Y27-315薄板拉伸液壓機(jī)滑塊自行下落故障分析及問題解決

■ 陜西重型汽車有限公司 （西安 710200） 鄧呈峰 李紅興 何 琪 曹婉蘊(yùn) 薛永科

摘要：Y27-315薄板拉伸液壓機(jī)在使用過程中出現(xiàn)了油壓機(jī)上滑塊下落故障。本文通過對(duì)液壓機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖分析，找出影響上滑塊下落的的故障元件DBD溢流閥失效是設(shè)備故障根本原因。通過更換DBD溢流閥，解決了液壓機(jī)上滑塊下落故障，使液壓機(jī)得以正常使用。

1. 故障描述

Y27-315薄板拉伸液壓機(jī)為集團(tuán)某公司油箱車間加工油箱蓋板的重點(diǎn)設(shè)備，現(xiàn)設(shè)備主要故障為停車后（或卸荷狀態(tài)不能原位停止）滑塊快速下溜，對(duì)安全生產(chǎn)存在極大隱患；維修工在更換了閥9的控制閥二位三通電磁球閥后，問題未能解決，于是問詢于某汽車裝備廠。

2. 故障分析

查詢液壓機(jī)說明書。如果設(shè)備停車（斷電）后，滑塊下溜嚴(yán)重，主要由以下幾個(gè)原因構(gòu)成：①液壓缸缸口密封面泄露（因?yàn)橐簤焊谆钊麠U處無泄漏，不考慮）。②壓力閥調(diào)整壓力太小或調(diào)節(jié)失效等因素。

3. 液壓管路分析

液壓機(jī)主液壓缸驅(qū)動(dòng)上滑塊，實(shí)現(xiàn)“快速下行→慢速下行、加壓→保壓→卸壓換向→快速返回→原位停止”的動(dòng)作循環(huán)。在這種液壓機(jī)上，可以進(jìn)行沖剪、彎曲、翻邊、拉伸、裝配、冷擠及成形等多種加工工藝。

液壓機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)如附圖所示。

液壓機(jī)采用二通插裝閥集成液壓系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖分析如下：液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)。按下啟動(dòng)按鈕后，液壓泵啟動(dòng)，此時(shí)所有電磁閥的電磁鐵都處于斷電狀態(tài)，于是，閥7的控制閥三位四通電磁閥處在中位，閥7卸荷。因?yàn)殚y7的控制腔經(jīng)三位四通電磁閥與油箱相通，閥7在很低的壓力下打開，液壓泵輸出的油液經(jīng)閥7直接回油箱。

液壓系統(tǒng)在連續(xù)實(shí)現(xiàn)上述自動(dòng)工作循環(huán)時(shí)，主液壓缸的工作情況如下。

（1）快速下行。液壓泵啟動(dòng)后，按下工作按鈕，電磁鐵YA1、YA3、YA5和YA10通電，使閥7的控制閥三位四通換向閥上位，接入液壓系統(tǒng)，使閥8的控制閥二位四通換向閥的下位接入系統(tǒng)，閥8打開；使閥9的控制閥二位三通電磁球閥下位，接入回油閥，閥9打開；使閥5的控制閥三位四通換向閥上位接入系統(tǒng)，使閥5的控制腔接入回油，即閥5打開通油箱，液壓泵向系統(tǒng)輸油。

此時(shí)，系統(tǒng)中油液流動(dòng)的進(jìn)回油路：液壓泵→閥8→液壓缸上腔→液壓缸下腔→閥9→閥5→油箱。系統(tǒng)壓力p=32MPa，即閥7由右下側(cè)壓力控制閥調(diào)整，調(diào)整范圍0～32MPa。

液壓機(jī)上滑塊在自重作用下迅速下降，由于液壓泵的流量較小，主液壓缸上腔產(chǎn)生負(fù)壓，這時(shí)液壓機(jī)頂部的副油箱，通過充液閥⑦向主液壓缸上腔補(bǔ)油。

（2）慢速下行。當(dāng)滑塊以快速下行至一定位置，滑塊上的擋塊壓下行程開關(guān)時(shí)，電磁鐵YA3斷電，YA4通電；閥5的控制閥三位四通電磁換向閥下位接入系統(tǒng)，閥5的控制腔與調(diào)壓閥（閥5的右上側(cè)壓力控制閥）相連，主液壓缸下腔的油液經(jīng)過閥5在壓力控制閥的調(diào)定壓力下溢流，因而下腔產(chǎn)生一定背壓，上腔壓力隨之升高；使充液閥⑦關(guān)閉，進(jìn)入主液壓缸上腔的油液僅為液壓泵的流量，滑塊慢速下行。

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖

此時(shí)，系統(tǒng)中油液流動(dòng)的進(jìn)回油路：液壓泵→閥8→液壓缸上腔→液壓缸下腔→閥9→閥5→油箱。

（3）加壓。當(dāng)滑塊慢速下行碰上工件時(shí)，主液壓缸上腔壓力升高，恒功率變量液壓泵輸出的流量自動(dòng)減小，對(duì)工件進(jìn)行加壓。當(dāng)壓力升至調(diào)壓閥調(diào)定壓力時(shí)，液壓泵輸出的流量全部經(jīng)閥7溢流回油箱，沒有油液進(jìn)入主液壓缸上腔，滑塊便停止運(yùn)動(dòng)。

（4）保壓。當(dāng)主液壓缸上腔壓力達(dá)到所要求的工作壓力時(shí)，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵YA1、YA4、YA5和YA10全部斷電；由于YA1斷電，閥7的控制閥三位四通電磁換向閥接入中位，閥7的控制腔接通油箱，閥7打開；YA5斷電，閥8的控制腔接通壓力油，閥8關(guān)閉；YA10斷電，二位三通電磁換向球閥控制腔與油箱斷開，閥9關(guān)閉；YA3斷電，閥5的控制閥三位四通換向閥接入中位，閥5關(guān)閉。這樣，主液壓缸上腔閉鎖，對(duì)工件實(shí)施保壓，液壓泵輸出油液經(jīng)閥7直接回油箱，液壓泵卸荷。

（5）卸壓。主液壓缸上腔保壓一段所需工藝時(shí)間后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵YA2、YA9通電。

YA2通電，閥7的控制閥三位四通換向閥下位接入系統(tǒng)，閥7由右側(cè)上部的壓力控制閥產(chǎn)生調(diào)整壓力（p=0～16MPa）；YA9通電，二位四通電磁換向閥右位接入系統(tǒng)，充液閥⑦打開，從而使主液壓缸上腔的壓力釋放，系統(tǒng)上腔油液流入充液油箱。

（6）快速返回。主液壓缸上腔壓力降低到一定值后，電接點(diǎn)壓力表⑥發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵YA1、YA6和YA9通電，YA1通電；使閥7的控制閥三位四通電磁換向閥上位接入系統(tǒng)，即閥7的壓力由閥7右下側(cè)的壓力控制閥調(diào)整，系統(tǒng)壓力0～32MPa；YA6通電，閥6的控制閥二位四通換向閥上位接入系統(tǒng)，閥6打開；YA10斷電，閥9打開；YA9通電，充液閥⑦打開，液壓泵輸出的油液全部進(jìn)入主液壓缸下腔，由于下腔有效面積較小，主液壓缸快速返回，此時(shí)，系統(tǒng)中油液流動(dòng)情況分兩路，進(jìn)油路：液壓泵→閥6→閥9→主液壓缸下腔；回油路：主液壓缸上腔→充液閥⑦→副油箱。

（7）原位停止。當(dāng)主液壓缸快速返回到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，滑塊上的擋塊壓下行程開關(guān)讓其發(fā)出信號(hào)，使所有電磁鐵都斷電，于是全部電磁閥都處于原位；液壓泵通過閥7卸荷；閥9、閥6和閥5關(guān)閉。但是，此時(shí)，液壓機(jī)上滑塊緩慢落下。

4. 故障原因排查

（1）問題是怎樣才能讓上滑塊不下落呢？上滑塊下落有什么危害呢？上滑塊下落有哪些決定因素，怎么克服呢？

首要考慮的是，液壓機(jī)上滑塊不能原位停止，調(diào)整模具危險(xiǎn)，即使不停機(jī)（液壓泵處于卸荷狀況），滑塊也緩慢下落；要是停機(jī)，滑塊更是迅速下落?；瑝K之所以下落，就是主液壓缸下腔油液很快“流失”。

（2）液壓缸下腔的油液怎么流失的呢？要是閥9、閥5不能關(guān)閉，液壓缸下腔的油就會(huì)流失，引起滑塊下落。①先拆檢閥6、閥5，未發(fā)現(xiàn)閥芯與閥套錐面處有嚴(yán)重磨損，仍有輕微磨損痕跡；閥芯支承彈簧完好；閥5的壓力調(diào)節(jié)閥三位四通換向閥未見明顯磨損。②再看看液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖，液壓缸下腔還有一個(gè)DBD直動(dòng)式溢流閥，與閥9并聯(lián)；DBD直動(dòng)式溢流閥起什么作用？其實(shí)DBD閥起平衡支撐作用，由它支承上滑塊，防止下落。

那么是不是這個(gè)原因呢？我們經(jīng)過調(diào)整DBD閥，發(fā)現(xiàn)對(duì)上滑塊下落不起任何作用；于是拆掉DBD閥，把接口用堵頭堵上，發(fā)現(xiàn)上滑塊不再下落，能原位停止于任何位置。于是外購更換DBD閥，問題得到解決。

（3）為什么問題解決得如此容易呢？如果DBD閥完好，主液壓缸下落，那么閥6、閥5必然暢通，才能使液壓缸下腔的油流失，而且閥6、閥5必須全部暢通，這要找出是控制閥的原因、還是主閥的原因非常困難。因此，對(duì)于液壓修理的先易后難原則，先更換DBD閥也是比較好的方案。

5. 結(jié)語

通過對(duì)Y27-315薄板拉伸液壓機(jī)的液壓原理圖分析，找出影響上滑塊下落的根本原因，更換損壞的故障元件，不失為液壓傳動(dòng)設(shè)備修理方法中比較好的手段。

參考資料：

[1] 王積偉. 液壓傳動(dòng)[M]. 2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2] 江蘇徐州鍛壓機(jī)床廠集團(tuán)有限公司. 《Y27-315薄板拉伸液壓機(jī)》使用說明書[E]. 江蘇：江蘇徐州鍛壓機(jī)床廠集團(tuán)有限公司，2011.

（收稿日期：20170726）