法國(guó)SOLIOS成型機(jī)重錘液壓回路故障分析

王鐵軍

作者通聯(lián)：中國(guó)鋁業(yè)青海分公司炭素廠 西寧市寧張公路28公里處 810108

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一、前言

成型機(jī)的重錘調(diào)速控制回路是整個(gè)液壓系統(tǒng)的核心部分，主要調(diào)節(jié)重錘下降速度。重錘速度的變化為整個(gè)工序高效平穩(wěn)運(yùn)行提供保證，一旦成型機(jī)重錘調(diào)速回路出現(xiàn)問題會(huì)直接影響成型機(jī)的運(yùn)行。

二、成型機(jī)重錘調(diào)速控制液壓回路

1.成型機(jī)重錘調(diào)速控制液壓系統(tǒng)工作原理（圖1）

重錘油缸上升時(shí)，電磁線圈a得電，電液換向閥切換至左工位，進(jìn)油路：P進(jìn)油→電磁比例調(diào)速閥→電液換向閥左工位→平衡閥→液壓缸有桿腔；回油路；液壓缸無桿腔→電液換向閥左工位→T回油。

電磁比例調(diào)速閥，對(duì)進(jìn)入液壓缸有桿腔的液壓流量連續(xù)的控制和調(diào)節(jié)。當(dāng)重錘上升到位后，感應(yīng)限位發(fā)出一個(gè)電信號(hào)，電液換向閥的電磁線圈a及電磁比例調(diào)速閥失電。

重錘油缸下降時(shí)，進(jìn)油路：P進(jìn)油→電磁比例調(diào)速閥→電液換向閥右工位→液壓缸無桿腔；回油路：液壓缸有桿腔→平衡閥→電液換向閥右工位（此時(shí)液壓油不回油箱，進(jìn)入液壓缸無桿腔）。

電磁比例調(diào)速閥，對(duì)進(jìn)入液壓缸有桿腔的液壓流量連續(xù)的控制和調(diào)節(jié)。當(dāng)重錘下降到位后，感應(yīng)限位發(fā)出一個(gè)電信號(hào)，電液換向閥的電磁線圈a及電磁比例調(diào)速閥失電。

2.液壓系統(tǒng)分析

（1）系統(tǒng)調(diào)速控制的實(shí)現(xiàn)。液壓回路使用的比例放大器是由帶位置反饋的比例閥電磁數(shù)字式比例放大器VT-VRPD-1和比例調(diào)速閥2FRE 16-4X/160LK4M，來實(shí)現(xiàn)重錘速度變化控制的。

重錘下降時(shí)：重錘在下降的過程中速度發(fā)生了三次變化，開始是100%的速度，感應(yīng)第一個(gè)限位后，速度降低到75%，感應(yīng)到第二個(gè)限位后，速度降低到25%，感應(yīng)到第三個(gè)限位，重錘下降停止。

（2）重錘調(diào)速控制原理圖（圖2）。當(dāng)感應(yīng)到下降過程中的任何一個(gè)限位時(shí)，限位對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓值（這是提前在比例放大器中設(shè)定好的）通過比例放大器轉(zhuǎn)換為電流值，電流值的變化使電磁線圈的吸力變化從而改變比例閥的流量值，最終改變液壓缸的速度。同時(shí)通過對(duì)比設(shè)定電壓值和輸入電壓值之間的差值不斷調(diào)整，以達(dá)到動(dòng)態(tài)糾錯(cuò)和精調(diào)。

3.實(shí)現(xiàn)重錘在下降過程中的平衡控制

為防止立置液壓缸的工作部件由于自重超速下降，即重錘油缸在下將過程中由于速度超過液壓泵供油所能達(dá)到的速度而使油缸無桿腔出現(xiàn)真空，并使重錘油缸在任意位置上鎖緊。平衡回路的作用就是在立置液壓缸的下行回路上串聯(lián)一個(gè)產(chǎn)生適當(dāng)背壓的原件，以便于重錘自重平衡，起到限速作用。

如圖3所示，重錘油缸在下降過程中，液壓油進(jìn)入油缸的無桿腔，液壓油從油缸有桿腔回油，通過平衡閥從B→A回油。當(dāng)重錘油缸下降過快時(shí)，下降速度超過油泵的供油速度，使油缸無桿腔產(chǎn)生真空，從而使X口處的壓力低于開啟壓力，從而導(dǎo)致平衡閥關(guān)閉重錘油缸停止下降，當(dāng)油缸無桿腔的油液補(bǔ)足后壓力超過X口處的開啟壓力，重錘油缸又開始下降。這個(gè)過程在重錘油缸下降的過程中不斷反復(fù)的出現(xiàn)，所以說重錘的平衡回路是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡回路。

三、液壓系統(tǒng)故障處理

1.當(dāng)重錘油缸調(diào)速控制出現(xiàn)問題

圖4是比例調(diào)速閥2FRE 16-4X/160LK4M，具有二通功能，按照提供的電信號(hào)值輸出對(duì)壓力和對(duì)溫度有很大程度補(bǔ)償?shù)南鄳?yīng)流量。應(yīng)用的設(shè)定值通過放大器以及比例電磁鐵調(diào)節(jié)檢測(cè)節(jié)流器。檢測(cè)節(jié)流器的位置由位移傳感器測(cè)得，與設(shè)定值的任何偏差通過反饋控制來補(bǔ)償。

（1）帶感應(yīng)式位移傳感器的比例電磁鐵故障。由于插頭組件的接線老化、接觸不良以及電磁鐵引線的脫落，導(dǎo)致比例電磁鐵不能正常工作。此時(shí)可用電流表檢測(cè)，如電阻值為無限大，說明插座有問題，可更換新的或修復(fù)。

（2）線圈組件的故障。線圈老化、線圈燒毀、線圈內(nèi)部斷線都會(huì)造成線圈升溫過大，導(dǎo)致電磁鐵的輸出力不夠，使比例電磁閥不能正常工作，此時(shí)只能更換新的線圈組件。

（3）比例放大器VT-VRPD-1故障，導(dǎo)致比例電磁不能工作。此時(shí)檢查放大器電路的各個(gè)電器元件，從而消除比例放大器的故障。

（4）比例放大器和電磁鐵之間的連線斷裂開或放大器接線端子接線脫開，使比例電磁鐵不能工作。

2.重錘油缸停位不準(zhǔn)確或下滑

參照?qǐng)D1，當(dāng)電液換向閥處于中位時(shí)，重錘油缸的活塞可停止在任何位置，但實(shí)際情況是當(dāng)電磁閥收到信號(hào)后，重錘油缸活塞要下滑一段距離后才能停止，即出現(xiàn)停止位置不準(zhǔn)確問題，這一故障的原因可從兩方面解釋。

（1）停位電信號(hào)在控制電路中傳遞的時(shí)間為T1電，電磁閥的換向時(shí)間T2，信號(hào)發(fā)出后要經(jīng)過一定延遲時(shí)間T=T1+T2時(shí)間（0.2～0.3s）和缸位移 S=ΔTV缸的距離（50～70mm）后，油缸才能停止到位，V缸為油缸的運(yùn)動(dòng)速度。

（2）從油路分析，出現(xiàn)下滑說明油缸有桿腔的液壓油在停位信號(hào)發(fā)出后還繼續(xù)回油。當(dāng)油缸瞬時(shí)停止和電液換向閥瞬時(shí)關(guān)閉時(shí)，液壓油產(chǎn)生沖擊，負(fù)載的慣性也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沖擊，兩者之和使油缸有桿腔產(chǎn)生的總沖擊壓力遠(yuǎn)大于平衡閥的調(diào)定壓力值，從而打開了平衡閥的單向閥，而如果此時(shí)電液換向閥的停止位置密封出現(xiàn)泄漏時(shí)，液壓油就會(huì)通過換向閥回油箱。只有當(dāng)沖擊壓力降為平衡閥的調(diào)定壓力值時(shí)油缸才停止。油缸有桿腔的液壓油減少，油缸必然無法準(zhǔn)確定位。

解決辦法。檢查控制電路的各元器件的動(dòng)作靈敏度，盡力縮短延遲時(shí)間T。更換或修復(fù)電液換向閥，保證換向閥在中間位時(shí)，能夠?qū)⒂头庾?，保證油缸有桿腔的油液無處可泄。如果出現(xiàn)油缸定位不準(zhǔn)確的情況，就說明油缸有桿腔的油液泄漏了，解決問題的關(guān)鍵就是防止泄漏。

3.重錘油缸停止或液壓系統(tǒng)停機(jī)后油缸緩慢下滑

參照?qǐng)D1，重錘油缸停止或液壓系統(tǒng)停機(jī)后，電液換向閥在中間位置，此時(shí)出現(xiàn)油缸下滑，說明油缸有桿腔的油液有泄漏，這種泄漏分為內(nèi)泄和外泄兩種情況。

（1）內(nèi)泄。重錘油缸有桿腔的油液往無桿腔去就是油缸的內(nèi)泄，可能是活塞上的密封老化或破損，最嚴(yán)重的是油缸內(nèi)部有拉傷。解決的辦法是將油缸拆開檢查，如果是密封老化或破損更換密封就可，如果油缸拉傷就需要找專業(yè)的修缸廠家進(jìn)行修理。

（2）外泄。油缸的拉缸密封出現(xiàn)老化或破損，連接油缸有桿腔的液壓油管和閥出現(xiàn)泄漏。解決辦法是拆開油缸更換油缸的拉桿密封，檢查連接油管，看是油管密封老化還是油管松動(dòng)或破損；檢查電液換向閥看是否出現(xiàn)密封老化、彈簧失效和閥芯磨損問題，從而更換相應(yīng)的部件或換新閥。

4.重錘油缸在下降過程中產(chǎn)生超速下滑現(xiàn)象

如果出現(xiàn)這一問題，只能說明平衡閥有問題。平衡閥型號(hào)FD32KA21/B06V-006，圖5所示是平衡閥示意圖。該閥是用來防止重錘油缸在下降過程中由于重錘自重而引起的超速下降的，平衡閥由節(jié)流閥+單向閥+壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)組成，該閥出現(xiàn)問題，可參照節(jié)流閥、單向閥和壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的故障進(jìn)行處理。由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且在系統(tǒng)中起到安全作用，一般出現(xiàn)故障之前就應(yīng)該更換新閥。

5.重錘油缸無法提升

參照?qǐng)D1，重錘油缸上升時(shí)，電磁線圈a得電，電液換向閥切換至左工位，重錘油缸無法提升有以下幾種情況。

（1）重錘油缸內(nèi)泄。重錘提升時(shí)，有桿腔的壓力大于無桿腔的壓力，如果此時(shí)活塞封已經(jīng)磨損，壓力油會(huì)進(jìn)入無桿腔，從而導(dǎo)致重錘無法提升。通過測(cè)量有桿腔的壓力和無桿腔的壓力可以判斷是否內(nèi)泄。處理措施只能是更換活塞封或換新的油缸。

（2）系統(tǒng)壓力不足。當(dāng)液壓系統(tǒng)所供的壓力無法達(dá)到重錘上升的壓力值時(shí)，重錘油缸是無法動(dòng)作的。處理措施，調(diào)節(jié)向?qū)揭缌鏖y使重錘回路的壓力達(dá)到上升壓力值。

（3）系統(tǒng)液壓油的流量不夠：當(dāng)系統(tǒng)的壓力值已達(dá)到上升壓力值時(shí)，重錘仍然無法動(dòng)作，可打開球閥使液壓油直接從旁路流通，斷接電磁比例調(diào)速閥，從而驗(yàn)證電磁比例調(diào)速閥是否損壞。如果重錘油缸能提升，說明電磁比例調(diào)速閥損壞，反之說明電磁比例閥正常。

（4）機(jī)械卡死。當(dāng)重錘油缸的壓力值已達(dá)到上升壓力值、流量也正常，重錘油缸仍然無法動(dòng)作，可以通過將重錘油缸和重錘聯(lián)接脫開的辦法來驗(yàn)證重錘與模具是否卡死，或直接通過提升裝置將重錘平穩(wěn)而緩慢的抬升，當(dāng)重錘與模具完全脫開后，啟動(dòng)液壓裝置將重錘升到位，用安全裝置將重錘固定好，檢查機(jī)械卡死的部位。當(dāng)重錘的導(dǎo)向和定位裝置完好的情況下，機(jī)械卡死多是由于重錘和模具上粘料后沒有及時(shí)清理所致。當(dāng)重錘的導(dǎo)向和定位裝置有問題時(shí)，多是因?yàn)槎ㄎ徊粶?zhǔn)，此時(shí)就需要重新調(diào)節(jié)重錘的導(dǎo)向和定位裝置，使之達(dá)到正常間隙。 W13.01-12