機18與電磁閥23通電，開始注油，當液位計5讀數增加時，電磁閥23斷電。

系統回油：當液位計5讀數≥指定讀數時，打開截止閥21，啟動電機19，將油氣分離器6中油液抽回油箱。

本文設計的真空注油系統，在改善現有注油方式的同時，增加了以下幾個功能：

（1）將加注量量化，一次加注量控制在0～50L；

（2）為保護液動執行機構油箱，注油壓力控制在0～0.2MPa可調；

（3）注油系統能實現測氣密、注油、循環清潔一體化。

2 真空注油設備研發與使用

根據設計的真空注油系統，研制出真空注油設備。真空注油設備主要由真空加注系統、PLC控制系統、電氣動力控制系統、氣路控制系統、加注槍及管路隨行單元等幾個部分組成。使用中發現新設計的注油設備操作更簡單，加注更方便，加注時間更可控，加注后執行機構穩定性更好，爬行現象得到了很好的解決。設備具備加注監控功能，加注過程全程可視化，加注過程中任一環節不滿足設定參數均會報警顯示，加注過程更加可控。

3 結語

設計的真空注油系統通過PLC操作系統控制各電氣動力部件，依次完成對執行機構一次抽真空，大漏檢測，二次抽真空，小漏檢測，循環沖洗，定壓加注，加注完成后保壓，通大氣、回吸，將多余的液體回吸至需要的液面，從而完成對液動執行機構的一個加注循環。既保證了執行機構容腔清潔度與氣密性，也能完全注滿液壓油。該系統已經應用于液動執行機構真空注油中。