內高壓成形壓力機工作臺在使用過程中,我們發現,液壓系統故障率很高，尤其是氣動泵損壞頻繁,這一直是困擾維修人員的難題。經過調查研究,把液壓系統中氣動泵改造為蓄能器后,故障率明顯降低。本文主要是剖析了氣動泵損壞原因,并介紹了液系統改造方案。

　　一、工作臺結構：

　　壓力機移動工作臺由工作臺板、小車體、滾輪、驅動系統等組成。機床配有單工作臺或雙工作臺。工作臺驅動通常有氣動或電動驅動方式。其中雙工作臺開動方式有“左右”開動或“T”型開動。為了工作臺能夠順利的開出機床和前后換向,壓力機機床內和機床外設置了多個頂起和落下液壓油缸。為了使工作臺牢固地與壓力機底座結合在一起，在底座的前臺側安置多個液壓式夾緊器，通過液壓管路與工作臺液壓泵站聯成一個系統。

　　二、內高壓成形壓力機液壓系統工作原理：

　　改造前的工作臺液壓系統工作原理如圖所示。工作臺開動時,壓力機滑塊必須在上死點位置,通過電氣控制系統,使得夾緊放松電磁閥YV4得電,液壓系統開始供油，工作臺在機床內開始放松,但放松液壓油缸到極限位置時,隨著液壓系統壓力不斷升高，工作臺開始頂起。工作臺機床內頂起到位后發出信號,同時放松壓力繼電器接通,工作臺可以開動。開到機床以外規定位置時,工作臺要改變運行方向(此處為“十”字型軌道)。

　　操作電氣系統,使得機床外頂起落下閥YV2得電換向,工作臺開始落下,機床外導軌落下到位發信號同時放松壓力繼電器再次接通,工作臺可以前后方向開動。開到中間位置時,操作電氣系統,使得機床外頂起落下閥YV1得電換向,工作臺開始頂起,機床外導軌頂起到位后發信號,同時放松壓力繼電器再次接通,工作臺可以左右方向開動。安裝好模具的工作臺向機床內開進直至完全到位。

    Y3、YV5電磁閥得電換向工作臺開始落下,當工作臺就位檢測開關接通時YV5電磁閥失電復位,工作臺開始夾緊,夾緊到位時在夾緊油路里安裝的壓力繼電器接通(壓力設定為13MPa)。此時機床方可開動。當夾緊壓力低于13MPa時,工作臺夾緊會不牢固,沖壓時可能出現工作臺移位而損壞模具與沖壓零件。

　　三、氣動泵損壞原因分析：

　　改造前的工作臺液壓系統設置了兩個液壓源,一個是氣動泵(M36型),另外一個是電動齒輪泵(CBW-F310-ALP21MPa)。

　　氣動泵的工作原理為:氣壓推動活塞作往復運動,而活塞往復運動則形成吸、壓油的過程,通過氣液平衡來維持液壓系統壓力。調整氣壓的大小可以調整液壓系統壓力的大小,氣動泵是用來給液壓系統保壓的。而齒輪泵流量大,用來提高工作臺更換速度。壓力機在正常工作時氣動泵保持液壓系統要有恒定壓力來維持工作臺有足夠的夾緊力。

　　因為液壓系統工作時對壓降非常敏感，只要液壓系統存在液壓油泄漏,壓力就下降，氣動泵為了保持足夠的夾緊壓力,液壓系統壓力一旦下降氣動泵就開始補壓(液壓油泄露包括內泄和外泄,液壓油外泄一般是可以治理的,而液壓油內泄原則上是消除不了的，只能通過選用更好的液壓滑閥降低內泄量)。現場觀察一般30~45s補壓一次,壓力機一天24h工作,而壓力機工作臺工作在夾緊狀態時間約為23h。推算出氣動泵一天要補壓近2000次。氣動泵工作壽命也就只有20萬次,故M-36型的氣動泵損壞較頻繁。活塞桿拉毛、漏油、漏氣或不能建立壓力。針對此問題我們也對液壓系統進行全面檢查維護：

　　1)對整個液壓系統和主油箱進行清洗并更換合格的液壓油品，保證液壓系統清潔干凈。

　　2)對液壓管路外部泄漏情況進行徹底的檢查維修，確保液壓系統沒有外部泄漏。

　　3)對各液壓系統和液壓油缸密封圈進行檢修更換，確保各液壓油缸無外泄漏、無上、下腔串油。

　　4)對各液壓控制電磁換向閥、調壓閥及液壓輔助件,各密封件進行檢查,必要時更換，

　　通過以上改進措施,還是消除不了M-36型氣動泵頻繁損壞的。,一旦發生氣動泵損壞,壓力機就不能正常安全工作,也無法進行模具更換操作。設備出現故障,停機、嚴重影響生產。

　　四、內高壓成形壓力機液壓系統改造：

　　為了徹底解決M-36型氣動泵頻繁損壞的問題,我們制定新的改造方案,采用蓄能器的方式對系統進行保壓,以確保壓力機工作臺正常工作時有足夠的夾緊力,方案技術評估可行,對液壓系統進行重新設計、蓄能器選型、電氣圖紙及程序改造準備等。圖2為改造后工作臺液壓系統原理。

　　在現有的工作臺液壓系統基礎上,關閉氣動泵壓縮空氣,關閉氣動泵進油口,把M-36型氣動泵、氣動三聯件拆除。然后對蓄能器、壓力表、壓力繼電器、電磁閥進現場安裝、配管、電氣接線、I/O地址分配、程序編制等。使用專用充氮工具將蓄能器充到8MPa壓力,隨后開始調試。現場調試步驟具體有以下5步：

　　(1)完全松開溢流閥,使液壓系統壓力降到最小。

　　(2)強制齒輪泵電機運行,調整溢流閥調節螺釘同時觀察壓力表,當壓力表指示壓力在13MPa時鎖定溢流閥調節螺釘。隨后調整夾緊壓力繼電器,使得壓力繼電器整定值為13MPa。按照相同的方法對放松壓力繼電器進行整定,整定值為13MPa。

　　（3）繼續升高溢流閥壓力值,調整到15MPa時鎖定。調整高壓繼電器調節螺釘，壓力繼電器信號接通,鎖定壓力繼電器調節螺釘。

　　(4)繼續升高溢流閥壓力值.作為液壓系統安全閥使用,調整壓力到15.5MPa時,鎖緊溢流閥調節螺釘上的螺母。各壓力繼電器和溢流閥壓力設定完畢。

　　5)電氣程序調試,工作臺夾緊或放松頂起時高壓繼電器動作,電機停止。此時系統壓力為15MPa。此后蓄能器會向液壓系統內補壓,同時系統壓力緩慢下降,當降到13MPa時,夾緊壓力繼電器或放松壓力繼電器“斷開。電機再次啟動補壓直至高壓繼電器接通為止。壓力機正常工作時,工作臺壓力在13-15Ma即為正常。

　　改造后的液壓系統分析:更換模具時，工作臺液壓系統由齒輪泵快速供油,當壓力機處于正常工作時,蓄能器會向液壓系統內補壓,同時系統壓力緩慢下降,當降到13MPa時,夾緊壓力繼電器或放松壓力繼電器“斷開”,電機再次啟動補壓直至高壓繼電器接通為止。考慮夾緊壓力繼電器或放松壓力繼電器“斷開”的瞬間壓力機會停止工作,PLC程序設定延時(調試為20s)。同時系統中安裝YV6電磁閥,當電機啟動時電磁閥YV6同時得電,實現齒輪泵和電機空載啟動,正常運行后電磁閥失電(程序調試延時為2s),齒輪泵向液壓系統和蓄能器供油,圖3為改造后部分PLC程序。

　　五、結束語：

　　改造后的內高壓成形壓力機液壓系統，經過現場檢測,電機的啟動間隔時間約為30min,而每次運行時間只有5s左右,完全符合要求。故障率大幅下降,降低了噪聲污染,解決了M-36型氣動泵頻繁損壞的難題,節約了成本,提高了效率,目前公司的新建項目均采用改造后的方案,即可靠、又經濟、更環保。

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部分文段和圖片摘自：

《鍛造與沖壓》

作者：梁家春

由興迪源機械編輯

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