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油压机故障排除案例

发布时间:2018-09-12 09:59      浏览次数:

江铃控股有限公司冲压厂从台湾连杰引进的冲压生产线由5台大型油压机组成,其型号分别为LDTL2-1200(双动)、LDL2-800、LDL2-600、LDL2-600、LDL2-600,见图1。具有高精度、高安全性、低噪音等特性,显著区别于其他冲压行业的油压机。该油压机配备美国AB公司SLC500 PLC电气控制系统、德国力士乐高压大流量半闭环双向伺服泵、大通径插装逻辑阀以及台湾东元电动机等,并且采用双移动工作台实现快速切换模具。本文以台湾连杰油压机的软、硬件配置作为出发点,结合实际发生的两个典型故障案例,进行逐一剖析,供相关专业维修人员参考。

图1 台湾连杰油压机生产线

案例1 LDL2-600油压机上滑块回程爬行且抖动

⑴故障现场描述。在油压机操作过程中,执行上滑块回程按钮指令时,操作人员发现上滑块回程出现爬行现象,且上滑块上升至上死点位置过程中抖动过大。

⑵故障分析。故障涉及滑块爬行与抖动两方面,首先滑块出现爬行现象的主要原因含盖有无气体、液压缸异常、活塞杆异常三个方面,采取故障树分析方法,表1。

表1 滑块爬行故障分析

上滑块回程出现爬行原因(从上至下)

有无气体 液压缸异常 活塞杆异常

空气侵入端盖密

封异常安装位

置偏移存在鼓

形锥度存在腐蚀、拉毛同心度

异常局部弯曲端螺

冒过紧

针对滑块抖动故障,原因涉及模具重量、回程提升力不足,同样采用故障树分析,见表2。

表2 滑块抖动故障分析

上滑块回程出现抖动原因(从上至下)

模具重量 回程提升力不足

模具过重系统压力过小回程缸异常 背压阀异常

回程管路异常

模具自重过大伺服泵建压不足溢流阀异常密封件老化泄露压紧弹簧异常内部锥面磨损严重调定压力处于偏低状况管路与密封件泄露

⑶故障诊断。为有效缩小故障问题点发生部位的范围,对故障涉及的主要部件进行检测,通过听感、触感、目视于压力计、厚薄规等辅助工具的联合应用,以及运用PLC在线监测功能,发现在滑块爬行故障中,液压缸端盖密封等工作良好,不存在异常。然后进行空气侵入的有无以及活塞杆的工作状况检查,进一步排空液压管路,爬行现象有所缓解。但爬行问题依然存在,判定空气侵入不是此故障的主要原因。问题点锁定活塞杆,通过细致检测诊断,判定端部螺冒过紧是导致爬行的主要原因,重新调整螺冒预紧力大小,爬行故障排除。

对于故障中的抖动问题,诊断原理相似。首先检查伺服泵建压情况与溢流阀相关管路,发现伺服泵建压正常符合设定出口压力,溢流阀工作正常不存在卸荷回油。进一步检查油封与泄露,排除回程缸与回程管路的问题。问题点锁定背压阀,通过远程控制阀压力表指针读数排除了由于背压阀设定压力过低造成的故障。最后,通过拆解背压阀,发现压紧弹簧正常,但背压阀内部锥面磨损,重新研磨锥面,并清洗背压阀,安装后故障排除。

⑷纠正预防。以上故障在四柱式油压机中发生频次高,以空气侵入产生爬行较为典型,常见通过液压管路排空或空载往复压制解决。日常维护中,需注意添加油或更换油液时引入空气介质。另外,针对油压机维修保养过程,预紧部件扭矩的正常恢复较为关键,做好日常记号标识以可视化或通过数显扭矩扳手恢复原设定值。故障中背压阀引发问题点的频次也较高,日常的巡回检查与定期保养尤为重要;背压阀的可靠性将直接影响工作系统运动的稳定性与运行精度。

案例2 LDL2-800油压机上滑块无法正常回程

⑴故障现场描述。开始工作时运行正常,工作一段时间后出现上滑块无法回程现象,回程按钮指令无效,机床无法正常运行。

⑵故障分析。分析此故障前,先简要阐述油压机回程时的工作原理:滑块依靠回程缸进油管路进油产生向上的提升力以及主油缸的出油管路卸荷实现回程动作。油压机在工作过程中滑块出现无法回程,说明滑块下行正常,回程异常,即是说滑块下行时主油缸进油管路正常,滑块回程时主油缸回油以及回程缸进油可能存在异常。另外,滑块回程时电气控制系统的输入输出点也可能存在异常,同样采取故障树的方法使故障问题条理化,见表3。

表3 油压机滑块回程异常故障分析

油压机滑块回程异常原因(从上至下分析)

主油缸回油管路 回程缸进油管路电气

控制系统

液控单向阀电磁换向阀溢流阀液控单向阀

电磁换向阀溢流阀

输入输出

液控阀

阀芯卡滞

弹簧失效单向阀

阀芯卡滞

弹簧失效电磁阀

阀芯卡滞

弹簧失效换向阀

阀芯卡滞

弹簧失效

阀芯卡滞

弹簧失效

阀芯卡滞

弹簧

失效

阀芯

弹簧触点触点

⑶故障诊断。首先,应用SLC500 PLC在线监控功能排查各控制点及控制阀输入、输出是否正常,检查发现输入、输出正常,事实证明电气控制不存在异常,故障问题源于液压系统,问题点就集中在主油缸回油管路与回程缸进油管路。然后,检查两管路中的电磁换向阀与电磁换向阀是否正常,电磁换向阀(图2)通过得、失电推动主阀芯移动与控制油路相通,实现滑块的上升与下降及回程缸的回程。检查发现电磁换向阀与电磁换向阀换向动作及动作声响正常,基本排除电磁换向阀引发故障原因。为进一步确认故障点,在滑块回程时,通过远程控制压力表指针读数及泄压压力表确定主油缸回油管路正常。问题点最终锁定在回程缸进油管路,若是回程缸没有进油或压力不够都可能影响滑块无法回程,若是液控单向阀的原因,存在阀芯卡滞与弹簧失效两种情况。拆解检查液控单向阀发现阀芯动作异常,且弹簧已损坏,为提高维修速度,更换同型号液控单向阀,但故障并未完全解决,故判定溢流阀同时存在问题。经检查发现溢流阀阀芯动作正常,但内部弹簧损坏,溢流阀(图3)调压作用失效,回程缸无法建立回程压力,滑块无法回程。最后修复溢流阀,故障排除。

图2 三位五通电磁换向阀外观图

图3 先导溢流阀的外观图

⑷纠正预防。对于此类故障涉及原因多且有些复杂,需逐层分析排查,尽可能运用可知的机床信息排除干扰因素,确定故障本因。针对控制阀失效问题,其中阀芯卡滞是由于长时间工作使阀芯磨损、油液污染杂质阻塞、油液中含有水分使阀芯生锈等原因引起,弹簧损坏则是弹簧强度不高、老化磨损、控制阀压力调定不良、阀芯卡滞等所致。在日常维护保养中,需特别注意上述不良状况的发生以及充分利用PLC的自诊断功能。

结束语

通过列举台湾连杰大型油压机的故障案例,运用故障树分析法,使故障能够得到全面、快速地分析。故障树分析法思路清晰,作为维护指南长期运用可总结罗列多种故障问题库,能起到熟能生巧的作用。在许多复杂故障案例中可避免盲目拆换液压元件或电气元件,减少故障平均维修时间(MTTR),提高设备总效率(OEE)。另外,加上PLC在线梯形图监控的同步运用,维修方案可高效实施。


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