冲孔液压机液压系统的技术改造.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 0年 第1 1期 冲孔液压机液压系统的技术改造 马春祥 沈艳 宾 1 、 秦皇岛戴卡兴龙轮毂有限公司， 河北秦皇岛0 6 6 0 0 0 ； 2 、 海湾安全技术有限公司， 河北秦皇岛0 6 6 0 0 0 摘要 本文通过对冲孑 L 液压 机的主液压缸结构及其 液压系统进行分析 ， 找 出主缸下腔进油 日产生 裂纹并导致漏油的原因， 并对其 液 压系统进行技术改造 。避免了类似故障导致停产。 关键词 冲孔液压机 ； 恒压变量泵 ； 主液压缸 ； 平衡阀 ； 直动式 溢流 阀 中图分类号 T H1 3 7 ． 9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 0 1 l 一 0 0 3 4 0 2 An Te c hn o l o g y I n n no v a t i o n f o r Pu n c h i n g Hy d r a u l i c S y s t e m MA Chu n- x i a n g j SHEN Ya h- bi n 1 、 D i c a s t a l X i n g l o n g F o r g e d Wh e e l C o ． ， L t d ．Q i n h u a n g d a o， 0 6 6 0 0 0，C h i n a ； 2 、 G u l f S e c u r i t y T e c h n o l o g y C o ． ， L t d ．Q i n h u a n g d a o 0 6 6 0 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t T h r o u g h a n a n a l y s i s a b o u t t h e ma i n c y l i n d e r s t r u c t u r e o f p u n c h i n g h y d r a u l i c p r e s s a n d i t s h y d r a u l i c i n t h i s a r t i c l e ， t h e l a s o n o f t u r e h a p p e n i n t h e l o we r p a r t o f t u b e i n a n o i l i n l e t a n d o i l l e a k i n g W a S f o u n d ，S O we h a v e c a r r i e d o u t a t e c h n i c a l i mp r o v e me n t t o i t s hy d r a u l i c s y s t e m t h us t h i s ki n d o f a c ci d e n t t h a t c o ul d b e e a us e d p r o d uc t i o n s t o p e Wa S a v o i d e d． Ke y Wo r d s p u n c h i n g h y d r a u l i c p r e s s ； c o n s t a n t p r e s s u r e v a r i a t i o n p u mp ； ma i n c y l i n d e r ； b ala n c e v a l v e； h o r i z o n t a l mo v e me n t r e l i c f v a l v e U 日 lJ吾 我公司的产品为铸造铝合金汽车轮毂 ．在铸造轮 毂 毛坯后 需要 在轮 毂 中心加 工 出 中心孔 ，中心孔 直径 为 5 0 m m， 加工设备为冲孔液压机 ， 在使用半年后经常 出现主液压缸下端面法兰联接螺栓断裂 ，厂家来人也 没有分析出具体原 因， 只是更换 了断裂的螺栓 ， 再使用 两个 月后 液 压 缸下 腔 进 油 口突然 出现 裂 纹 导致 漏 油 。 经过我们分析应该是液压系统出现问题 ，导致液压缸 下腔背压太大 ，引起液压缸下端面法兰联接螺栓断裂 和主工作液压缸下腔进油口出现裂纹导致漏油 ，下面 就 冲孔 液压 机液 压 系统 、液 压缸 结构 及改 造过 程 做 以 下论述 。 收稿 日期 2 0 1 0 0 5 2 0 作者简介 马春祥 1 9 6 6 一 ， 男 ， 工程师 ， 出生于河北省抚 宁县 ， 1 9 8 9年 毕 业于河北机电学院 现河北科技大学 流体传动及控制专业 ， 毕业至今一 直从事机械液压设备维护管理工作 。 一 ” 一 一 - - -- - - - 参 考 文 献 【 l 】 韩鸿 鸾， 荣维芝． 数控机床 的结构 与维修[ M】 ． 北京 机械工业 出版 社 ． 2 0 0 8 ． 【 2 】 夏庆观， 李列， 常家东． 数控机床故障诊断与维修[ M1 ． 北京 高 等教 育 出版 社 ． 2 0 0 9 ． 【 3 】 李异河， 丁 问司， 孙海平． 液压与气动技术【 M】 ． 北京 国防工业 出版 社 ． 2 0 0 6 ． 1 机器工作原理及结构简介 图 1 为冲孔液压机液压系统原理图、 液压缸结构。 本设备液压 系统主要有 主液压缸 、 液压泵站 、 控 制 回路 。主 液压 缸 由夹 紧液压 缸 、 快 速缸 、 主工 作液 压 缸组合成一体。 液压泵采用恒压变量泵。 主工作液压缸 下腔进油 口直接在缸体上加工螺纹 ， 以联接进油管。 工作原理是采用冲剪切原理 ，将轮毂毛坯置于下 凹模上 ， 用液压缸带动凸模 ， 将轮毂中心的浇 口冲掉。 首先 6 D T得电 。压力油通过电磁阀 1到达快速液 压缸 ， 同时压力油打开平衡阀， 使主工作液压缸下腔排 油 ， 主工作液压缸上腔通过充液阀从油箱内吸油 。 以达 到快 速下行 。 当达到一定位置 ， 通过行程开关给出信号 。 使 4 D T 得电 ， 压力油进入主工作液压缸上腔 。 这时主工作液压 缸 上腔 和快速 液压缸 同时进 入压 力油 ， 达 到慢速 下行 。 - 一 - 一 一 - - 一 - 一 十一 ． - p - - 【 4 】 张哲． 探讨机床 液压系统 的维护 与保养[ J 】 ． 液压气 动与密封， 2 0 0 9 4 ． [ 5 1 韩 宝菊． 液压系统故 障诊断技术 的研究 [J 】 ． 液压气动与密封， 2 0 0 9 5 ． [ 6 】 杜来林． 液压 与气 动技术f M 】 ． 北京 北京大学出版社， 2 0 0 6 ． 【 7 】 徐 小 东． 液 压与 气动 应用 技术【 M 】 ． 北 京 电子工业 出版 社， 20 0 9 平衡阀内部结构图， 如图 2所示。 图 1 改 造 前 冲孔 液 压 机 液 压 原 理 图 、 液 压 缸 结 构 2 故 障现象 、 分析 冲孔 液压 机 工 作几 个 月后 ．经 常 出现 主工 作 液 压 缸下 端面 法 兰联 接 螺栓 断裂 ，经 过 厂家 技 术人 员 到 现 场检查分析 ． 也没有找到故障原因 ， 每次只是更换法兰 联接 螺栓 ． 又 经过 几 个月 ， 突然 出现 主工 作 液压 缸 下 腔 进油 口大 量 喷油 ， 经 过检 查 ， 发 现 进 油 口周 围 出现 一 条 裂纹 ． 裂纹贯穿缸体壁厚。 由于产生主工作液压缸下端面法兰联接螺栓断裂 和液 压缸 下 腔进 油 口喷油 现象 ．我 们初 步 判 断是 主 工 作液 压缸 下 腔油 压 高 引起 的 ，经 过 对裂 纹 部 分焊 接 加 工 ，当机器工作过程中，我们对主工作液压缸下腔测 压 ，当正 常 工作 时 ，发 现 液 压缸 上 行 时 压 力 只 有 3 ～ 4 MP a ， 快速下行时压力只有 1 ～ 2 MP a ， 这都在正常工作 的压 力 范 围 内 ， 而 快转 慢 下行 时 有 时 瞬 间超 过 3 0 MP a ， 这种现象非常异常 。 通过 计 算 主工 作 液压 缸上 、 下 腔 的面 积 ， 主 工作 液 压缸 内径 3 2 0 m m， 活 塞杆 直径 2 8 0 m m， 上腔 面积 是下 腔 面积的 4 ． 3 倍 。 经过 分 析 液压 系 统原 理 图 。发 现 主工 作 液 压缸 下 腔 回油没有安全溢流阀 ，通过回油产生高压可以判断 平 衡 阀没有 打 开 ， 当我 们拆 开平 衡 阀 ， 发 现控 制 弹簧 丝 径 6 ． 5 mm． 弹 簧 刚度 非常 大 。 当下 行 快转 慢 的时 候 ， 由 于主工 作 液压 缸 上腔 瞬 间供 油 增加 ，使 用 的是 恒压 变 量 泵 ， 系统 又 没 有 蓄 能器 ， 导 致 供 油 压 力 瞬 间 降低 ， 平 衡 阀关 闭 ， 主工 作 液压 缸 下腔 无 处 排油 ， 因 为液 压缸 上 下 腔面 积 比较 大 ． 因此下 腔 油压 瞬 间超过 3 0 MP a ， 由于 设 备是 2 4 h连续 工 作 ，液 压 缸 长 时 间在这 种 工 况下 工 作 ． 而且 液 压缸 下 腔油 口直接 在 缸 体上 加 工 螺纹 ， 因此 导 致油 口周 围 出现 一条 裂纹 。 图 2半 衡 内邵 结 构 图 3 技术改造方案及实施 第一 ， 针对 主工作液 压缸下腔 回油没有安全 溢流阀 ， 我们选择北京华德直动式溢流阀 D B D H1 O C 1 0 B ／ l 0 0 ／ 2 ， 将 溢流阀安装在平衡 阀与液压缸之问的管道上 ．将溢流 阀调至 5 MP a ． 这样 当平衡阀出现故障不能打开或 6 D T 不 得 电引起 平 衡 阀没 有 控 制油 时 液压 缸 下腔 可 以通 过 溢 流 阀溢 流 回油 ，由于 溢 流 阀压 力 已经 调至 5 MP a ， 因 此液压缸下腔就不会产生高压。 第二 ，平衡阀可 以通过主阀芯的开 口度来控制液 压缸的下行速度．主阀芯的开 I 3 度是由 x 口控制油的 压力大小来控制 ，由于本系统 的控制油有时会瞬间降 低 ， 控制 弹 簧的丝 径 为 6 ． 5 mm， 控制 弹簧 的 刚度较 大 ， 较 低 的控 制 油 不能 打 开 主 阀芯 ， 因此 ， 当液 压 缸快 转慢 下 行瞬时平衡阀不能开启 ． 为了解决这个问题 ， 我们反复 试验， 最终选定钢丝直径为 4 mm的控制弹簧较为合适 ， 由于 液压 缸 下行 回路有 单 向节 流 阀 ，可 以调 节 液 压缸 的下行速度 ，这样既保证 了液压缸下腔不会产生大的 背 压 ， 又保 证 了液压 缸下行 速 度 的可调 节 。 4 结论 对 冲 孔 液 压机 液 压 原 理 进 行 改 造 后 运 行 6个 月 。 设 备 运转 正 常 ，没 有 主液 压 缸下 端 面法 兰 联接 螺 栓 断 裂 情况 ， 提 高 了生产 效率 。 参 考 文 献 【 1 】 王文斌 主编． 机械设计 手册【 M 】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 5． f 2 1 张 德 民． 液 压平衡 回路 应 用实 例分 析f J 】 ． 液 压气 动与 密封 ， 20 07 6 ． [ 3 ] 路 甬祥 ． 液 压 气 动 技术 手册 l M】 ． 北 京 机械 工 业 出版 社 ， 2 0 0 3 ． f 4 1 冯 国光 ．F D平衡 阀在 变 载机构 中 的应 用【 J J ． 上 海冶 金设计 ， 1 9 9 9 1 ． I 5 】 彭勇． F D型平衡阀工作原理叫． 建设机械技术与管理， 2 0 0 2 7 ． 【 6 】 黄志坚． 液压故障诊断的思路化整 为零和层层深入[ J 】 ． 液 压气动 与密封。 2 0 0 9 3 ． 『 7 1 刘芳． 压力机液压过载保护装置的正确选用[ J 】 ． 液压气 动与密 35