液壓折彎機是近年研發(fā)的一種產(chǎn)品,其液壓操作系統(tǒng)設計先進、操作安全、方便、靈活.目前該產(chǎn)品已廣泛應用于金屬板料加工行業(yè),在造船、汽車、機車車輛、航空等工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用.但在實際生產(chǎn)中隨著使用次數(shù)的不斷增加,也出現(xiàn)了一些典型的故障.例如滑塊在系統(tǒng)保壓時壓緊力嚴重不足;滑塊回程時速度極其緩慢,遠沒有達到回程速度.因此,不但產(chǎn)品質(zhì)量不能保證而且生產(chǎn)效率大幅度降低,這給工廠造成了巨大的經(jīng)濟損失.本文就以此液壓折彎機為例,通過對液壓操縱系統(tǒng)的組成、工作原理介紹來對上述故障進行分析.
一、 液壓操作系統(tǒng)的組成及工作原理
WC67Y-100/3200型液壓板料折彎機液壓系統(tǒng)的工作原理圖.該系統(tǒng)采用流量為25l/min的定量柱塞泵,可實現(xiàn)空程快速下行、滑塊慢速接近和加壓、保壓、卸壓、回程和任意停止等動作。
（1)滑塊快速下行
電磁鐵3DT、4DT同時通電,液壓泵輸出的壓力油經(jīng)閥17進入液控單向閥8的控制腔將其打開,液壓缸10下腔的油液便經(jīng)閥8、閥6和節(jié)流閥7流回油箱,另一路經(jīng)閥12流回油箱,滑塊在自重作用下快速下行.液壓缸上腔空出的體積由油箱內(nèi)的油液經(jīng)閥11補充.此時滑塊速度由閥5調(diào)接.
（2)滑塊減速
當滑塊下行至上模接近被彎板料時,行程開關發(fā)訊,使電磁鐵2DT、3DT、4DT、5DT通電,使閥13和閥12關閉,液壓缸下腔的油液經(jīng)閥8、閥6和節(jié)流閥7才能排回油箱,5DT通電后,
使泵輸出的壓力油經(jīng)閥18進入閥11的液控腔將閥11換向,同時,由于1DT通電,使液壓缸10上腔的壓力油的壓力升高,閥11右位的單向閥使液壓缸上腔與油箱斷開.這樣,液壓缸的下行只有靠泵輸出經(jīng)閥5和閥6進入上腔的油液驅(qū)動,滑塊的運動速度可由閥7調(diào)整.
（3)卸壓
折彎機工作完成后,在滑塊向上回程的瞬時,通過電氣系統(tǒng)先使電磁鐵1DT斷電2s,在這段時間內(nèi),由于1DT斷電,閥16復位,溢流閥14可以打開,使液壓缸上腔的壓力下降以實現(xiàn)預卸壓.
圖1 WC67Y-100/3200型液壓板料折彎機液壓系統(tǒng)原理圖
（4) 加壓
電磁鐵和閥的工作位置不變,隨著板料變形抗力的增大,液壓缸上腔的壓力逐漸升高,直到滑塊運行到預定位置.
（5)滑塊回程
卸壓后,使電磁閥3DT斷電,1DT、2DT通電,液壓泵輸出的壓力油經(jīng)閥5、閥6和閥8進入液壓缸下腔推動滑塊的上行,液壓缸上腔的油液經(jīng)閥6流回油箱.回程時的大液體壓力,可由溢流閥15進行調(diào)整.
二、液壓操縱系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因
根據(jù)液壓系統(tǒng)圖及工作過程分析,導致液壓缸保壓時滑塊壓緊力不足且回程速度緩慢的原因可能有以下幾種情況.
（1)液壓缸活塞及端蓋密封不好,導致缸內(nèi)外泄漏嚴重.
（2)溢流閥14調(diào)接壓力不足.
（3)錐閥12閥芯表面磨損嚴重,造成閥口處關閉不嚴.
（4)溢流閥9調(diào)定壓力偏低.
（5)液壓泵內(nèi)泄過大造成泵壓偏低.
（6)換向閥6的閥芯表面磨損,造成閥芯在閥體內(nèi)移動困難,閥11內(nèi)置單向關閉不嚴或閥面閥體配合間隙過大.
三、WC67Y-250/4000不同步的原因分析和解決辦法
（1）、產(chǎn)生不同步的原因分析
1)從活塞缸本身分析:主要是活塞缸本身具有內(nèi)泄漏現(xiàn)象,即活塞與油缸之間的間隙偏大導致泄漏,而左右兩缸內(nèi)泄漏量又不完全相同,從而使兩缸的運動速度不同。
2)從進油管路分析:在折彎機快速下降時,一方面由油泵通過同步閥向油缸供油,另一方面是由機頂油箱1靠自然高度差通過單向閥2向油缸進油,這兩路油共同向油缸上腔供油,使油缸達到快速下降的目的,由于通過同步閥后的閥路中流量近似相等,所以只考慮從油箱通過單向閥2流進油缸3的流量情況。對于兩單向閥進油口壓力,P1可認為是大氣壓力,所以是相等的。在P1相同的情況下,P2越小P越大,流過單向閥的流量Q也就越大。由前述可知兩液壓缸啟動時不會完全同步,所以兩缸上腔的壓力P2也不相同,兩單向閥前后壓差也不會相同,因而從油缸經(jīng)過單向閥流進兩缸的流量也不相同,因而也導致兩缸運動不同步。
3)從回油管路來分析:也就是折彎機快速下降時回油路上的運動阻尼不相等而使活塞下腔的背壓存在差異,所以兩缸回流的流量不相等,因而也導致了兩缸快速下降的速度不相等,即不同步。
（2）、解決辦法
1)對于液壓缸來說,為了使兩缸內(nèi)泄漏量相等,一方面盡量使左右活塞、氣缸等零部件的選配精度(包括尺寸精度,位置精度如同軸度、圓度等)一致,另一方面要將兩液壓缸的液壓回路設計得盡可能相同。
2)對于進油管路來說,為了要保證流過兩單向閥的流量相等,一方面要設法讓活動機架的重心在兩缸的幾何中心;另一方面要盡量使活塞與活塞桿之間以及活塞桿與端蓋之間的機械阻尼相近,以確保兩活塞缸快速下降時的機械阻尼相近。
3)對于回油管路來說,為了要保證兩缸回流的流量相等,就要使回油管路上的回油阻力相近,即管徑、管長、管彎數(shù)、管彎角度大小要基本一致。
4)采用了機械的齒輪齒條傳動來強迫同步。在折彎機連接架上左右裝上齒條,并與裝在機架上的齒輪嚙合,利用齒條作為導向裝置,依靠齒輪與齒條的嚙合進行誤差修正,只要齒條與齒輪的制造精度得到保證,折彎機的兩個工作缸就可達到非常高的同步精度。
四、結論
（1）、經(jīng)過觀察,兩液壓缸表面均無外泄痕跡.另外,由于滑塊壓制工件時,大壓力有時也可達到標稱壓力,因此,缸內(nèi)泄的可能性不大并且可以肯定溢流閥調(diào)定壓力正常.在液壓缸回程時,逐漸調(diào)小閥9的壓力,可發(fā)現(xiàn)3點的壓力隨之減小.這說明溢流閥9性能正常.拆檢錐閥12,經(jīng)仔細觀察,沒有發(fā)現(xiàn)閥芯和閥座表面有磨損現(xiàn)象.由于滑塊在快速下行時速度大小基本正常,故可斷定泵內(nèi)泄量不大.通過對操作系統(tǒng)工作原理的分析和以上的檢查診斷,認為壓緊力不穩(wěn)定,滑塊回程緩慢很可能均是由換向閥6的故障造成的.拆開換向閥6后,果然發(fā)現(xiàn)其閥芯表面有磨損起毛現(xiàn)象,并且端部彈簧位置嚴重偏斜.卸下彈簧后,經(jīng)實驗對比發(fā)現(xiàn)此彈簧彈性也存在嚴重不足的問題.
（2）、故障發(fā)生機理及排除
閥芯表面的磨損一方面引起閥內(nèi)泄露增加,壓力下降;另一方面會使閥芯移動困難,嚴重時甚至使閥芯卡死.因此在滑塊保壓及加壓時,系統(tǒng)出現(xiàn)了壓力不足的問題.彈簧彈性不足和位置傾斜導致了換向閥的閥芯在斷電后未能回到原始位置,所以滑閥開口量過小,對通過換向閥的油液起節(jié)流作用.液壓泵輸出的壓力油大部分由溢流閥溢回油箱,從而到液壓缸的流量必然減少,所以導致液壓缸回程速度緩慢.對換向閥更換合格的彈簧,并對磨損的滑閥閥芯進行修磨或更換,按資料要求進行裝配.重新安裝到液壓站后,通過調(diào)節(jié)基本上能滿足工作的要求并能壓制出合格的零件.從上面的分析和處理可以看出,要想有效地排除液壓系統(tǒng)的故障,必須要掌握液壓系統(tǒng)的工作原理,深入了解液壓元件的結構與工作特性.只有在此基礎上,通過對故障現(xiàn)象觀察、測試和分析,才能正確地進行故障的診斷與排除：
1)對液壓缸來說，為了使兩缸內(nèi)泄漏量相等，一方面盡量使左右活塞、氣缸等零部件的選配精度(包括尺寸精度，位置精度如同軸度、圓度等)一致，另一方面要將兩液幾缸的液幾回路設計得盡可能相同。
2）對于進油管路來說，為了要保證流過兩單向閥的流量相等，一方面要設法讓活動機架的重心在兩缸的兒何中心;另一方面要盡量使活塞與活塞桿之間以及活塞桿與端蓋之間的機械阻尼相近，以確保兩活塞缸快速下降時的機械阻尼相近。
3)對于回油管路來說，為了要保證兩缸回流的流量相等，就要使回油管路上的回油阻力相近，即管徑、管長、管彎數(shù)、管彎角度大小要基本一致。
4)采用了機械的齒輪齒條傳動來強迫同步。在折彎機連接架上左右裝上齒條，并與裝在機架上的齒輪嚙合，利用齒條作為導向裝置，依靠齒輪與齒條的嚙合進行誤差修正，只要齒條與齒輪的制造精度得到保證，折彎機的兩個工作缸就可達到非常高的同步精度。
（3）、通過使用、設計、制造各方的通力合作,對制造、組裝、調(diào)試的全過程進行了有效的改進,從現(xiàn)在使用的情況來看,結構簡單緊湊,運行平穩(wěn),基本無噪音,折彎鋼板的質(zhì)量得到了保證,折彎效率也能滿足要求。
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