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        單柱液壓機(jī)驗(yàn)收方案設(shè)計(jì)

        2014-05-10 07:52:00李麟余緯
        機(jī)床與液壓 2014年22期
        關(guān)鍵詞:液壓機(jī)耐壓滑塊

        李麟,余緯

        (中國(guó)工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所,四川綿陽621900)

        液壓機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、噪聲較小和易于成形等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為了工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。目前液壓機(jī)主要應(yīng)用在下列領(lǐng)域:金屬薄板件的沖壓拉深成形工藝、金屬機(jī)械零件的壓力成形、粉末制品成型、非金屬材料的壓制成形、木制品的熱壓成型等。由于液壓機(jī)具有如此重要的作用,所以許多研究機(jī)構(gòu)都在從事液壓機(jī)設(shè)備的研制與生產(chǎn)。但是,目前對(duì)于液壓機(jī)設(shè)備的合格定性研究甚少,眾多機(jī)構(gòu)所生產(chǎn)出的液壓機(jī)沒有一個(gè)統(tǒng)一的檢測(cè)方法,這使得新型液壓機(jī)設(shè)備在性能和安全方面存在較多疑惑?;诋?dāng)前液壓機(jī)市場(chǎng)急需驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)這一特點(diǎn),提出了一整套符合溫等靜壓?jiǎn)沃簤簷C(jī)成型的驗(yàn)收方法。

        瀏覽液壓機(jī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在驗(yàn)收新生產(chǎn)的液壓機(jī)設(shè)備時(shí),不僅需要在功能上滿足設(shè)計(jì)者初始的要求,同時(shí)還得看是否滿足以下各標(biāo)準(zhǔn):鍛壓機(jī)械通用技術(shù)條件JB/T 1829-1997、液壓機(jī)技術(shù)條件JB/T 3818-1999、液壓機(jī)安全技術(shù)條件JB 3915-1985、液壓機(jī)噪聲限值JB 9967-1999、粉末制品液壓機(jī)精度JB/T 3819-2004、機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)GB/T 6576-2002、金屬切削機(jī)床液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件GB/T 23572-2009、機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1 部分:通用技術(shù)條件GB 5226.1-2008、單柱液壓機(jī)型式與基本參數(shù)JB/T 9958.1-1999 等[1-13]。通過對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)的分析解讀,歸納出了當(dāng)前液壓機(jī)在完成驗(yàn)收時(shí)需要著重檢驗(yàn)的幾大項(xiàng)目。

        1 電氣安全

        關(guān)于機(jī)械設(shè)備的通用技術(shù)條件需要滿足GB5226.1-2008 這一標(biāo)準(zhǔn)[1]。在該標(biāo)準(zhǔn)中,明確規(guī)定了所有機(jī)械設(shè)備必須要做電氣三項(xiàng)、急停功能、電擊防護(hù)、過電流保護(hù)等檢測(cè)。其中電氣三項(xiàng)是重中之重,包括絕緣電阻、耐壓實(shí)驗(yàn)和保護(hù)電路連續(xù)性實(shí)驗(yàn)3 個(gè)。

        1.1 絕緣電阻試驗(yàn)

        機(jī)床電氣系統(tǒng)絕緣電阻試驗(yàn)具有以下3 種情況:整機(jī)測(cè)試、動(dòng)力電路測(cè)試和控制電路測(cè)試。這3 種測(cè)試方法均是在保護(hù)接地導(dǎo)線和電源端子間施加DC 500 V 電壓,穩(wěn)定后測(cè)量絕緣電阻值。在此案例中,測(cè)量?jī)x器使用的是Fluke 公司的1508 絕緣電阻測(cè)試儀,它具有測(cè)試精度高、反應(yīng)速度快、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。值得注意的是,在不同電路測(cè)試的時(shí)候,需要嚴(yán)格按照絕緣電阻測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26675-2011[2]對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行短路連接,如在做動(dòng)力電路時(shí)候,需要跳過各個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊,直接短接電纜線到電機(jī)。另外,如果用變壓器供電,次級(jí)變壓器的保護(hù)連接導(dǎo)線也需要斷開;如果測(cè)試時(shí)遇到電阻很小情況,可以把短路進(jìn)去的各路都斷開,逐路測(cè)試,直到電阻變化較大的那一路為止,檢測(cè)各連接情況。

        1.2 保護(hù)聯(lián)結(jié)電路的連續(xù)性試驗(yàn)

        保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)性試驗(yàn)主要參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26679-2011[3]。該試驗(yàn)的主要目的是測(cè)試保護(hù)聯(lián)結(jié)電路各連接點(diǎn)是否正確連接到接地電路上,將泄漏電流引到大地上,起到保護(hù)人體的作用。PE 端子和各保護(hù)聯(lián)結(jié)電路部件的有關(guān)點(diǎn)之間的每一個(gè)保護(hù)聯(lián)結(jié)電路的電阻應(yīng)用取自最大空載電壓為24 V(AC 或DC)的獨(dú)立電源,電流在0.2~10 A 之間進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)中最好不要使用PELV 電源,因?yàn)檫@種電源容易產(chǎn)生使人誤解的結(jié)果。在保護(hù)聯(lián)結(jié)電路回路不超過28 m 時(shí),測(cè)得的電阻R應(yīng)不大于表1 示值。

        表1 最大的實(shí)測(cè)電阻

        1.3 耐壓試驗(yàn)

        耐壓試驗(yàn)必須在滿足絕緣電阻試驗(yàn)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行。液壓機(jī)電氣系統(tǒng)的耐壓試驗(yàn)電路由動(dòng)力電路中的導(dǎo)線、控制元件和執(zhí)行元件及其接線端子組成,試驗(yàn)電路中電源切斷開關(guān)、交流接觸器都應(yīng)閉合或者短接輸入輸出端子。耐壓試驗(yàn)的最大試驗(yàn)電壓具有兩倍的電氣設(shè)備額定電源電壓值或1 000 V,取其中的較大者。試驗(yàn)電壓在10 s 內(nèi)從0 升至到最大值,并保持5 s,如果沒有發(fā)生擊穿現(xiàn)象,則符合要求[4]。另外,外絕緣破壞性放電電壓與試驗(yàn)時(shí)的大氣條件有關(guān),放電電壓隨空氣密度的增加而升高。當(dāng)相對(duì)濕度大于75%時(shí),耐壓試驗(yàn)電壓的空氣密度修正系數(shù)由下式確定:

        式中:k為試驗(yàn)環(huán)境空氣密度修正系數(shù),當(dāng)相對(duì)濕度≤75%時(shí),k=1;

        p0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,p0=101.3 kPa;

        p為試驗(yàn)環(huán)境大氣壓,kPa;

        t0為標(biāo)準(zhǔn)溫度,t0=20 ℃;

        t為試驗(yàn)環(huán)境溫度,℃。

        需注意的是:(1)當(dāng)p/p0之值超出0.9~1.1 的范圍時(shí)參照有關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn);

        (2)當(dāng)修正系數(shù)k與1 有很大差別,并且涉及空氣間隙和固體絕緣時(shí),由有關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必要的試驗(yàn)程序來確保絕緣上施加到規(guī)定的電壓值。

        外絕緣破壞性放電電壓與空氣密度修正系數(shù)成正比,耐壓試驗(yàn)的電壓值為確定電壓值與k之積。

        2 液壓系統(tǒng)

        液壓系統(tǒng)是液壓機(jī)的核心部件,其性能直接關(guān)系到整個(gè)液壓機(jī)的性能,所以對(duì)液壓系統(tǒng)的檢查至關(guān)重要。通過分析所有與液壓機(jī)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),總結(jié)出幾個(gè)液壓系統(tǒng)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:油箱溫度(油液溫度和溫升)、液壓元件性能、滑塊的慣性下降值、液壓系統(tǒng)清潔度、液壓裝置耐壓試驗(yàn)等[5,7]。

        2.1 油箱溫度

        油箱內(nèi)的油溫(或液壓泵入口的油溫)最高不應(yīng)超過60 ℃,且油溫不應(yīng)低于15 ℃。在使用加熱器時(shí),其表面耗散功率不得超過0.7 W/cm2。油液的具體溫度和溫升要求見表2。測(cè)溫時(shí)溫度計(jì)應(yīng)盡量靠近吸油口,所用溫度計(jì)等級(jí)不低于1.5 級(jí),量程不大于100 ℃。

        表2 油液的具體溫度和溫升要求 ℃

        2.2 液壓元件和滑塊慣性下降值

        對(duì)液壓元件,要重點(diǎn)檢測(cè)安全閥、調(diào)壓閥、保壓閥、支撐閥和壓力表開關(guān)等器件,這些元件的性能直接影響到整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作精度,所以各個(gè)重要元件都得單獨(dú)進(jìn)行功能測(cè)試。檢測(cè)滑塊慣性下降值時(shí),滑塊以最大速度下行,操作急停機(jī)構(gòu),使用快速測(cè)位移測(cè)量下行數(shù)據(jù)。檢測(cè)結(jié)果需要滿足表3 規(guī)定。

        表3 滑塊慣性下降值要求

        2.3 清潔度和耐壓實(shí)驗(yàn)

        清潔度通常以單位體積油液中所含污染物顆粒尺寸大于5 μm 和大于15 μm 的濃度表示。液壓系統(tǒng)類型不同,所要求清潔度不一樣。由于文中分析的液壓系統(tǒng)為200 MPa 高壓系統(tǒng),所以對(duì)清潔度要求很高,為17/14。自制液壓缸類壓力容器還得進(jìn)行耐壓試驗(yàn),其保壓時(shí)間不應(yīng)少于10 min,不得有滲漏、永久變形及損壞。當(dāng)額定壓力小于20 MPa 時(shí),耐壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為其1.5 倍;當(dāng)額定壓力大于或等于20 MPa時(shí),耐壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為其1.25 倍。

        3 性能試驗(yàn)

        3.1 空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)

        液壓機(jī)驗(yàn)收的時(shí)候需要進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn),檢測(cè)各項(xiàng)功能是否正常。起動(dòng)、停止、運(yùn)轉(zhuǎn)等檢測(cè)時(shí),連續(xù)進(jìn)行,不少于3 次,觀察液壓機(jī)是否平穩(wěn)、可靠。連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)的時(shí)間一般應(yīng)不少于4 h,其中驅(qū)動(dòng)滑塊作全行程連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間一般應(yīng)不少于2 h,其余時(shí)間可做單次全行程運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)??者\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),需要檢測(cè)滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承的溫度和溫升,滑動(dòng)軸承的溫升不應(yīng)超過35 ℃,最高溫度不應(yīng)超過70 ℃;滾動(dòng)軸承的溫升不應(yīng)超過40 ℃,最高溫度不應(yīng)超過70 ℃。另外,還需要做主電動(dòng)機(jī)功率、噪聲聲功率級(jí)、噪聲聲壓級(jí)的測(cè)量[9,13]。

        3.2 負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)

        負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)應(yīng)在空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)合格后進(jìn)行。并對(duì)其公稱壓力、所需電力、軸承溫度變化、噪聲等項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)方法與空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法相同。超負(fù)荷試驗(yàn)應(yīng)與安全閥的調(diào)定檢驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行,超負(fù)荷試驗(yàn)壓力一般不大于額定壓力的1.1 倍,試驗(yàn)不少于3 次,液壓機(jī)的零部件不得有任何損壞和永久變形。液壓系統(tǒng)不得有滲漏及其他不正?,F(xiàn)象。

        3.3 工作精度和幾何精度

        對(duì)生產(chǎn)效率和制件精度等有特殊要求時(shí),可做工作試驗(yàn),按照設(shè)計(jì)參數(shù)生產(chǎn)工件,檢驗(yàn)是否滿足最終要求。按照標(biāo)準(zhǔn),還得檢驗(yàn)整個(gè)液壓機(jī)幾何精度,即對(duì)工作臺(tái)上平面及滑塊下平面的平面度、滑塊下平面對(duì)工作臺(tái)面的平行度、滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)工作臺(tái)面的垂直度進(jìn)行精度測(cè)量。對(duì)精度要求較高的可以用激光干涉儀或者大理石平尺進(jìn)行檢驗(yàn)[12]。

        4 其他

        驗(yàn)收液壓機(jī)時(shí)除了要完成上面所論述的幾大主要項(xiàng)目外,還有許多其他需要重點(diǎn)檢測(cè)的內(nèi)容,如故障環(huán)路阻抗、對(duì)地泄漏電流、滑塊速度、滑塊行程、工作臺(tái)面尺寸、單位能耗、控制系統(tǒng)精度、設(shè)備可靠性等。特別是要注意聯(lián)鎖保護(hù)、電擊防護(hù)、機(jī)械安全等涉及人身安全方面的檢驗(yàn)項(xiàng)目。這些都是直接影響液壓機(jī)是否符合要求、能否順利通過驗(yàn)收的重要因素。

        5 結(jié)束語

        提出從電氣安全、液壓系統(tǒng)和設(shè)備性能等方面對(duì)液壓機(jī)進(jìn)行檢查驗(yàn)收,是對(duì)某所長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的總結(jié)。檢測(cè)項(xiàng)目覆蓋了幾乎整個(gè)國(guó)家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),項(xiàng)目齊全,條理清晰,方案簡(jiǎn)單易操作,為今后液壓機(jī)設(shè)計(jì)人員提供了系統(tǒng)性的依據(jù),有利于液壓機(jī)市場(chǎng)朝著更加正規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展。

        [1]全國(guó)工業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 5226.1-2008 機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1 部分:通用技術(shù)條件[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

        [2]全國(guó)工業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 26675-2011 機(jī)床電氣、電子和可編程電子控制系統(tǒng)絕緣電阻試驗(yàn)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

        [3]全國(guó)工業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 26679-2011 機(jī)床電氣、電子和可編程電子控制系統(tǒng)保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)性試驗(yàn)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

        [4]全國(guó)工業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 26676-2011 機(jī)床電氣、電子和可編程電子控制系統(tǒng)耐壓試驗(yàn)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

        [5]全國(guó)鍛壓機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).JB/T 1829-1997 鍛壓機(jī)械通用技術(shù)條件[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1997.

        [6]趙欽志.機(jī)械電氣設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)使用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

        [7]全國(guó)鍛壓機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).JB/T3818-1999 液壓機(jī)技術(shù)條件[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

        [8]全國(guó)金屬切削機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T 23572-2009 金屬切削機(jī)床液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2999.

        [9]全國(guó)鍛壓機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).JB/T 9958.1-1999 單柱液壓機(jī)型式與基本參數(shù)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1999.

        [10]中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì).GB/T 6576-2002 機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.

        [11]機(jī)械工業(yè)部濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所.JB 3915-1985液壓機(jī)安全技術(shù)條件[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1985.

        [12]JB/T 3819-2014 粉末制品液壓機(jī)精度[S].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

        [13]JB 9967-1999 液壓機(jī)噪聲限值[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1999.

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