意德拉OL2200 壓鑄機(jī)合模動(dòng)作異常故障處理

許 明

（湛江德利車(chē)輛部件有限公司，廣東湛江 524003）

0 引言

意德拉OL2200 壓鑄機(jī)是廣州德利汽車(chē)零部件有限公司（下文簡(jiǎn)稱為“公司”）的關(guān)鍵設(shè)備之一。在2022年8 月20 日凌晨3：00 左右，生產(chǎn)中突然出現(xiàn)合模速度極慢的問(wèn)題，其正常情況下3 s 可以完成合模動(dòng)作，現(xiàn)在需要71 s，且液壓系統(tǒng)內(nèi)有異常響聲，無(wú)法正常工作。該故障現(xiàn)象在以前沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，公司運(yùn)維人員始終無(wú)法解決問(wèn)題。由于當(dāng)時(shí)正值高產(chǎn)月，設(shè)備故障對(duì)產(chǎn)品交付產(chǎn)生很大影響。

1 故障處理的基本過(guò)程

（1）查閱OL2200 壓鑄機(jī)液壓原理圖，分析工作原理：系統(tǒng)油泵提供的壓力油P—方向比例閥10YH26—A-CH 油管—合模缸無(wú)桿腔，合模缸有桿腔內(nèi)的油—B-CH 油管—插裝閥10SV1—方向比例閥10YH26—回油箱T（圖1）。

圖1 合模部分液壓原理

（2）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)了解情況，得知從該設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題至8 月24 日期間，公司曾電話聯(lián)系過(guò)設(shè)備廠家，邀請(qǐng)同行專家?guī)兔υ\斷，其中對(duì)10YH26 的比例放大板進(jìn)行了更換，另外還提出一些建議，但暫時(shí)沒(méi)能恢復(fù)生產(chǎn)。

（3）經(jīng)初步診斷，認(rèn)為合模安全閥（執(zhí)行元件是插裝閥10SV1）沒(méi)有正常打開(kāi)導(dǎo)致此故障的可能性較大。為進(jìn)一步驗(yàn)證判斷，將10SV1 的插裝閥閥芯拆掉，使其不發(fā)揮作用。安裝完畢后試機(jī)，合模動(dòng)作的速度基本正常，異常響聲也消失了，隨后對(duì)10YH26 的比例放大板進(jìn)行了參數(shù)調(diào)整，合模速度達(dá)到正常速度，經(jīng)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)為設(shè)備可以暫時(shí)以此狀態(tài)工作，于當(dāng)日15：30 恢復(fù)正常生產(chǎn)。

（4）此后，繼續(xù)查找合模安全閥不能正常工作的深層次原因，確定病灶部位。發(fā)現(xiàn)合模安全閥的插裝閥蓋板有問(wèn)題（備件訂貨需3 個(gè)月），是導(dǎo)致控制失效，插裝閥不能正常開(kāi)啟的根本原因。

（5）8 月27 日上午，在現(xiàn)場(chǎng)保養(yǎng)模具期間，再次打開(kāi)合模安全閥的插裝閥蓋板，更精準(zhǔn)地確定了問(wèn)題原因。根據(jù)原理圖，A/B 油口不應(yīng)連通，而實(shí)際是連通的。設(shè)計(jì)并實(shí)時(shí)堵漏方案，在B 油口內(nèi)部加工M5 螺紋后安裝螺堵，于當(dāng)日16：00 設(shè)備恢復(fù)正常動(dòng)作，交付車(chē)間使用。

（6）9 月29 日插裝閥蓋板的備件采購(gòu)到位，安裝完成后，設(shè)備完全恢復(fù)正常。至此，意德拉OL2200 壓鑄機(jī)合模速度極慢，無(wú)法正常生產(chǎn)的問(wèn)題得以徹底解決。

2 故障分析

（1）分析合模部分工作原理（圖1），其中方向比例閥10YH26 是最核心的控制元件，系統(tǒng)通過(guò)它實(shí)現(xiàn)對(duì)合模、開(kāi)模動(dòng)作的切換，以及行程內(nèi)不同階段的速度控制。為監(jiān)控其在工作中的實(shí)際狀態(tài)，設(shè)備廠家在方向比例閥10YH26 的閥芯處設(shè)置了位移傳感器10BQ27，當(dāng)檢測(cè)到閥芯位置異常時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警。

（2）對(duì)可能導(dǎo)致合模速度異常的相關(guān)環(huán)節(jié)和可能因素進(jìn)行梳理、排查（表1），其中1/2/4/5/6/7/8 項(xiàng)通過(guò)驗(yàn)證可以排除，而第9 項(xiàng)在拆掉合模安全閥10SV1 的插裝閥閥芯之后，合模動(dòng)作基本恢復(fù)正常，所以可以確定合模安全閥是問(wèn)題的原因所在，其插裝閥在應(yīng)當(dāng)開(kāi)啟時(shí)不能正常開(kāi)啟，相當(dāng)于機(jī)器合模的同時(shí)進(jìn)行剎車(chē)，導(dǎo)致合模速度極慢。同時(shí)，也可以反證出第2 項(xiàng)的方向比例閥10YH26 沒(méi)有問(wèn)題。

表1 合模速度慢的原因及排查確認(rèn)

（3）行業(yè)內(nèi)1000 t 以上壓鑄機(jī)一般都有配置機(jī)械安全鎖，其工作原理如圖2 所示：開(kāi)模到位時(shí)，將一機(jī)械插銷(xiāo)插入到與合模機(jī)構(gòu)同步移動(dòng)的導(dǎo)桿的槽內(nèi)，防止非正常合模的發(fā)生（該壓鑄機(jī)已有機(jī)械安全鎖）。為進(jìn)一步提高設(shè)備的本質(zhì)安全性能，該設(shè)備在機(jī)械安全鎖基礎(chǔ)上，另外還設(shè)計(jì)了合模安全閥，相當(dāng)于一道“液壓安全鎖”。

圖2 合模安全裝置工作原理

（4）合模安全閥的作用是：當(dāng)機(jī)器執(zhí)行合模或開(kāi)模動(dòng)作時(shí)，必須同時(shí)打開(kāi)合模安全閥，即插裝閥10SV1處于開(kāi)啟狀態(tài)。反之，當(dāng)機(jī)器不需要執(zhí)行合模或開(kāi)模動(dòng)作時(shí)，因?yàn)椴逖b閥10SV1 未得到開(kāi)啟指令而處于關(guān)閉狀態(tài)，合模缸有桿腔的油不能與方向比例閥10YH26 相通，即使此時(shí)有其他部位發(fā)生異常，例如10YH26 出現(xiàn)泄漏，也不會(huì)發(fā)生意外合模或開(kāi)模的情況，進(jìn)而避免了可能的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（5）合模安全閥是設(shè)備廠家專門(mén)針對(duì)異常合模（或開(kāi)模）的重要安全措施，可以提高設(shè)備安全性能，但該功能是否有效對(duì)設(shè)備合模（或開(kāi)模）以外的其他動(dòng)作和性能沒(méi)有影響。公司目前面臨的主要矛盾是該設(shè)備已長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的正常交付。考慮到設(shè)備的機(jī)械安全鎖工作正常，方向比例閥10YH26 暫時(shí)未見(jiàn)明顯泄漏，而且自動(dòng)生產(chǎn)中前、后安全門(mén)都必須關(guān)閉，人員不能進(jìn)入動(dòng)定模之間。經(jīng)綜合評(píng)估，認(rèn)為在操作人員嚴(yán)格遵守操作規(guī)程、安全意識(shí)較高的情況下，人員安全是可以保障的，于是決定暫時(shí)將合模安全閥取消，以保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。由于10YH26 的比例放大板更換了全新備件，其系統(tǒng)參數(shù)需要與設(shè)備重新匹配，在進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整后設(shè)備恢復(fù)生產(chǎn)。

（6）雖然暫時(shí)恢復(fù)了生產(chǎn)，但合模安全閥是設(shè)備的重要安全措施，取消合模安全閥是不得已情況下的臨時(shí)對(duì)策，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看必須找到其失效原因，并設(shè)法修復(fù)。分析設(shè)備液壓原理，合模安全閥是的動(dòng)作控制方式如下：電磁閥10YH1—10SV1 插裝閥蓋板—梭閥—10SV1 插裝閥蓋板—10SV1 插裝閥控制油口。其中電磁閥10YH1為這部分的核心元件，系統(tǒng)通過(guò)它實(shí)現(xiàn)對(duì)合模安全閥動(dòng)作的切換。為監(jiān)控其在工作中的實(shí)際狀態(tài)，設(shè)備廠家在電磁閥10YH1 的閥芯處設(shè)置了位移傳感器10SQ6，當(dāng)檢測(cè)到閥芯位置異常時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警。

（7）10SV1 插裝閥（合模安全閥的執(zhí)行元件）不能正常工作的原因有很多，經(jīng)認(rèn)真對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)和可能因素逐一排查（表2），第1～10 項(xiàng)可能的故障原因已排除，剩余第11/12 兩項(xiàng)待確認(rèn)，其中第11 項(xiàng)的可能性較大，作為當(dāng)前的突破口。

表2 合模安全閥故障原因及排查確認(rèn)

（8）針對(duì)第11 項(xiàng)，進(jìn)一步對(duì)合模安全閥的控制原理進(jìn)行分析（圖3），合模時(shí)，電磁閥10YH1 得電，梭閥的P 口通壓力油，推動(dòng)梭閥的鋼珠克服彈簧力往右移動(dòng)，A 與T 相通，同時(shí)隔開(kāi)A 和B（B 與Z2 通），插裝閥10SV1 的控制油口A 通回油，于是合模缸有桿腔的油液推動(dòng)其閥芯開(kāi)啟，然后經(jīng)方向比例閥10YH26 回油箱，實(shí)現(xiàn)合模動(dòng)作。

圖3 合模安全閥工作原理

（9）通過(guò)對(duì)插裝閥蓋板的各控制油口進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)原本A/B 油口應(yīng)相互隔絕，然而這兩股油路卻不知什么原因相通了，結(jié)果就是在合模時(shí)10YH1 得電，梭閥動(dòng)作，A 本應(yīng)只通T，然后插裝閥10SV1 開(kāi)啟，現(xiàn)在卻實(shí)際造成A/B/T 三腔互通的狀態(tài)。

（10）為驗(yàn)證以上判斷，對(duì)插裝閥蓋板進(jìn)一步觀察，發(fā)現(xiàn)蓋板上應(yīng)該有一個(gè)螺紋堵頭將A/B 隔開(kāi)，而實(shí)際并沒(méi)有（圖4），也就是說(shuō)A/B 是始終常通的狀態(tài)，當(dāng)電磁閥10YH1 得電時(shí)A/B/T 三個(gè)腔就互通了。當(dāng)設(shè)備發(fā)出合模指令時(shí)，合模缸無(wú)桿腔正常進(jìn)油，合模缸有桿腔的油一方面嘗試開(kāi)啟10SV1，另一方面則會(huì)經(jīng)Z2 口不斷進(jìn)入10SV1 的控制口而試圖關(guān)閉10SV1。此時(shí)，10SV1 控制口的油液雖在梭閥動(dòng)作后與T 相通，但一邊是大量的進(jìn)入，一邊由于A 口阻尼孔的存在，只能以很小的流量通往油箱T，使10SV1 控制口與阻尼孔之間的控制油不能及時(shí)回到油箱，而集聚在此處形成一定背壓，導(dǎo)致10SV1 不能正常開(kāi)啟，但也不是完全關(guān)閉，只是實(shí)際開(kāi)度會(huì)很小，而且是脈動(dòng)開(kāi)啟狀態(tài)，于是造成合模速度極慢的現(xiàn)象。

圖4 插裝閥蓋板異常示意

（11）由于插裝閥蓋板暫無(wú)現(xiàn)貨，采購(gòu)周期較長(zhǎng)。如果合模安全閥長(zhǎng)期缺失，則相當(dāng)于設(shè)備原本的安全性能降級(jí)，于是嘗試對(duì)其進(jìn)行修理。對(duì)B 油口內(nèi)原來(lái)安裝螺堵的部位重新攻絲，安裝M5 螺紋堵頭后，設(shè)備恢復(fù)正常動(dòng)作。在新的插裝閥蓋板采購(gòu)到位并更換后，設(shè)備徹底恢復(fù)正常，此次故障處理完畢。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合故障案例，研究分析典型的液壓系統(tǒng)故障診斷與維修方法。液壓系統(tǒng)故障診斷要求在充分掌握設(shè)備工作原理和必要專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，立足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過(guò)觀察、分析、試驗(yàn)等方法精準(zhǔn)找出故障原因，并給出臨時(shí)的應(yīng)急對(duì)策和長(zhǎng)期的永久對(duì)策。