试论机床专用机床双缸顺序动作液压系统故障和排除学位

摘 要： 某民营企业十多年前研制了两台专用机床，经过多年使用，该机床发生了几起因液压系统设计、调整失误引起的液压系统故障。本文分析了该机床在生产过程中故障产生的原因及排除方法。
关键词： 专用机床 双缸顺序动作 液压系统故障 参数调整
某企业10多年前自行设计、生产两台专用机床，该机床中的控制系统是采用单向顺序阀控制的顺序控制系统。顺序阀是一种以压力为输入量的压力控制阀，当阀的进口压力或系统中某处的压力达到或超过由弹簧力预设的调定值时，阀口便开启，其进出口相通；而当进口压力低于调定值时，阀口关闭，其进出口则不通。顺序控制系统的作用在于使几个执行元件按照顺序依次进行动作。
该机床在使用过程中出现了一些故障，影响了正常的生产，为了解决这些故障，需对系统进行分析，从而排除故障，使设备正常生产。

1.液压系统工作原理

图1为该机床液压系统工作原理图，单向顺序阀3控制液压缸5、6后退时的先后顺序，系统中单向顺序阀4控制液压缸5、6前进时的先后顺序。当电磁换向阀2得电时，压力油→液压缸5的无杆腔，有杆腔回油回油箱。此时，由于压力较低，顺序阀4关闭，单向阀也不导通，液压缸5的活塞向右移动；当液压缸5的活塞运动至终点时，油压升高，达到单向顺序阀4的调定压力时，顺序阀4开启，压力油→液压缸6的无杆腔，有杆腔油液经阀3中的单向阀后经过阀2回油箱，使液压缸6的活塞向右前进。当液压缸6的活塞右移到终点时，电磁换向阀断电复位，此时压力油进入液压缸5的有杆腔，无杆腔回油回油箱，使液压缸5的活塞向左返回，到达终点时，压力油升高打开顺序阀3，再使液压缸6的活塞返回。

2.系统在工作中出现的故障

机床运行中，液压缸5的运动速度能够达到设计值，而液压缸6的运动速度总是比预定的速度低，达不到该机床引诱的正常工作性能要求。

3.故障原因

液压系统中液压缸的运动速度达不到预定值，通常存在以下几方面的问题：
（1）液压泵流量不足。①压力机液压泵流量不足，致使系统中流量不足；因泵内吸入空气影响了液压泵的流量；②液压机的压力分配阀工作不良引起流量不足；③因油压机油液黏度不合适而影响流量；④压力机的溢流阀工作不良影响流量；⑤由于液压缸、阀等元件泄漏严重，造成流量不足；⑥液压机的流量控制阀的调节机构工作不正常。
（2）换向阀内部泄漏严重。液压缸的内外泄漏严重，其中以内泄漏为主，当运动速度随行程的位置不同而有所下降时，是由于缸内别劲使运动阻力增大所致。排除方法：提高零件加工密度及装配质量。
（3）液压缸内部油路堵塞和阻尼。
（4）压力阀分流。系统中与液压缸并联的压力阀（如图1中的阀7）不该开启而开启，将泵的流量分流了。
那么本系统出现的问题究竟是哪一个原因引起的呢？通过对上述原因的进一步判断验证，发现当液压缸7运动时，溢流阀7回油管有大量的油液流出，这表明溢流阀7不该溢流而溢流了。系统中的压力阀7应作为安全阀使用，而不该作为溢流阀使用，这就是本系统出现上述问题的原因所在。
源于：大学毕业论文www.618jyw.com

4.系统故障排除方法

根据前面对系统故障原因的分析可以看出：
（1）溢流阀是位于主控阀阀体上的一个安全阀，其作用是限制整个液压系统的最高压力，以保护整个系统不至于损坏。如果该阀中的弹簧断裂或调定压力低于液压泵全部流量通过顺序阀时的最高压力值，将导致整个系统的压力过低，系统就会出现液压缸不能全速运行现象。更为严重的是主泵压力油就会因不能推动执行元件工作而从该阀全部泄掉，从而出现整机无动作的现象。
（2）如果溢流阀设定的开启压力值等于或略高于顺序阀开启后液压泵全部流量通过时的最高压力值，系统会因压力波动的影响，使液压缸速度时高时低不稳定。
5.启示
液压系统中，液压控制阀用来控制液压系统中的压力、流量及油液的流动方向，从而控制液压缸或液压马达的启动、停止、速度、方向及动作的顺序等，以达到各种类型的液压设备对运动、速度、力或转矩的要求。在任何一台液压设备或装置的液压系统中，液压阀都占相当大的比重。液压阀的性能对液压四通的静特性、工作可靠性有直接影响。通过对系统故障原因的分析、排除可以得出：在压力控制系统中，压力阀的设定值必须根据不同的系统进行合理的调整，调高或调低都不能发挥系统的最佳性能，否则，尽管系统设计上没有什么问题，也会因参数调整不当造成系统达不到设计性能。
参考文献：
王家宏.液压故障诊断方法简述.机床与液压，1999（02）.
郭海军，程显敏.浅谈液压系统故障诊断方法.黑龙江交通科技，2010（09）.
[3]郭化平，李宁，王建成.液压传动系统故障分析方法.液压气动与密封，2006（04）.
[4]刘言生.液压系统动作故障的诊断与排除.机械工程师，2012（04）.