MB4225-160A型半自動立式珩磨機(jī)的維修與改進(jìn)

楊曉宇

（河北省地礦局第一地質(zhì)大隊，河北邯鄲 056001）

0 引言

珩磨機(jī)是利用珩磨頭珩磨工件精加工表面的一種磨床，主要用于液壓件、汽車、軸承等制造業(yè)中珩磨工件的內(nèi)孔。其加工精度能達(dá)到IT7-4 級，是加工精度很高的一種設(shè)備。河北省地礦局第一地質(zhì)大隊于20 世紀(jì)90 年代引進(jìn)了一臺MB4225-160A 型半自動立式珩磨機(jī)，其液壓系統(tǒng)功能分支由5 部分組成（圖1）。

（1）主軸箱支路。由定量泵往手動變量軸向柱塞馬達(dá)供油，系統(tǒng)工作壓力由溢流閥3 調(diào)定，馬達(dá)帶動齒輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過主軸箱內(nèi)圓柱齒輪副變速可得到2 個轉(zhuǎn)速范圍。

（2）動力油缸支路。動力油缸是一個差動油缸，油缸固定在立柱上，油缸的活塞桿與主軸箱箱體連接，用來帶動主軸箱進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動。

圖1 MB4225-160A 型半自動立式珩磨機(jī)其液壓系統(tǒng)功能

（3）磨頭漲縮機(jī)構(gòu)：①只要液壓泵啟動或者換向閥YV9 失電、YV10 得電且YV7 和YV6 失電的情況下磨頭處于收縮狀態(tài)；②磨頭漲設(shè)有高壓漲和低壓漲2 種狀態(tài)，YV9 得電、YV10失電的情況下處于低壓漲，YV9 失電、YV10 得電時處于高壓漲狀態(tài)，這由高低壓漲旋鈕控制。

（4）磨頭對尺機(jī)構(gòu)。珩磨機(jī)磨頭對尺時，當(dāng)電磁換向閥YV9得電、YV10 失電時漲縮桿快速下移5 mm。進(jìn)給螺母隨漲縮桿下移5 mm，觸碰到行程開關(guān)SQ8，使行程開關(guān)閉合。同時，YV7得電、YV6 失電，使液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，帶動進(jìn)給螺母正轉(zhuǎn)（螺母正轉(zhuǎn)如果漲縮桿不動，螺母會向上移動），開始進(jìn)給運(yùn)動。由于此時漲縮桿一直處于向下運(yùn)動狀態(tài)，進(jìn)給螺母仍在下端位旋轉(zhuǎn)。當(dāng)珩磨油石漲到工件孔壁時，漲縮桿停止下移。這時液壓馬達(dá)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，使螺母上升，螺母離開下端面，出現(xiàn)了間隙從而使行程開關(guān)SQ8 斷開。YV7 失電，磨頭漲停止。這時通過電器控制YV6 通電，液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)。進(jìn)給螺母快速下移到下端工作位置上，保證磨頭處于定速進(jìn)給狀態(tài)。YV6 通電時間長短由時間繼電器KT5調(diào)定。馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動后，按下控制按鈕使YV9 失電、YV10 失電時，漲縮桿快速退回5 mm，磨頭對尺寸完成。

（5）滑臺移動油缸支路。由三位四通電磁換向閥來控制滑臺的左右移動：YV4 得電，滑臺油缸差動連接，使滑臺向右移動；YV5 得電，滑臺向左移動。

1 設(shè)備故障與維修

1.1 使用過程中珩磨機(jī)出現(xiàn)動力油缸無法上下移動，導(dǎo)致無法工作的現(xiàn)象

原因分析：出現(xiàn)問題后，在檢查電路方面沒有任何故障的情況下，將故障判斷的重點放到液壓系統(tǒng)。電機(jī)啟動后，帶動雙聯(lián)葉片泵給系統(tǒng)供油。一個油泵主要為滑臺油缸，磨頭漲縮機(jī)構(gòu)，磨頭對尺機(jī)構(gòu)供油，間接通過調(diào)速閥影響動力油缸上下運(yùn)動的速度。但是它僅僅起到調(diào)速的作用并不是使動力油缸失去動力的原因。另一個泵正常啟動后，給二位兩通電磁換向閥YV1通電，系統(tǒng)壓力由溢流閥YV9 調(diào)定。液壓油經(jīng)過調(diào)速閥，兩位四通液控?fù)Q向閥進(jìn)入動力油缸上腔，而液壓油回油經(jīng)動力油缸下腔通過液控單向閥，直控平衡閥回油箱使動力油缸向下運(yùn)動。當(dāng)需要動力油缸向上移動時，按鈕控制使YV2 得電，液控?fù)Q向閥換向，壓力油進(jìn)入動力油缸下腔，上腔回油?，F(xiàn)在的情況是其他的功能支路動作正常，而且油泵沒有損壞的情況下，懷疑是動力油缸主油路堵塞，也就是很可能液控?fù)Q向閥出現(xiàn)問題導(dǎo)致動力油缸無法換向和移動。

故障處理：停機(jī)后，讓操作人員取下液控?fù)Q向閥，拆開閥芯，發(fā)現(xiàn)果然閥芯卡死無法移動，油路堵塞。經(jīng)清洗處理后，裝入閥芯并推動閥芯，閥芯能夠在閥塊內(nèi)正常移動。重新把液控?fù)Q向閥安裝到設(shè)備上后，啟動立珩，立珩動力油缸可以上下移動，設(shè)備故障問題得到解決。

1.2 主軸箱支路帶動主軸旋轉(zhuǎn)時，主軸旋轉(zhuǎn)速度不穩(wěn)定

分析原因：當(dāng)啟動設(shè)備后由于主軸箱油路單獨(dú)由一個柱塞油泵供油，而且與其他油路不存在控制關(guān)系。我們只對主軸箱油路分析即可。泵工作后，電磁換向閥YV11 不通電時，溢流閥控制油路直接接油箱導(dǎo)致液壓油經(jīng)過溢流閥卸荷，柱塞馬達(dá)不動作。電磁換向閥YV11 得電后，溢流閥控制油路不通油，這時溢流閥主閥調(diào)定的壓力就是主軸箱支路系統(tǒng)的工作壓力。油液經(jīng)單向閥進(jìn)入液壓馬達(dá)帶動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。

故障處理：油路比較簡單，開始時認(rèn)為是柱塞馬達(dá)損壞導(dǎo)致主軸旋轉(zhuǎn)速度時快時慢，換了一個柱塞馬達(dá)后，啟動設(shè)備但是故障并沒有得到解決。再看壓力表時，壓力表顯示系統(tǒng)壓力正常。在找不到其他油路問題的情況下，偶然發(fā)現(xiàn)壓力表表針有間歇頓挫的現(xiàn)象，判斷可能是柱塞油泵出現(xiàn)問題。當(dāng)換了一個柱塞油泵，啟動后設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。分析可能是柱塞油泵里面的柱塞出現(xiàn)問題。在其他設(shè)備故障維修中也出現(xiàn)過這樣的問題，所以要提醒一下，壓力表是直觀判斷系統(tǒng)壓力故障的工具，大部分時候操作人員對其不夠重視，有些設(shè)備甚至摘除了壓力表，給維修的判斷增加了難度。

1.3 葉片式液壓馬達(dá)不轉(zhuǎn)動，伸縮桿無法移動，磨頭對尺寸無法完成

原因分析：出現(xiàn)問題后，對設(shè)備進(jìn)行了認(rèn)真檢查。設(shè)備啟動后其他動作回路運(yùn)轉(zhuǎn)正常，同時溢流閥11、溢流閥9 旁邊接的壓力表顯示設(shè)備壓力正常。初步認(rèn)為故障可能不是由液壓系統(tǒng)造成的，液壓馬達(dá)出現(xiàn)故障前也沒有出現(xiàn)過損壞現(xiàn)象，暫時先排除機(jī)械方面的原因。那么，問題可能出現(xiàn)在電器控制方面。

故障處理：對系統(tǒng)電路控制部分進(jìn)行了排查。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磨頭對尺旋鈕SA4 時，主電路中間繼電器KA6 線圈得電，使控制電路KA6 觸點閉合，電磁換向閥YV9 得電，漲縮油缸向下運(yùn)動。觸碰到行程開關(guān)SQ8，使行程開關(guān)閉合。行程開關(guān)閉合使繼電器KA14 線圈得電，KA14 觸點閉合，KA13 導(dǎo)通，使電磁換向閥YV7 得電換向，液壓油經(jīng)過單向調(diào)速閥，進(jìn)入葉片式液壓馬達(dá)，使馬達(dá)轉(zhuǎn)動。在實際排查中發(fā)現(xiàn)旋鈕SA4 旋轉(zhuǎn)后，應(yīng)該使兩路觸點閉合導(dǎo)通，而實際只有一路導(dǎo)通，使電磁換向閥YV7 不得電換向。液壓馬達(dá)不轉(zhuǎn)動。在取下旋鈕測量后，發(fā)現(xiàn)旋鈕出現(xiàn)故障，更換后問題得到解決。筆者多年維修經(jīng)驗認(rèn)為電器故障排查起來非常繁瑣，控制回路繼電器分支很多，需要一路一路地耐心推導(dǎo)，把電器動作順序搞清楚為維修提供了方便。

2 立式珩磨機(jī)工裝的改進(jìn)

經(jīng)過對該立式珩磨機(jī)的長期觀察，由于珩磨頭在加工液壓缸缸筒時起到?jīng)Q定性的作用，珩磨頭珩磨效率和穩(wěn)定性直接影響珩磨的質(zhì)量。針對原設(shè)備在實際生產(chǎn)過程中存在一些不足，對珩磨頭進(jìn)行了如下改進(jìn)。

2.1 彈性空間的建立

原設(shè)備珩磨頭連接桿是一體式設(shè)計的，在實際使用過程中壓力直接作用在連接桿上，其缺點在于珩磨壓力大小不穩(wěn)定，在復(fù)變壓力的持續(xù)性作用下，壓力直接傳導(dǎo)到珩磨頭上導(dǎo)致珩磨頭磨損加劇，使珩磨立軸與連桿連接處產(chǎn)生較大的間隙，有時在壓力不太大的情況下出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。降低了生產(chǎn)效率。經(jīng)過一段時間的摸索，在連接桿與珩磨立軸之間引入連接套裝置并在套內(nèi)加入了穩(wěn)壓彈簧，把立軸與連接桿之間的間隙壓縮到5 mm 之內(nèi)，使彈簧產(chǎn)生預(yù)緊力。在彈簧預(yù)緊力的作用下可以有效抵消復(fù)變的磨削壓力帶來的沖擊。即當(dāng)磨削力過大時，用彈簧的推力來抵消過高的壓力。當(dāng)磨削壓力不足時，借助彈簧的拉力來彌補(bǔ)。這樣可以使磨削壓力有效的穩(wěn)定在某一范圍之內(nèi)，起到了平衡壓力的作用。通過這樣的改進(jìn)，珩磨立軸與連桿之間始終保持穩(wěn)定，珩磨頭處于最佳的磨削壓力范圍內(nèi)，因此可以顯著提高效率。

2.2 萬向節(jié)的改進(jìn)

原機(jī)萬向節(jié)為球體—鋼珠式結(jié)構(gòu)，即在球體上均布4 個直徑鋼珠大小的半圓形凹槽，鋼珠固定在凹槽內(nèi)與珩磨頭內(nèi)孔壁接觸。這種結(jié)構(gòu)下鋼珠受力面積很小，屬于點接觸，在較大扭力的作用下容易損壞，而且這種設(shè)計對萬向節(jié)的材質(zhì)提出較高要求。與實際操作人員共同探討，從內(nèi)六方扳手?jǐn)Q內(nèi)六角螺絲的過程中得到啟發(fā)，將原來球體—鋼珠式結(jié)構(gòu)改為內(nèi)六方體與球體六方弧面的連接結(jié)構(gòu)方式。這樣大大提高了萬向節(jié)的受力面積，而且其本身要求的轉(zhuǎn)向靈活性又不受影響，即使采用普通的45#鋼材料，也能保持很長的使用壽命，從而降低了制造成本。

2.3 磨頭與連桿連接處的改進(jìn)

原設(shè)備設(shè)計為軸套、插銷分體式結(jié)構(gòu)，在實際使用過程中運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定、容易損壞，這也是長期使用過程中出現(xiàn)故障最多的地方。將其改進(jìn)為一體式結(jié)構(gòu)形式后，不僅保證了運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，又能有效避免長期的維修、維護(hù)。

經(jīng)過對上述珩磨機(jī)工裝的改進(jìn)，液壓缸筒的效率有了很大提升，并降低了維修率，節(jié)約使用成本。

3 結(jié)束語

MB4225-160A 型半自動立式珩磨機(jī)設(shè)備比較復(fù)雜，認(rèn)真分析其工作原理。通過對生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行合理化判斷、系統(tǒng)總結(jié)解決方法，可在很大程度上提高技術(shù)人員的技能水平，從而減少設(shè)備故障發(fā)生次數(shù)，節(jié)約維修成本，大大提高了生產(chǎn)效率。