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液壓缸顫抖故障分析與排除

來源:上海茂碩機械設備有限公司   2017年06月09日 13:06  

1.壓彎機工作原理

圖54、圖55所示是典型的德國BOSCH壓彎機液壓系統圖和工作狀態圖,由計算機實現程序控制,液壓缸位置由一套位移測量系統Y1、Y2進行檢測,并反饋到計算機,兩液壓缸A、B的位移同步由兩個帶閥心位置反饋的伺服比例閥10.1、10.2來控制。系統的壓力由比例壓力閥3來控制。

德國BOSCH壓彎機液壓系統圖

根據不同的工件厚度、材質、期望的彎角度、上下模的編號,由計算機計算出速度轉換點(上模接觸鋼板時,位移測量系統Y1、Y2的數值),以及壓到期望角度時Y1、Y2的終了數值。

壓彎機的工作原理為:

德國BOSCH壓彎機工作狀態圖(1)快速下降(I)。液壓缸A、B依靠壓頭和上模的自重下降,液壓缸的上腔通過充液閥5.1、5.2充油,下降運動由比例伺服閥的P B閥口控制。此時,液壓缸下腔由活塞排蹤的油液經差動回路流往上腔,在屏幕上顯示Y1、Y2的數值。

(2)工進下降(Ⅱ)。比例伺服閥10.1、10.2通過斜坡函數緩沖進入。位而關閉,上模緩慢壓向工件,即到達速度轉換點。

(3)加壓壓彎(Ⅲ)。2YA得電,充液閥5.1、5.2關閉,3YA失電,差動回路關閉,通過比例壓力閥3給系統加壓,同步和位置控制仍然由兩個比例伺服閥控制,液壓缸的位置由位移測量系統檢測。當Y1、Y2的數值達到終了值時,比例伺服閥進入O位,液壓缸停止下壓。

(4)卸壓(Ⅳ)。經過斜坡函數緩沖的壓力下降,比例伺服閥緩慢進入b位,比例壓力閥使液壓缸上腔保持一定壓力。

(5)回程(v)。比例壓力閥3重新建立起泵壓,比例伺服閥進入b位,液壓缸的運動由閥口PA控制,2YA失電,液壓缸的上腔通過充液閥5.1、5.2卸壓回油。

(6)減速停止(Ⅵ、Ⅶ)。經過斜坡函數緩沖,比例伺服閥緩慢回到。位,液壓缸停止在位(Ⅶ)。

2.故障現象

某公司進口的4000×500型壓彎機(上、下模長4m,壓頭壓制力SMN),其液壓系統和伺服放大電路板是德國BOSCH公司的產品,控制系統是荷蘭DELEM公司的。

該設備已運行3年多,在加壓壓彎過程時B液壓缸突然出現高頻低幅顫抖,屏幕上的Y1、Y2數值閃爍,泵出口的壓力表指針劇烈振蕩。這時若松開腳踏開關,液壓缸停止,顫抖也消除,再踩下腳踏開關,又開始抖動。液壓缸在抖動中緩慢下行,當Y1、Y2達到壓制終了值時,抖動停止,并正常返回到上位。

可見,液壓缸B在加壓壓彎時出現高頻抖動,其他過程正常,而液壓缸A正常。

3.故障原因分析與排除

根據故障現象,繪出故障分析框圖,如圖56所示。

雖然泵出口壓力表指針劇烈振蕩,但液壓缸A無抖動現象,應排除泵源及比例壓力閥引起的抖動。故障原因應在B液壓缸及其對應的液壓元件和電氣系統上。由于電氣檢測比較容易,首先對電氣回路進行檢查,檢查時沒發現電路斷路和接觸不良現象,又更換了伺服放大板,故障沒有排除。液壓缸在其他動作時運行平穩,在上位停止和關機狀態下無下滑現象,初步判斷液壓缸本身無明顯故障。液壓缸的高頻顫抖應該是閥10.2在a位小流量控制時頻繁開關引起的,由于在其他過程時,從Y1、Y2的數值觀察,液壓缸A、B的同步性很好,之所以再加壓壓彎時顫抖,是因為在這一過程中,位移傳感器Y2檢測油缸位移失常,計算機不斷給出糾正指令給閥10.2,因而液壓缸顫抖。

故障分析框圖

分析壓彎機加壓壓彎時的液壓回路,由速度轉換點進入慢速加壓壓彎過程中,伺服比例閥10.2由O位進入a位,閥的開口量較小,PB導通,2DT得電,閥5.2關閉,壓力油進入液壓缸B無桿腔;3DT失電,錐閥8.2關閉,液壓缸B下腔的油液經背壓閥9.2和伺服比例閥10.2的B-T口回油箱,安全閥6.2始終關閉。

因其他過程液壓缸A、B的同步很好,基本上可以排除閥10.2有故障。

若是閥5.2關閉不嚴或卡塞,液壓缸上腔的壓力將建立不起來,這將影響整個系統的壓力建立,進而導致液壓缸A的動作失常,可見,閥5.2工作正常。

假設錐閥8.2關閉不嚴或卡塞,造成背壓閥9.2短路,因有桿腔的回油流量較小,背壓會很小,這樣液壓缸在進入加壓壓彎時動作過速,突然下降,與故障現象不符。

經檢查,安全閥6.2無問題。

因此可以判斷故障原因是:背壓閥9.2調整的背壓偏低引起液壓缸位移變化反常,導致伺服比例閥10.2頻繁的開關引起故障。于是用測壓膠管和壓力表從壓力檢測點C2測壓力,發現加壓壓彎時壓力表指針在10~14MPa振蕩,松開閥9.2鎖緊螺母,用螺釘旋具順時針慢慢擰調壓絲桿,液壓缸顫抖變得輕微,壓力表擺動減緩。當背壓調到13MPa時,液壓缸停止顫抖,壓力表指針平穩。機床恢復正常工作,運行平穩,故障排除,

機床長期投入使用,元件存在著正常的磨損、彈簧剛度的變化、密封件的密封性能變化等都會引起系統內參數發生變化,使控制信號與反饋信號的偏差增大,導致閉環控制系統的振蕩,使系統不能穩定工作。通過調整系統內參數可以使系統穩定工作。

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