16MN挤压机液压系统故障研究分析（续）.pdf

第 3 9卷第 6期 2 0 1 0年 1 2月 有 色 金属 加 工 NONFE RROUS MET AL S PROCESSI NG V01．3 9 No ． 6 Dec ember 2 Ol 0 1 6 MN挤压机液压 系统 故障研 究分析 续 林 辉发 福建南平铝业有限公司 ， 福建 南平 3 5 3 0 0 0 2 ． 5主柱 塞快 进 当供锭器下降到位 ， 压下行程开关 1 2 X K发讯， 油 路 进行 上 述 动 作 3 ， 继 续 快 进 动 作 ， 把 铸 锭 推 至 最 前 端 。 2 ． 6镦粗铸 锭 当快进 到位 ， 压下行 程开 关 4 X K发 讯 ， 使 z l 、 z 2、 M、 F、 P、 V、 D通 电 ， 泵 P V1 、 P V 2的 压 力油一 一 M 插 装 阀 进入侧 缸 无 杆 腔 、 主 缸 ； 泵 P C 2 一 一 D 阀右 位一 一 充液 缸无杆 腔 ； 侧缸 有杆 腔 回油 P插 装 阀 油箱 ； 充 液 缸有杆腔回油一一D阀右位 油箱 。使充液阀关闭 ， 主 柱塞 前进镦粗 铸锭 。 2 ． 7 排气 铸 锭镦 粗完 成后 ， 主缸 压力 上升 到程 序 设定 的压 力 通过压力传感器 检测如 1 0 MP a 时 ， 使主柱塞后 退 、 挤 压筒 打开 、 挤 压简 关 闭 、 主 柱 塞前进 。这样 做 的 目的是 通过排 气 ， 将 挤 压 筒 内 的空 气 排掉 ，以免 在后 续 的 挤 压 中 空 气 夹 在 型 材 内 形 成 气 泡 ， 影 响 型 材 质量 。 2 ． 8挤压及 调速 当排气 完毕 ， 由压力 继 电器 P S 2发 讯 如 7 M P a ， 又恢 复到上述 动作 7 的各 元 件 的工作 状 态 。挤压 速 度 由变量泵 P V 1 、 P V 2调节 通 过伺服 阀控制 。 2 ． 9联动 挤 压简 打开 、 主柱塞 用挤压 筒油 返 回 当挤压 结束压下 行程 开关 6 X K发讯 ， 充 液 阀保 持 关闭状态、 其他阀均失 电， 当主缸压力 降到使压力继 电器 P S 1发 讯 如 2 MP a ，D 失 电 、 V、 F 1通 电 ， 泵 P c 2 一 一D 阀左 位 充 液 缸 有 杆 腔 ， 充 液 缸 无 杆 腔 回 油一一D阀左位 油箱 ， 使 主缸快 速卸荷 ， 充 液缸 打 开 。 z 1 、 Z 2 、 H 2 、 G通 电 ， 泵 P V 1 、 P V 2压 力 油一一 阀 H 右 位 一一挤压 筒缸左 腔 ， 挤 压筒 缸 右 腔 回油一 一H 阀右 位一一G阀右位 侧缸有杆腔 ； 侧缸无杆腔回油一 一F 插装 阀一 一 油箱 。使挤压 筒 、 主柱塞联 动打 开 。 收 稿 日期 2 0 0 90 61 8 作者简介 林辉发 1 9 7 6一 ， 男 ， 福建南平人 ， 工程师 ， 主要从事液 压设备技术工作。 2 ． 1 0主柱 塞快退 、 挤 压筒 继续打 开 当挤压 筒打 开压下 行程 开关 8 X K发 讯 ， 除保持 挤 压 简打 开 动作 外 此 时 G失 电 ， T通 电 ， 泵 P V 1 、 P V 2 压 力油一 一T插装 阀一 一 侧 缸有 杆 腔 ； 侧 缸 无杆 腔 回 油一 一F插装 阀一 一油 箱 。使 主柱 塞 快 退 、 挤 压 筒 继 续打 开 。 2 ． 1 l 剪切 压余 当上 述 1 0 动 作 到 压 下 行 程 开 关 7 X K发 讯 ， 挤 压筒 到位 停止 ， 主 柱塞 继 续 后 退 ， J 、 K l通 电 ， 泵 P VI 、 P V 2压 力油 分别 供油 到侧 缸 和剪 切 缸 ， 使剪 切 缸 下行 进行剪 切压 余动 作 。 2 ． 1 2 剪切缸 上 升 当剪 切 压 余 完 毕 ， 压 下 行 程 开 关 1 1 X K发 讯 ， K1 失 电 、 K 2通 电 ， 使 剪 切 缸 上 升 。 当 碰 到 行 程 开 关 1 0 X K发讯 ， K 2失 电 ， 剪 刀 缸 由 P C 1泵 保 压 。完 成 了 动作 1 ～ 1 2 的工作 循环 。 除 上述循 环 动作外 ， 还 有 更换 模 具或 其 他 的辅 助 动作 ， 在 此不再 详述 。伺 服 阀 S V 1 、 S V 2对 主泵 的流量 进行 调节 。 3 故 障分析 与排除 3 ． 1 由油 中污 物引起 的主 泵无压 力故 障 如 图 2 故 障现 象 挤 压 机 挤 压 型材 时设 定 速 度 不 变 ， 挤 压 实 际速度 明显 变小 。 检 查结果 两 台主泵 P V 1和 P V 2原 来 的压 力调 至 2 1 MP a ， 正 常运转 ； 挤 压 时各 阀件 得 失 电状 态 良好 ； 主 缸压 力显示 系 统压力 正 常 ； 两 台主 泵伺 服 阀输 出的外 部刻 度显示 和 电脑 数 字 显 示 ， 其 输 出均 为 正 常 ； 单 独 开 P V1主泵试 验 ， 压 力 可调 至 2 l MP a以上 ， 挤 压 时输 出流 量也正 常 ， 单 独开 P V 2主泵 时 ， 调节 溢流 阀 ， 压力 始终为零 ， 但伺服阀输出正常； 油箱液面正常。 分 析 判 断 综 合 以 上检 查 结 果 分 析 ， 认 为 挤 压 速 度 变慢 的原 因是 由于 主 泵 P V 2无 压 力 输 出 。故 障 范 围可缩小到主泵 P V 2本身 、 右边 的锥阀、 溢流阀和控 制盖板。依照处理故障时由易到难 的顺序 ， 先更换溢 有色金属加工 第 3 9 卷 流阀和检查锥阀， 未发现问题 ； 再拆卸控制盖板 ， 进行 清 洗 、 吹气 等 ， 重装 后试 验正 常 。 故障解 释 控 制 盖 板 的 阻 尼孔 由 于被 污物 堵 住 ， 造成锥阀无法闭合 ， 使主泵 P V 2无法建立压力。以上 故障中， 如果污物偶而又被冲走 ， 系统即可 自行恢 复 压力正 常 。 3 ． 2 由伺服 阀引起 的流量 输 出失控故 障 如 图 2 故 障现 象 挤压 机 生 产 过 程 中 ， 挤压 设 定 速度 并 未 改变 的情况 下 ， 挤压 的实 际速度 突然变 非常快 。 图2 主泵控制原理图 图3 主柱塞动作液压原理图 第 6期 有 色金属加工 4 5 检查结果 主泵 P VI与主泵 P V 2在 当时正 常 的挤 压速度 下 ， 伺 服 阀 输 出显 示 均 为 2 5 ％ ； 故 障 时 ， 主泵 P V 1的伺 服阀 输 出在 电 脑 上 的 数字 显 示 值 和外 部 的 刻度显 示值高 达 1 0 0 ％ ， 主泵 P V 2的伺服 阀输 出正常 。 分析 判断 根 据 以上 检 查 结 果 ， 怀 疑 为 主 泵 P V I 的伺服 阀故障 。进行 拆卸 、 清洗后 正常 。 故 障解 释 固体 颗 粒 或 油 泥对 伺 服 阀 的 影 响 ， 会 使其 阀芯和阀套间的磨擦力加大 ， 这种磨擦将使伺服 阀的滞后增加 实际输出变小 ； 会加快滑动面的磨损 和节流棱边的磨损 ， 使内泄增大 ， 零点特性下降 在零 位上 下波动 ； 会 把 阀芯 卡 死 或 把节 流 器 堵 塞 造 成 事 故 输 出偏角一直为最大 。此例故障就是伺服 阀阀 芯卡 死或节 流器堵 塞造成 。 3 ． 3 由液压 阀引起 的压 力冲击 故障 如 图 3 故障现 象 自动 状 态下 主柱 塞 高速 前进 向前 进状 态转化 瞬间 ， 产 生较 大 冲击 和振 动 。 检查 结 果 系统 负载 中没 有 明显 引起 冲击 故 障 的 因素 。 分析判断 分析 主柱 塞顺 序 动作 液压 回路 ， 其 高速 前 进时为液压差动控制 回路 ， M、 T、 F阀同时得 电 ， 侧缸 前 、 后腔同时供油 ； 前进状态时， T阀失电、 而 M、 P 、 F阀 得 电。以冲击 故 障产 生 的机 理为 线 索 ， 考虑 可 能是 P 阀处换 向动作快 ， 导致 液流 速度 变化 过快 ， 引 起压 力 冲 击。调小 P阀处先导阀的节流开度 ， 故障消失。 故障解释 压力冲击 ， 是在系统 中液流方 向迅速 改 变或停止 时 ， 引 起 了液 流 速 度 的急 速 改 变 ， 这 时 在 流 动液体和 运动部 件惯 性 的作 用 下 ， 油 液 瞬 间被 高 度 压缩 而引起 。 3 ． 4 由液压 阀卡死产 生 的主柱塞 的动 作不正 常故 障 如 图 3 故 障现象 主柱塞 只能前 进 ， 不 能后退 。 检 查结果 主柱 塞返 回时 ， 电磁 铁 z l 、 z 2 、 T得 电 ， 电磁铁 D、 F失 电 ， 正 常 ； 用 压力 表测量 侧 缸有 杆腔 ， 压 力 高达 2 1 MP a 。 分析 判断 由以上 检查 结 果 分析 ， 有 两种 情 况 其 一 、侧缸无 杆腔无 法 回油 ， F阀锥 阀部分 引起 ； 其 二 、 因 侧缸 与主柱 塞连 接在一 起 ， 所 以 主柱 塞后 端无 法 回油 也 是造 成故 障 原 因 之 一 。第 1种 情 况 我们 手 动按 下 电磁阀 F试验按钮 ， F阀芯动作正常 ， 无卡死 ； 拆卸锥 阀 ， 也发 现 问题 。第 2种情 况 ， 手动 检 查 D 阀 ， 发 现 D 阀阀芯 卡死 ， 更 换后 故障 消失 。 故 障解释 D 阀 阀芯 卡 死 ， 使 其 执 行 元 件 脉 冲缸 无法 返 回 ， 填 充 阀处 于关 闭 状 态 ， 切 断 了 主缸 通 往油 箱 的油路 。 4 液压 系统故 障对挤压机及其工作的 影 响 当挤压机液压系统 出现故障时， 会给设备本身及 其工作带来以下不利影响 ； 对挤压机的工作过程产生 不利影响 ； 降低设备 的工作质量 ， 严重时可能使挤压 机无法正常工作； 使挤压机运行的效率、 经济性降低 ； 使 挤压 机 的使 用 寿命 大 大 缩 短 ， 甚 至 引起 挤 压 机 、 工 具 、 模具 的损坏 ， 严重 时 可 能 引起重 大 设备 、 人 身 安全 事故； 使挤压操作工人的操作条件恶化。 5 结束语 挤压 机 是 铝 型 材 生 产 的 必 备 设 备 ， 本 文 通 过 对 1 6 MN铝 型材挤 压 机 液 压 系统 进 行 深 入 的研 究 分 析 ， 并在实践中总结 了很多处理液压系统故障的经验 ， 以 帮助读者查 阅、 借鉴和采纳 ， 更好地解决挤压机液压 系统设 计 和使用 工作 中的 问题 。 参考文 献 [ 1 ][ 5 ] 官忠范． 液压传 动系统 [ M] ， 第 三版 ． 北京 机 械工业 出版社 ． 1 9 9 7 2 [ 2 ] 何存兴． 液压元件[ M] ．第 一版． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 8 l 1 4 [ 3] 李状云． 液 压元 件 与系 统 [ M] ． 第二 版． 北 京 机械 工业 出版 社 ， 2 0 0 5 1 9 [ 4 ] 雷 天 觉． 液压 工 程手 册 [ M] ． 第 一 版．北 京 机 械 工 业 出 版 社， 1 9 9 0 4 71 [ 6 ] 李兴 中， 陈启松， 朱福元， 液压设备管理手册 [ M] ． 上 海科学技术 出 版社 ． 1 9 9 6 1 7 7 Re s e a r c h a n d Ap pl i c a t i on o f Hy d r a u l i c Sy s t e m i n 1 6 MN Ex t r u s i o n Pr e s s LI N Hu i f a F u j i a n Na n p i n g Al u mi n u m C o ． ， L t d ． ， Na n p i n g， F u j i a n ，3 5 3 0 0 0， C h i n a Ab s t r a c t T h r o u g h p r a c t i c e e x p lo r a t i o n，t h e h y d r a u l ic s y s t e m o f 1 6 MN e x t r u s io n p r e s s wa s a n a l y z e d a n d r e s e a r c h e d d e e p l y in t h e paper ． Ke ywor dsex t r usion pr e ss；h ydr au l i c s ys t em ；hy dr aul ic mal f unc t ion