劉明生 蒲珊珊 吳冬桃 溫霞

摘 要：在簡(jiǎn)要介紹液壓壓力機(jī)主機(jī)的功能結(jié)構(gòu)和工作循環(huán)的基礎(chǔ)上，本文對(duì)液壓壓力機(jī)主缸的工作原理進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析與說明，針對(duì)主缸常見的故障現(xiàn)象，分析了其產(chǎn)生原因，并提出了具體的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：液壓壓力機(jī);工作原理;主缸故障現(xiàn)象;故障原因

中圖分類號(hào)：TH137文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）20-0069-03

Abstract： On the basis of briefly introducing the functional structure and working cycle of the main engine of the hydraulic press， the working principle of the main cylinder of the hydraulic press was analyzed and explained in more detail， and the causes of the common failure phenomenon of the main cylinder were analyzed， and the concrete improvement measures were put forward in this paper.

Keywords： hydraulic press;working principle;main cylinder fault phenomenon;fault cause

液壓機(jī)是用來對(duì)金屬、木材和塑料等材料進(jìn)行壓力加工的機(jī)電設(shè)備，也是我國最早應(yīng)用液壓傳動(dòng)技術(shù)的機(jī)電控制設(shè)備之一[1-2]。下面以YB32-200型液壓機(jī)為例，分析其液壓系統(tǒng)的主機(jī)工作原理、典型特點(diǎn)及應(yīng)用。

1 YB32-200型主機(jī)功能結(jié)構(gòu)

YB32-200型液壓壓力機(jī)由液壓主機(jī)和控制系統(tǒng)兩大部分組成，充分利用液壓的管路系統(tǒng)和典型的電氣控制系統(tǒng)（PLC控制）構(gòu)成了一個(gè)機(jī)電液完美結(jié)合的整體，其典型工作循環(huán)如圖1所示，其液壓系統(tǒng)是以變換和控制為主。

2 YB32-200型液壓壓力機(jī)主機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理

B32-200型液壓壓力機(jī)主機(jī)液壓系統(tǒng)原理如圖2所示，其典型的工作循環(huán)過程為：主缸快速下行、慢速加壓、保壓延時(shí)、快速退回和原位停止[3-5]。該系統(tǒng)采用限壓式變量泵-液壓缸式容積調(diào)速回路，系統(tǒng)的油源為主泵1和輔泵2，主泵為高壓大流量壓力補(bǔ)償式恒功率變量泵，系統(tǒng)最高工作壓力為32 MPa，由安全閥5設(shè)定，實(shí)際工作壓力則由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥6調(diào)整;輔泵2為低壓小流量泵，主要用作電液換向閥7的控制油源，其工作壓力由溢流閥3設(shè)定。壓力機(jī)電磁鐵動(dòng)作順序如表1所示。

下面簡(jiǎn)要對(duì)液壓機(jī)主缸的運(yùn)行過程進(jìn)行分析與說明。

2.1 快速下行

通過操作控制面板的控制按鈕SB3，讓1YA得電，電液換向閥7的左位工作，壓力油流經(jīng)換向閥7左位，單向閥14進(jìn)入主缸上腔，同時(shí)通過PLC控制，讓5YA得電，油路中的控制壓力油順利將液控單向閥10打開，使主缸下腔回油，主缸活塞快速下行，此時(shí)導(dǎo)致主缸上腔的壓力顯著下降，由補(bǔ)液油箱16向主缸充液，順利完成主缸快速下行這一動(dòng)作。

2.2 慢速加壓

當(dāng)主缸活塞上的滑塊撞擊到被壓制工件時(shí)，主缸進(jìn)油腔的壓力升高，補(bǔ)液油箱無須再向主缸上腔供油，此時(shí)，限壓式變量泵轉(zhuǎn)為高壓小流量方式向系統(tǒng)供油，滑塊下行的速度由快速轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行，從而使主缸轉(zhuǎn)為慢速加壓工作狀態(tài)[6-8]。

2.3 保壓延時(shí)

當(dāng)主缸上腔油壓升高到壓力繼電器13的設(shè)定壓力值時(shí)，壓力繼電器1YJ將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，傳遞給PLC，由PLC發(fā)出控制信號(hào)使電磁鐵1YA、5YA斷電，此時(shí)主缸上、下油路均被切斷;主泵則通過閥7、閥4的中位進(jìn)行卸荷。同時(shí)，1YJ向時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使時(shí)間繼電器開始延時(shí)。保壓時(shí)間的長(zhǎng)短則由時(shí)間繼電器根據(jù)實(shí)際的工況在一定范圍內(nèi)進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。

2.4 快速退回

當(dāng)保壓延時(shí)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值后，再次由PLC控制電磁鐵2YA得電，閥7右位接入系統(tǒng)，壓力油經(jīng)閥7、閥10進(jìn)入主缸下腔，同時(shí)將液控單向閥17打開，使主缸上腔油液返回補(bǔ)液油箱17，主缸活塞帶動(dòng)上滑塊快速上升，退回原位。

2.5 原位停止

當(dāng)主缸活塞帶動(dòng)上滑塊返回原始位置，由行程開關(guān)XK1發(fā)出的電信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)時(shí)，再由PLC控制使得電磁鐵2YA、5YA斷電，主缸上、下腔油路被完全封閉，滑塊停止運(yùn)動(dòng)回到原位。

3 液壓機(jī)主缸故障現(xiàn)象、故障原因分析與排除

3.1 主缸故障現(xiàn)象

某公司，YB32-200型液壓壓力機(jī)液壓系統(tǒng)在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)如下兩個(gè)故障：主缸不動(dòng)作;主缸回程時(shí)，出現(xiàn)強(qiáng)烈沖擊和巨大的炮鳴聲，造成機(jī)器和管路系統(tǒng)振動(dòng)，影響液壓機(jī)正常工作[9-11]。

3.2 故障原因分析與排除

3.2.1 主缸不動(dòng)作。通過查看現(xiàn)場(chǎng)，找出可能的原因：主泵1未能供油或電液換向閥7未動(dòng)作。

3.2.1.1 主泵1未能供油可能原因及解決辦法。主泵轉(zhuǎn)向不正確，檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向正確。主泵漏氣，檢查發(fā)現(xiàn)主泵正在卸荷，說明主泵吸、排油均正常，進(jìn)而說明主泵1可以正常供油。

3.2.1.2 電液換向閥7未動(dòng)作原因及解決辦法。電液換向閥7的電磁導(dǎo)閥未動(dòng)作，檢查電磁導(dǎo)閥的供電情況和插頭連線情況，發(fā)現(xiàn)正常。輔助泵2故障，檢查發(fā)現(xiàn)該泵正在經(jīng)溢流閥3溢流，說明此泵能正常工作?？刂茐毫^低，在泵2的出口處裝壓力表檢查，發(fā)現(xiàn)壓力表讀數(shù)僅有0.1 MPa，不能使電液換向閥7的液動(dòng)主閥換向。通過調(diào)整溢流閥3的壓力值，將控制壓力逐漸調(diào)到0.6 MPa，主缸開始動(dòng)作，故障排除。

3.2.2 主缸回程問題。主缸回程時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)烈沖擊和巨大的炮鳴聲，造成機(jī)器和管路系統(tǒng)振動(dòng)，影響液壓機(jī)正常工作。通過現(xiàn)場(chǎng)查找，筆者認(rèn)為，原因可能是主缸回程前未卸壓或卸壓方式不當(dāng)。

3.2.2.1 原因分析。查看產(chǎn)品說明書知，液壓機(jī)主缸內(nèi)徑[D]=400 mm，工作行程[S]=700 mm，保壓時(shí)最大工作壓力[p]=32 MPa，保壓時(shí)液壓缸活塞常處于2/3工作行程處。換向時(shí)間[Δt]=0.1 s。保壓時(shí)，主缸工作腔油液容積為：

3.2.2.2 解決方法。主導(dǎo)思路是使主缸上腔有控制地釋壓，待上腔壓力降至較低時(shí)再轉(zhuǎn)入回程。

方法一是采用卸荷閥實(shí)現(xiàn)釋壓，即在原系統(tǒng)增設(shè)帶阻力孔的卸荷閥12，用該閥實(shí)現(xiàn)釋壓控制。其具體動(dòng)作是：保壓延時(shí)結(jié)束后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，當(dāng)電磁鐵2YA通電使電液換向閥7切換至右位，主缸上腔尚未釋壓，壓力很高，卸荷閥12呈開啟狀態(tài)，主泵1經(jīng)卸荷閥12中的阻力孔流回油箱。此時(shí)，主泵1在低壓運(yùn)轉(zhuǎn)，此壓力不足以使主缸活塞回程，但能反向打開液控單向閥17，使上腔釋壓。此過程持續(xù)到主缸上腔壓力降低，卸荷閥12關(guān)閉為止。

方法二是單獨(dú)控制充液閥（液控單向閥17）實(shí)現(xiàn)釋壓。在系統(tǒng)圖中，主缸上腔的液控單向閥17處外接一個(gè)二位二通的電磁換向閥來控制，回程時(shí)，先讓二位二通電磁換向閥電磁鐵通電，延時(shí)2 s后由液控單向閥17逐漸釋放保壓能量，即可消除炮鳴聲。

4 結(jié)語

液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因是多方面的，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，在弄清系統(tǒng)原理及液壓元件作用、結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，按照由表及里、由易到難的順序逐一找出問題點(diǎn)加以解決。針對(duì)本例中主缸常見的故障現(xiàn)象，一是合理設(shè)置控制壓力，保證電液換向閥主閥能正常換向;二是在主缸回程時(shí)，設(shè)計(jì)合理的釋壓回路，以減少壓力機(jī)的沖擊、振動(dòng)和噪聲，進(jìn)而最大限度減少由此引起的連接螺紋松動(dòng)、液壓元件和管件爆裂、液壓設(shè)備的泄漏現(xiàn)象，以保證壓力機(jī)正常工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪功明.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[2]張利平.液壓與氣動(dòng)元件與系統(tǒng)使用及故障維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[3]黃志堅(jiān)，吳百海.液壓設(shè)備故障診斷與維修案例精選[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[4]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（2）：57-59.

[5]李偉.壓力機(jī)液壓系統(tǒng)常見故障分析與研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（12）：146-148.

[6]蔣祖信.壓力機(jī)液壓系統(tǒng)常見故障分析與研究[J].中國設(shè)備工程，2018（4）：59-60.

[7]杜潤(rùn)，汪超.液壓傳動(dòng)與控制[M].長(zhǎng)沙：湖南師范大學(xué)出版社，2019.

[8]蔣光玉，馮新偉，劉順心.液壓與氣壓傳動(dòng)項(xiàng)目教程[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2014.

[9]誾耀保.高端液壓元件理論與實(shí)踐[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2017.

[10]張海平.實(shí)用液壓測(cè)試技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.

[11]李新德.液壓系統(tǒng)故障診斷與維修技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國電力出版社，2009.