中船6354研究所（江西九江 332000）張衛(wèi)民

現(xiàn)代加工設(shè)備液壓系統(tǒng)應(yīng)用較廣泛，大大提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率。同時(shí)最大限度地保證機(jī)床設(shè)備的運(yùn)行平穩(wěn)性，為高精度設(shè)備制造提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

1.液壓系統(tǒng)及原理

液壓系統(tǒng)較復(fù)雜，液壓顧名思義是以液體為工作介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)力傳輸，經(jīng)各相關(guān)液壓元件控制，最終輸出動(dòng)力給加工設(shè)備進(jìn)行一系列的動(dòng)作。液壓元件一般包括動(dòng)力元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件等。

液壓傳動(dòng)是利用液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能，然后利用液壓缸將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)負(fù)載，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成所需的運(yùn)動(dòng)速度。

液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)相比有較大的優(yōu)點(diǎn)：①能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大，可達(dá)100∶1～2 000∶1。②能傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩。與機(jī)械裝置相比體積小、重量輕。③工作平穩(wěn)、沖擊??；控制、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單。與電氣配合能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。④使用壽命長(zhǎng)，能自行潤(rùn)滑。產(chǎn)生的熱量隨液體的流動(dòng)帶走。

液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)主要是液壓油。液壓油的合理選用對(duì)液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)影響是巨大的。液壓油主要的性質(zhì)是黏性和可壓縮性。影響?zhàn)ざ鹊闹饕蛩厥菧囟群蛪毫?。?dāng)壓力增大時(shí)黏度也增大，一般在中、低壓力下黏度變化可忽略不計(jì)；當(dāng)溫度升高時(shí)，黏度就下降。一般高溫時(shí)應(yīng)選用黏度大的液壓油，以減少泄漏；溫度低時(shí)選用黏度小的液壓油，以減小摩擦。液壓油的選用應(yīng)根據(jù)液壓泵的要求確定。葉片泵工作壓力小于7M Pa時(shí)推薦用L-HM 32#/46#/68#液壓油；大于7M Pa時(shí)用L-HM 46#/68#/100#。齒輪泵工作壓力小于12M Pa時(shí)推薦用L-HL32#/46#/68#液壓油；大于12M Pa時(shí)用L-HM 46#/68#/100#/150#液壓油。柱塞泵推薦用油為L(zhǎng)-HM 32#/46#/68#/100#/150#液壓油。螺桿泵用油推薦L-HL32#/46#/68#。

液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于360°的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液壓缸按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為活塞式、柱塞式和擺動(dòng)式。

液壓控制閥是液壓系統(tǒng)中的控制元件，用來控制液壓系統(tǒng)中的壓力大小、流量及流動(dòng)方向，它是直接影響液壓系統(tǒng)的工作過程和工作特性的重要元件。液壓閥按用途分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。液壓閥的基本結(jié)構(gòu)主要包括閥芯、閥體、驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的操縱裝置。液壓閥的工作原理是利用閥芯在閥體內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來控制閥口的通斷及開口的大小來實(shí)現(xiàn)壓力、流量、方向的控制。壓力控制閥包括溢流閥、減壓閥、卸荷閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥等；方向控制閥包括單向閥、換向閥、行程減速閥等。單向閥有普通單向閥和液控單向閥，它只允許液體從一個(gè)方向通過，而反向液流被截止。單向閥一般都安裝在泵的出口，既能防止系統(tǒng)的壓力沖擊又能防止系統(tǒng)的油液倒流經(jīng)泵回箱，還可以防止油路發(fā)生干擾。如圖1所示為普通單向閥符號(hào)，圖2所示為液控單向閥符號(hào)。

圖 1

圖 2

換向閥是利用閥芯和閥體間相對(duì)位置的不同來變換閥體上各主油口的通斷，實(shí)現(xiàn)各油路聯(lián)通、切斷、改變流向的閥類。按操縱方式分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁控制、液動(dòng)、電液動(dòng)、氣動(dòng)。按工作位置和控制的通道數(shù)分為二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等。如圖3所示為二位四通閥的圖形符號(hào)：P表示換向閥與系統(tǒng)供油連接的油口；T表示與油路連接的回油口；A、B表示與執(zhí)行元件相連接的工作油口；方框表示閥的工作位置，有幾個(gè)方框就表示幾“位”；“⊥”表示此路不通。

圖 3

壓力控制閥常用的有溢流閥、減壓閥及壓力繼電器等。溢流閥是液壓系統(tǒng)中的主要元件之一，在液壓系統(tǒng)中用于分流和穩(wěn)壓、限壓保護(hù)、卸荷等作用。圖形符號(hào)如圖4所示。減壓閥是用來降低液壓系統(tǒng)中分支油路的壓力。圖形符號(hào)如圖5所示。調(diào)速閥是由一個(gè)定差減壓閥和一個(gè)可調(diào)節(jié)流閥串聯(lián)而成，能保持通過節(jié)流閥的流量穩(wěn)定。圖形符號(hào)如圖6所示。

圖4 溢流閥

圖5 減壓閥

6 調(diào)速閥

2.液壓系統(tǒng)故障及排除

過濾器和蓄能器是液壓系統(tǒng)中重要的輔助元件。液壓系統(tǒng)故障80％是由油液的污染造成的。所以過濾器的好壞對(duì)液壓系統(tǒng)的正常工作有著至關(guān)重要的作用。過濾器按濾芯形式分為網(wǎng)式、線隙式、紙芯式、燒結(jié)式及磁式等。過濾器的精度等級(jí)由油液的污染度等級(jí)來確定。污染等級(jí)代號(hào)由兩個(gè)標(biāo)號(hào)組成，第1個(gè)標(biāo)號(hào)表示1m L工作介質(zhì)中大于5μm的顆粒數(shù)，第2個(gè)標(biāo)號(hào)表示1m L工作介質(zhì)中大于15μm的顆粒數(shù)。過濾器按過濾精度分為粗過濾器、普通過濾器、精過濾器、特精過濾器。它們分別能濾去公稱尺寸為100μm、10～100μm、5～10μm、5μm以下的雜質(zhì)顆粒。

圖7為TX 6113C臥式鏜床液壓系統(tǒng)原理圖。該機(jī)床在加工過程中出現(xiàn)X軸無法移動(dòng)和調(diào)速盤不能正常旋轉(zhuǎn)調(diào)速。根據(jù)原理圖可知，X軸拖板剎緊是由一個(gè)二位四通電磁閥4WE6C50/OAW 220—50Z5控制其夾緊松開。液壓缸的壓力反饋是由壓力繼電器HED 20A 20/63控制。機(jī)床在加工過程中突然出現(xiàn)X軸無法移動(dòng)，原因是由于X軸夾緊塊未松開，壓力繼電器反饋給PLC的信號(hào)始終是鎖緊狀態(tài)，機(jī)床鎖死無法移動(dòng)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)二位四通閥電磁鐵發(fā)燙，拆下電磁閥通220V外部電源未發(fā)現(xiàn)閥芯有明顯動(dòng)作，初步判斷電磁閥出現(xiàn)故障。拆開電磁閥體后發(fā)現(xiàn)閥芯表面有較深的劃痕，閥芯表面有黃漬，手推動(dòng)閥芯困難。將閥芯清洗后研磨，手動(dòng)推動(dòng)閥芯輕松，裝好調(diào)試完成試機(jī)工作正常。此故障是由于油液臟，有雜質(zhì)進(jìn)入閥體將其卡死引起的。

圖7 液壓傳動(dòng)圖

調(diào)速盤調(diào)速是由二位二通閥、減壓閥、調(diào)速閥控制調(diào)速盤各油路的通斷來控制各個(gè)液壓缸的動(dòng)作。調(diào)速盤旋轉(zhuǎn)困難主要是因?yàn)檎{(diào)速盤中有異物卡死或液壓缸不動(dòng)作引起的。將調(diào)速盤和液壓缸拆下清洗后動(dòng)作應(yīng)很輕松。

M T100五軸加工中心液壓系統(tǒng)較復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于密封圈磨損導(dǎo)致泄漏。更換密封圈后工作正常。

圖 8 工作臺(tái)剎車液壓組合閥

工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，松開、夾緊動(dòng)作是由液壓控制滑塊來實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的。液壓傳動(dòng)如圖8所示，工作臺(tái)卡死是由于滑塊密封圈磨損導(dǎo)致泄漏，滑塊不能正常移動(dòng)，將工作臺(tái)頂死。拆卸下工作臺(tái)后發(fā)現(xiàn)銅塊端面磨損較厲害，密封圈破損。更換滑塊需要借助工裝進(jìn)行安裝。工裝如圖9所示?；瑝K銅的外徑和密封圈的外徑為φ30.2mm。安裝時(shí)將工裝套有外倒角的一邊放置在安裝孔上，用推桿將銅塊緩慢推入剎車塊孔中。如果沒有工裝將剎車銅塊直接壓入剎車塊孔中，容易將銅塊橡膠密封部分損壞。工裝套子一頭外圓必須倒角2mm×45°，便于與剎車塊孔定位。剎車銅塊如圖10所示。

圖9 工裝

圖10 剎車銅塊

3.結(jié)語

液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后應(yīng)根據(jù)液壓傳動(dòng)圖逐級(jí)查找故障部位。首先應(yīng)檢查油液是否變質(zhì)、變臟，清洗過濾器；然后檢查壓力表值是否正常，液壓控制元件是否工作正常，輸入電壓是否正常等。只有充分了解液壓系統(tǒng)工作原理，才能在維修實(shí)踐中運(yùn)用自如。