文／饒曉軒，周文龍，周磊，王飛·武漢新威奇科技有限公司

模鍛伺服液壓機(jī)是一種新式金屬模鍛成形設(shè)備，靠液壓油缸驅(qū)動(dòng)施力擠壓成形，目前市場(chǎng)上主要有單向伺服液壓機(jī)和雙向伺服液壓平鍛機(jī)。液壓機(jī)面臨的主要考驗(yàn)是如何保證連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性，即降低漏油、拉缸、卡閥、泵損壞等常見(jiàn)工程性故障。而這些問(wèn)題多數(shù)是由于在液壓機(jī)制造過(guò)程中細(xì)節(jié)原因造成的，通過(guò)制定一系列關(guān)鍵生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制點(diǎn)并加以實(shí)施，能夠有效的預(yù)防和控制伺服液壓機(jī)“帶病出廠”，大幅降低以上常見(jiàn)故障的發(fā)生。

模鍛伺服液壓機(jī)的關(guān)鍵過(guò)程

按伺服液壓機(jī)的制造過(guò)程可分為零部件的關(guān)鍵過(guò)程和裝配的關(guān)鍵過(guò)程。

⑴零部件的關(guān)鍵過(guò)程：模鍛伺服液壓機(jī)的核心部件有機(jī)身框架（主要以焊接機(jī)身為主）、油缸、液壓?jiǎn)卧êy組），圍繞以上三大部件主要開(kāi)展的關(guān)鍵生產(chǎn)流程有機(jī)身鋼板下料及焊接；油缸零件加工及組裝、測(cè)試；液壓?jiǎn)卧拖涞暮附蛹扒鍧?、閥塊的加工及清潔、液壓管路的清潔及組裝、系統(tǒng)的測(cè)試。

⑵伺服液壓機(jī)的關(guān)鍵裝配過(guò)程：液壓?jiǎn)卧c油缸的連接配管、焊接及清洗；整個(gè)油路系統(tǒng)的串油沖洗；整機(jī)設(shè)備的調(diào)試及出廠測(cè)試。

模鍛伺服液壓機(jī)關(guān)鍵生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制點(diǎn)

機(jī)身框架（含焊接毛坯及加工）

⑴機(jī)身框架主要以鋼板焊接機(jī)身為主，機(jī)身是設(shè)備承力的基礎(chǔ)框架，需保證焊接質(zhì)量可靠，剛度穩(wěn)定，在制造過(guò)程中重點(diǎn)質(zhì)量控制點(diǎn)為鋼板的下料及后續(xù)的焊接。

1)下料需要嚴(yán)格按圖紙執(zhí)行，保證下料尺寸和剖口（圖1）符合要求，尤其是剖口的形式及表面粗糙度的控制。

圖1 較好的剖口質(zhì)量

2)焊接屬于特殊過(guò)程，需提前策劃好工藝并進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，施工過(guò)程“三定”原則控制，即定人員、定設(shè)備、定工藝。焊接人員要持證上崗、焊接設(shè)備可靠、焊接工藝可操作。焊接工藝要指定焊材、焊接速率、焊接電流、焊接電壓及氣保流量。

⑵機(jī)身的加工質(zhì)量是保證油缸、導(dǎo)軌組裝精度的前提，重點(diǎn)控制工作臺(tái)面基準(zhǔn)水平、垂直/水平油缸法蘭孔及導(dǎo)軌座相對(duì)工作臺(tái)面的垂直度和平行度?？刂坪眠@些形位尺寸才能保證裝配精度，避免油缸運(yùn)行中偏載，損壞密封。這些形位公差尺寸控制也屬于關(guān)鍵過(guò)程，因不便于后續(xù)監(jiān)控或測(cè)量加以驗(yàn)證，即需要通過(guò)與焊接過(guò)程一樣的手段，即“三定”原則來(lái)保證過(guò)程實(shí)施的可靠性。

油缸(含零件加工及部裝)

油缸是整個(gè)液壓機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，油缸工作穩(wěn)定才能保證液壓機(jī)的運(yùn)行可靠。油缸長(zhǎng)期的運(yùn)行考核中常見(jiàn)拉缸、內(nèi)外泄漏等問(wèn)題，一旦出現(xiàn)這些故障基本是周期較長(zhǎng)的大修，嚴(yán)重影響設(shè)備的使用效率，所以對(duì)于組裝完畢而看不見(jiàn)的油缸內(nèi)部需要通過(guò)一定的過(guò)程控制保證油缸質(zhì)量。

⑴油缸的加工質(zhì)量控制：如缸體、活塞桿、端蓋，這些關(guān)鍵零件決定油缸的密封效果和安全穩(wěn)定性。缸體需重點(diǎn)控制內(nèi)徑尺寸及表面粗糙度(圖2)，活塞桿重點(diǎn)控制外徑尺寸、密封/導(dǎo)向帶溝槽加工尺寸及表面粗糙度(圖3)，端蓋重點(diǎn)控制密封/導(dǎo)向帶溝槽尺寸及表面粗糙度。缸體內(nèi)孔與活塞桿外圓最好使用珩磨或滾壓精密加工，保證加工精度，降低表面粗糙度和提升耐磨性。另外活塞桿若通過(guò)鍍鉻提升表面硬度，需保證涂層的厚度均勻，鍍前的加工基底很關(guān)鍵，會(huì)影響鍍層質(zhì)量，鍍后需精加工進(jìn)一步降低表面粗糙度，見(jiàn)圖3。

圖2 缸體內(nèi)孔表面粗糙度測(cè)量

圖3 活塞桿鍍層及表面粗糙度

⑵油缸的裝配質(zhì)量控制：油缸的組裝是關(guān)鍵過(guò)程(圖4)，也是全靠人工操作的過(guò)程，需注重細(xì)節(jié)，在組裝過(guò)程中應(yīng)避免鐵屑、毛刺、雜質(zhì)等異物混入油缸內(nèi)腔拉傷缸體和活塞桿，避免蠻力安裝切壞密封圈及導(dǎo)向帶。首先，裝配前必須對(duì)各零件仔細(xì)清洗，將加工的毛刺、鐵屑去除干凈，必要時(shí)打磨處理。其次，要正確安裝各處密封，防止裝錯(cuò)、裝反，垂直安裝避免切壞密封圈及導(dǎo)向帶。若活塞桿下落過(guò)程存在卡滯不得盲目敲擊、硬憋使其下落。裝配完畢后，活塞桿移動(dòng)時(shí)應(yīng)無(wú)阻滯感和阻力大小不均等現(xiàn)象，應(yīng)在低壓情況下進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以排出缸內(nèi)氣體。已裝配完的液壓元件暫不進(jìn)行組裝時(shí)，應(yīng)將所有的油口用塑料塞子堵住防止進(jìn)雜物。

圖4 油缸組裝

⑶油缸的測(cè)試：組裝好的油缸，內(nèi)部注油，需進(jìn)行動(dòng)作及耐壓測(cè)試(圖5)，確保活塞桿運(yùn)動(dòng)流暢、油缸無(wú)內(nèi)外泄漏現(xiàn)象。耐壓測(cè)試按照國(guó)標(biāo)執(zhí)行：額定壓力不小于20MPa，耐壓測(cè)試壓力為其1.25 倍，保壓時(shí)間不少于10分鐘，不得有滲漏、永久變形及損壞。進(jìn)行耐壓測(cè)試最好制作專(zhuān)業(yè)試驗(yàn)工裝，用于承擔(dān)油缸負(fù)載，避免將活塞推至端部靠端蓋，使其承受負(fù)載造成螺栓損壞。

圖5 耐壓測(cè)試

液壓?jiǎn)卧?/h3>

液壓?jiǎn)卧钦麄€(gè)設(shè)備的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，主要用于給執(zhí)行單元油缸提供能量，其通過(guò)外部的管路系統(tǒng)與數(shù)個(gè)液壓油缸相連以控制多組閥門(mén)、油箱、油泵和蓄能器組成的獨(dú)立密封動(dòng)力油源系統(tǒng)。液壓?jiǎn)卧L(zhǎng)期的運(yùn)行考核中常見(jiàn)連接管路漏油、泵損壞、卡閥、油質(zhì)清潔度問(wèn)題。下面主要圍繞液壓?jiǎn)卧挠拖?、閥組、組裝過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量管控。

⑴油箱是液壓?jiǎn)卧膬?chǔ)油容器，分為焊接質(zhì)量和清潔質(zhì)量控制。

1)油箱的焊接：焊縫必須保證牢固可靠，焊縫飽滿(mǎn)，無(wú)氣孔、裂紋等缺陷。焊接過(guò)程屬于特殊過(guò)程，參照前面鋼板焊接機(jī)身的焊接過(guò)程控制。焊接完成后所有焊縫需打磨光亮、去除表面氧化皮、焊渣飛濺等雜質(zhì)。所有焊縫在完工后需刷石灰做煤油滲漏檢測(cè)(圖6)。重要焊縫必要時(shí)進(jìn)行MT 或UT 探傷，防止內(nèi)部缺陷，導(dǎo)致焊縫開(kāi)裂及漏油。另外充液閥連接法蘭的中心高需充分保證與設(shè)計(jì)圖紙相符，若偏差過(guò)大導(dǎo)致與充液閥管路對(duì)接無(wú)法貼平切壞避震喉橡膠或螺栓松動(dòng)漏油。

圖6 油箱焊縫滲漏檢測(cè)

2)油箱的清潔：注油前需反復(fù)確認(rèn)油箱內(nèi)部的清潔度，內(nèi)壁鋼板全部打磨拋光去除氧化皮，焊縫打磨出金屬光澤并去除焊接飛濺，用面粉沾油箱內(nèi)部確保整個(gè)內(nèi)部無(wú)異物(圖7)。

圖7 油箱內(nèi)部清潔檢測(cè)

⑵液壓閥塊是將液壓閥及閥門(mén)之間的管道連接集成在閥塊上，不僅節(jié)約大量的管道接頭，減少泄漏點(diǎn)，還便于安裝調(diào)試和維修。由于液壓閥屬于精密部件，油液存在鐵屑、雜質(zhì)會(huì)影響閥的運(yùn)行、造成卡閥，閥塊的加工和組裝需要非常關(guān)注清潔的控制。

1)閥塊加工主要控制孔徑、密封槽的尺寸以及表面粗糙度，液壓閥、法蘭、管接頭的安裝面上不得有劃線痕跡和其他缺陷，否則造成滲漏。閥塊的機(jī)加工完成后，必須要倒棱、去刺，閥塊中所有的流道，尤其是相貫流道的交叉處必須徹底清除毛刺，這與整個(gè)液壓系統(tǒng)的可靠性息息相關(guān)，切不可忽視。

2)閥塊進(jìn)入組裝前必須徹底清洗(圖8)，最好使用專(zhuān)用清洗設(shè)備，清洗液宜采用防銹清洗液，沖洗時(shí)有一定的壓力，所有流道特別是盲孔必須清洗干凈，不留任何鐵屑和雜質(zhì)。清洗后的閥塊應(yīng)馬上組裝，否則涂上防銹油并將接口蓋住，防止銹蝕和再次污染。

圖8 閥塊的清洗

⑶液壓?jiǎn)卧墓苈方M裝控制：所有油管安裝前必須進(jìn)行清洗，可采用酸洗磷化方式，確保油管內(nèi)部清洗干凈、無(wú)任何鐵銹或其他雜質(zhì)。酸洗過(guò)程要防止過(guò)酸洗或欠酸洗。酸洗后的管路安裝應(yīng)鋪設(shè)整齊，法蘭連接處便于操作無(wú)干涉現(xiàn)象。提前測(cè)量好連接尺寸進(jìn)行定位，管子與閥體應(yīng)處于自由狀態(tài)完全貼平安裝，避免強(qiáng)行連接，法蘭連接端面應(yīng)接觸均勻，無(wú)喇叭口。

⑷整個(gè)液壓?jiǎn)卧暾M裝后，需進(jìn)行出廠測(cè)試(圖9)，包含外觀及標(biāo)識(shí)檢驗(yàn)、耐壓防漏測(cè)試，確保液壓?jiǎn)卧鱾€(gè)連接牢固可靠、泵/閥塊動(dòng)作運(yùn)行正常。

圖9 油管安裝檢驗(yàn)

液壓?jiǎn)卧c油缸的配管及清洗

焊接配管，即通過(guò)管路拼接的靈活方式將液壓?jiǎn)卧c油缸連接形成回路。由于管路壓力大，需保證焊接質(zhì)量，焊縫及法蘭連接處不得出現(xiàn)任何漏油現(xiàn)象。

⑴焊接前的準(zhǔn)備工作：首先，做好充分焊接工藝策劃，尤其對(duì)于這種高壓管路的焊接，對(duì)焊縫的質(zhì)量要求非常高，按照特殊過(guò)程控制，參照機(jī)身焊接的“三定”原則，有效控制過(guò)程質(zhì)量來(lái)降低焊接作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)；其次，測(cè)繪好液壓?jiǎn)卧隹谂c油缸進(jìn)口的尺寸，要求機(jī)身、平臺(tái)、油缸、液壓?jiǎn)卧继崆岸ê梦恢没鶞?zhǔn)，保證水平，精準(zhǔn)測(cè)量三維尺寸來(lái)配置管子走向及長(zhǎng)度。

⑵焊接的施工要求：為防止管子焊接變形，管子配好長(zhǎng)度后先點(diǎn)焊定型，并斜拉鋼筋支撐固定，再取下來(lái)滿(mǎn)焊，先用氬弧焊打底，再用電弧焊填充，焊縫應(yīng)飽滿(mǎn)，無(wú)咬邊、氣孔和裂紋；焊接完及時(shí)清除管內(nèi)壁的焊接殘?jiān)?、焊瘤，為下一步酸洗做好?zhǔn)備，焊接后的管子拿上去安裝時(shí)不得產(chǎn)生錯(cuò)位，強(qiáng)行硬扯安裝。

⑶配管的清洗：一般采用酸洗磷化方式，酸洗后的油管內(nèi)部要清洗干凈、無(wú)任何鐵銹或其他雜質(zhì)(圖10)，酸洗過(guò)程要防止過(guò)酸洗或欠酸洗，酸洗完后必須涂防銹油防止反銹并封住端口防止二次污染。

圖10 酸洗后的油管內(nèi)壁

整個(gè)系統(tǒng)的投油沖洗及測(cè)試

⑴液壓?jiǎn)卧?、油缸連接成完整的回路后，因在安裝過(guò)程不可避免產(chǎn)生二次污染，故需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一次循環(huán)投油沖洗，確保在試機(jī)動(dòng)作前整個(gè)油路系統(tǒng)是清潔干凈的，控制要點(diǎn)如下。

1)投油管路連接方案設(shè)計(jì)：主油缸不參與串油，所有外置管道串聯(lián)組成回路，可采用系統(tǒng)本身的工作泵站進(jìn)行管道的循環(huán)沖洗，也可單獨(dú)設(shè)計(jì)串油專(zhuān)用油箱、泵組、加熱器、過(guò)濾器進(jìn)行沖洗，見(jiàn)圖11。

圖11 串油示例

2)為達(dá)到效果，沖洗油的流速應(yīng)使油呈紊流狀態(tài)；其溫度用高水基液時(shí)，不應(yīng)超過(guò)50℃，用液壓油時(shí)，不宜超過(guò)60℃。在上述溫度限度內(nèi)，沖洗油溫度宜高。沖洗壓力適當(dāng)加大，增大管道壓力提升沖擊效果。用木錘或振蕩器對(duì)管道的焊縫、彎角進(jìn)行周期性的錘擊，輔助投油。沖洗效果見(jiàn)圖12。

圖12 沖洗效果

3)要經(jīng)常注意觀察過(guò)濾器的污染情況，一旦達(dá)到污染程度應(yīng)及時(shí)更換，直至過(guò)濾器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間沖洗后保持較為干凈即可完成沖洗。

⑵整個(gè)伺服液壓機(jī)完成裝配后，需進(jìn)行最后的調(diào)試及一系列出廠檢驗(yàn)，確保設(shè)備各項(xiàng)功能達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期要求，主要檢驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表1。

表1 檢驗(yàn)項(xiàng)目

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于設(shè)備制造型企業(yè)及設(shè)備的使用方來(lái)說(shuō)，都應(yīng)致力于追求設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行，能夠?yàn)楦髯詣?chuàng)造最大化的價(jià)值。伺服液壓機(jī)在長(zhǎng)期運(yùn)行考核過(guò)程中常見(jiàn)的故障基本上是以上描述的類(lèi)型，針對(duì)液壓機(jī)這種較為“精密、嬌弱”的設(shè)備在前期制造階段就需要精細(xì)的質(zhì)量策劃、實(shí)施嚴(yán)格的過(guò)程控制、注重每個(gè)制造環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)，避免設(shè)備在制造環(huán)節(jié)留下隱患和風(fēng)險(xiǎn)，大幅降低售后故障頻次。