蔣祖信

（四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 攀枝花 617000）

1 壓力機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)

1.1 壓力機(jī)液壓系統(tǒng)特點(diǎn)

該系統(tǒng)采用高壓、大流量、恒功率控制的壓力反饋?zhàn)兞恐脼橄到y(tǒng)主油路供油，該泵的流量隨系統(tǒng)壓力升高而自動(dòng)減少，與液壓缸組成了容積控制回路，減少了系統(tǒng)的功率損失，系統(tǒng)油溫得到有效控制。

主缸豎直放置，當(dāng)上滑塊組件沒有接觸到工件時(shí)，系統(tǒng)在自重作用下高速運(yùn)動(dòng)，由高位油箱通過充液閥向主缸上腔補(bǔ)油，可以降低主泵功率，提高了系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)功率利用率。

在減速壓制、保壓延時(shí)時(shí)，系統(tǒng)壓力急劇升高，主泵流量隨系統(tǒng)壓力升高而自動(dòng)減少，直至為零，避免了高壓溢流造成的功率損失，系統(tǒng)油溫得到有效控制。

主缸回程時(shí)，采用了帶有卸荷閥芯的液控單向閥，高壓油先經(jīng)單向閥的卸荷閥芯泄壓，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效避免了振動(dòng)和沖擊。

主缸和頂出缸利用換向閥的中位機(jī)能形成互鎖，主缸工作循環(huán)完成后，頂出缸才能動(dòng)作，避免了兩缸的誤動(dòng)作，提高了設(shè)備的安全性。

系統(tǒng)采用低壓、小流量、定量泵為系統(tǒng)控制油路單獨(dú)供油，保證了控制油路油壓的穩(wěn)定，使系統(tǒng)中的液控閥能正常工作，保證了系統(tǒng)工作的可靠性。

1.2 壓力機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理

主泵1和輔助泵2同時(shí)啟動(dòng)，主泵1的液壓油通過電液換向閥5和6的中位卸荷，輔助泵2的液壓油經(jīng)溢流閥13流回油箱。

主缸快速下行：1YA得電，5YA得電，電液換向閥5和7處于右位，主泵液壓油經(jīng)電液換向閥5右位、單向閥10進(jìn)入主缸上腔；主缸下腔液壓油經(jīng)液控單向8、電液換向閥5右位、電液換向閥6中位回油箱。主缸在自重作用下快速下行，主泵1的流量此時(shí)不能滿足主缸快速下行的流量要求，主缸上腔形成負(fù)壓，充液閥14打開，通過高位油箱向上腔補(bǔ)油。

減速壓制：當(dāng)主缸碰到行程開關(guān)2s時(shí)，5YA失電，液控單向閥8關(guān)閉，主缸上腔壓力升高，主泵流量自動(dòng)減少，充液閥14關(guān)閉，主缸下腔壓力達(dá)到順序閥9（背壓閥）的調(diào)定壓力時(shí)，順序9開啟，下腔油液經(jīng)順序閥9（背壓閥）、電液換向閥5右位、電液換向閥6中位回油箱。主缸慢速接近工件，當(dāng)主缸帶動(dòng)上滑塊接觸到工件時(shí)，上腔壓力進(jìn)一步急劇升高，主泵流量將自動(dòng)減少，實(shí)現(xiàn)慢速壓制。

保壓延時(shí)：當(dāng)主缸上腔壓力達(dá)到壓制調(diào)定壓力時(shí)，壓力繼電器7發(fā)出電信號(hào)，1YA失電，主泵液壓油經(jīng)電液換向閥5、電液換向閥6中位卸荷，上腔壓力經(jīng)充液閥14、單向閥10實(shí)現(xiàn)保壓。當(dāng)上腔壓力降低到壓力表22的調(diào)定壓力時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，1YA得電，主泵向上腔供油；當(dāng)上腔壓力達(dá)到壓力表22的調(diào)定壓力時(shí)，1YA失電，保壓時(shí)間由時(shí)間繼電器調(diào)定，保壓過程直到時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)，保壓過程才結(jié)束。

泄壓回程：保壓結(jié)束后，時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)，2YA得電，電液換向閥5處于左位，液壓油經(jīng)電液換向閥5處于左位、液控單向閥8進(jìn)入主缸下腔；液動(dòng)閥12在上腔高壓油作用下處于上位，溢流閥11調(diào)定充液閥14的控制壓力，打開卸荷閥閥芯，上腔高壓油經(jīng)充液閥14的卸荷閥閥芯泄壓。當(dāng)上腔壓力降低到一定值時(shí)，液動(dòng)閥12復(fù)位處于下位，溢流閥11關(guān)閉，充液閥14主閥芯打開，上腔油液流回高位油箱，實(shí)現(xiàn)快速回程。

停止：主缸回程碰到行程開關(guān)1s時(shí)，2YA失電，液控?fù)Q向閥5處于中位，主泵1通過液控?fù)Q向閥5、電液換向閥6中位卸荷，液控單向閥8關(guān)閉，主缸下腔油液封閉，主缸在原位停止。

下缸頂出及退回：當(dāng)3YA得電，電液換向閥6處于左位，主泵液壓油經(jīng)電液換向閥5中位、電液換向閥6左位進(jìn)入下缸下腔，下缸上腔油液經(jīng)電液換向閥6左位回油箱；當(dāng)4YA得電時(shí)，電液換向閥6處于右位，下缸下行退回。

當(dāng)某些工件需要拉伸壓邊時(shí)，要求實(shí)現(xiàn)上下模具的合模，使合模后的模具既保持—定的壓力將工件夾緊，又能使模具隨上滑塊組件的下壓而下降（浮動(dòng)壓邊）。這時(shí)，換向閥6處于中位，由于上缸的壓緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下缸往上的上頂力，上缸滑塊組件下壓時(shí)下缸活塞被迫隨之下行，下缸下腔油液經(jīng)節(jié)流器19和背壓閥20流回油箱。

2 壓力機(jī)液壓系統(tǒng)常見故障及故障原因分析

2.1 振動(dòng)與噪音原因分析

造成液壓系統(tǒng)振動(dòng)和噪音的原因大致有系統(tǒng)液壓油進(jìn)入空氣、系統(tǒng)流量和壓力波動(dòng)、管路及機(jī)械系統(tǒng)等幾個(gè)方面。

（1）液壓系統(tǒng)進(jìn)入空氣產(chǎn)生的噪音。壓力機(jī)液壓系統(tǒng)采用的是變量泵、液壓缸組成的開式容積調(diào)速回路，空氣侵入的可能性大，系統(tǒng)中一旦進(jìn)入空氣，當(dāng)油液中混入空氣后，就會(huì)在液壓泵、液壓缸和液壓閥的高壓區(qū)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，并以壓力波的形式傳播，造成油液振動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生氣蝕噪音?？諝膺M(jìn)入液壓系統(tǒng)主要有以下幾種途徑：油箱液位太低、油液粘度大、泵吸油管直徑小和濾油器堵塞，使泵吸油困難，造成吸空進(jìn)入空氣；液壓泵軸端油封損壞，或進(jìn)油管密封不良，造成空氣進(jìn)入液壓油中；各個(gè)油管接頭密封不嚴(yán)或橡膠油管老化也容易使空氣進(jìn)入液壓油中；液壓缸中空氣未完全排盡，在高壓作用下產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象而引發(fā)較大噪聲。

（2）流量和壓力波動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。泵的流量和壓力波動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。泵在吸油過程中產(chǎn)生周期性的流量和壓力波動(dòng)，造成泵的構(gòu)件產(chǎn)生振動(dòng)，而構(gòu)件的振動(dòng)又引起與其接觸的空氣疏密變化的振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲的聲壓波傳播出去；泵的內(nèi)部元件過度磨損，使泵內(nèi)泄漏嚴(yán)重，當(dāng)液壓泵輸出高壓、小流量油液時(shí)產(chǎn)生流量波動(dòng)，引發(fā)較高噪聲。

液壓閥的流量和壓力波動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。閥的頻繁開啟而過度磨損，閥錐面與閥座配合不良，造成先導(dǎo)閥流量不穩(wěn)定，產(chǎn)生壓力波動(dòng)而引發(fā)噪聲；先導(dǎo)式溢流閥因彈簧疲勞變形或失效造成調(diào)定壓力不穩(wěn)定，壓力波動(dòng)大而引發(fā)噪聲；液壓閥在進(jìn)行節(jié)流、換向和溢流時(shí)，閥體內(nèi)油液的流量、方向以及背壓發(fā)生變化，導(dǎo)致閥件及管道的壁面產(chǎn)生振動(dòng)，從而產(chǎn)生噪聲。

（3）管路振動(dòng)和噪聲。管路彎頭過多或固定卡子松動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲；管路的截面積突然變化時(shí)，使其液流發(fā)生變化，產(chǎn)生紊流而產(chǎn)生噪聲；外部振源可能引起的管路共振。

（4）機(jī)械振動(dòng)和噪聲。由于零件的制造誤差，裝配不當(dāng)引起液壓系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲；液壓閥在外力作用下使閥芯產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，使液流發(fā)生改變，這時(shí)閥內(nèi)可動(dòng)零件的機(jī)械接觸產(chǎn)生噪聲；缸頭油封過緊或活塞桿變形，在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生噪聲。

2.2 壓力不足、換向沖擊故障原因分析

壓力不足的主要原因有以下幾個(gè)方面。

第一，主泵或主缸內(nèi)泄漏嚴(yán)重，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力不足。第二，調(diào)壓閥組3和4出現(xiàn)故障影響系統(tǒng)壓力。第三，充液閥14泄漏，主缸上腔油液流回高位油箱。

壓力機(jī)換向沖擊主要發(fā)生在保壓延時(shí)完成后，主缸卸壓退回過程中，根據(jù)壓力機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理可知，引起換向沖擊的原因主要有以下幾點(diǎn)。

第一，充液閥14的卸荷閥芯堵塞，不能有效泄壓。第二，液動(dòng)換向閥12閥芯卡死，不能有效換向，充液閥的控制油直接打開主閥芯，主缸上腔高壓油沒有泄壓直接回油箱，產(chǎn)生換向沖擊。第三，溢流閥11故障，不能有效調(diào)節(jié)控制油壓力開啟充液閥14的卸荷閥芯，而是直接打開充液閥14的主閥芯，使主缸上腔高壓油不能泄壓，直接回油箱，產(chǎn)生換向沖擊。

3 故障排除與維修

由于液壓系統(tǒng)故障的復(fù)雜性、多樣性，液壓系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)，在弄清系統(tǒng)原理及各液壓元件的作用、結(jié)構(gòu)后，按照由表及里，由易到難的順序仔細(xì)檢查分析，找出問題點(diǎn)。針對(duì)壓力機(jī)液壓系統(tǒng)振動(dòng)故障原因，首先，檢查油液油箱高度是否正常，油液是否變質(zhì)多泡，管路各連接處的連接是否松動(dòng)，系統(tǒng)各處外泄漏情況；其次，檢查液壓元件的彈簧是否疲勞破壞、配合表面的磨損情況，主缸的磨損、密封情況；最后，檢查主泵的磨損情況，因?yàn)閴毫Ψ答佔(zhàn)兞恐煤苜F，不易輕易更換。

結(jié)合維修經(jīng)驗(yàn)，先檢查故障率高的元件，如壓力不足故障多發(fā)生在調(diào)壓閥組3和4上，先檢查判斷遠(yuǎn)程調(diào)壓3和先導(dǎo)溢流閥4，其次是主缸與主泵。只有找準(zhǔn)了故障原因，才能制度合理的處理辦法，減少維修時(shí)間，降低維修成本。

4 結(jié)語

液壓系統(tǒng)故障的診斷過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要建立一套科學(xué)完善的設(shè)備維護(hù)、檢修機(jī)制，減少故障發(fā)生率，提高維修人員的液壓基礎(chǔ)知識(shí)和分析能力，提高故障診斷的效率和準(zhǔn)確性，保證設(shè)備的安全正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷天覺．新編液壓工程手冊(cè)[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社，1998．

[2]何存興．液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)[M]．華中科技大學(xué)出版社，2000．8．

[3]禹智慧．高壓大流量液壓壓力機(jī)液壓系統(tǒng)原理及常見故障分析 [J]．機(jī)床與液壓，2017．1．