屏加工液壓系統(tǒng)壓力波動的原因及防止措施

劉慶倫

（中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528436）

屏加工液壓系統(tǒng)壓力波動的原因及防止措施

劉慶倫

（中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528436）

屏加工液壓系統(tǒng)（Screen processing Hydraulic System）出現(xiàn)壓力波動的主要原因有兩種：機(jī)械方面、電氣方面。屏加工車間的輸出壓力一般為13MPa，屏產(chǎn)品研磨過程中其液壓系統(tǒng)一旦出現(xiàn)多次壓力波動情況，勢必會造成研磨電流的不穩(wěn)定。文章綜合屏加工液壓系統(tǒng)的基本構(gòu)造、基本工作原理以及基本工作壓力等，分析屏加工液壓系統(tǒng)壓力波動形成的基本原因，根據(jù)具體原因進(jìn)行具體分析，以期能夠提出針對性的解決措施。

屏加工液壓系統(tǒng)；壓力波動；解決措施

屏表面研磨機(jī)出現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力波動問題已經(jīng)成為屏加工車間的一大主要難題之一，如果屏產(chǎn)品在研磨過程中，受到的壓力忽上忽上忽高忽低，一旦上述問題過于嚴(yán)重時勢必會引起磨頭電機(jī)跳閘情況出現(xiàn)，更為危險的是會對研磨產(chǎn)生缺陷，繼而造成不良的后果。屏加工車間液壓系統(tǒng)在運行過程中所暴露的問題中最為常見的就是液壓系統(tǒng)的壓力波動，一旦出現(xiàn)壓力波動情況，輕則使屏產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷等，重則使機(jī)械設(shè)備無法開機(jī)運行，工作效率降低，給工廠和企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 屏加工液壓系統(tǒng)的基本構(gòu)造

圖1 屏加工液壓系統(tǒng)的基本構(gòu)造圖

2 屏加工液壓系統(tǒng)壓力波動的基本原因分析

屏加工車間共有2條生產(chǎn)線，2臺液壓機(jī)，每臺液壓站向2條生產(chǎn)線提供油壓，每條線有一臺TEC（移栽機(jī)）和5臺MONDULE（模塊機(jī)）液壓系統(tǒng)相互連接。液壓站的輸出壓力一般為128bar。表面粗磨的MONDULE的使用壓力一般為80bar～115bar，細(xì)磨MONDULE1、MONDULE2、MONDULE3的使用壓力一般為65bar～100bar，表面拋光的MONDULE使用壓力一般為80bar～115bar，移載機(jī)的壓力一般為60bar。移載機(jī)的使用壓力一般是固定的，不需要進(jìn)行調(diào)整，MONDULE的使用壓力是可以進(jìn)行調(diào)節(jié)的。基于此，移載機(jī)只要使用調(diào)壓閥就可，而MONDULE在安裝了遠(yuǎn)程控制的調(diào)壓閥之后，實際壓力在1bar左右徘徊。從另外一個角度來看，機(jī)械設(shè)備安裝運行過程中本身就出現(xiàn)了磨損行為，在經(jīng)歷跑合、穩(wěn)定以及劇烈磨損等階段中，屏加工液壓系統(tǒng)也不例外，其相關(guān)部件都需要經(jīng)過上述磨損階段。液壓系統(tǒng)本身由以元件組成：驅(qū)動元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件等。屏加工車間液壓系統(tǒng)的驅(qū)動元件一般為柱塞式油泵，控制元件有：比例調(diào)壓閥、比例換向閥等；執(zhí)行元件有：直線油缸、旋轉(zhuǎn)油缸等；輔助元件有：過濾器、蓄能器、密封件、管件等。上述任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題均會使得屏加工液壓系統(tǒng)出現(xiàn)壓力波動情況，基于此，筆者將根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗 ，分析屏加工液壓系統(tǒng)出現(xiàn)壓力波動的相關(guān)原因。

（1）比例調(diào)壓閥受損。ERJKVSKHAOA68 2015488型比例調(diào)壓閥是由美國GIWIOL公司設(shè)計的，最大使用壓力為32.2MPa，主要功能是穩(wěn)定壓力。比例閥使用的是將螺栓固定在一個分配塊上，穩(wěn)定好進(jìn)油口、出油口、密封圈以及卸油孔等。將比例線圈的驅(qū)動閥芯往下移動可以使錐孔被全部堵住，再組織主閥閥芯上下兩腔壓力的同時，將主閥閥芯的彈簧壓力壓到最底端，此時壓降為最小。錐閥芯向上移動，和錐孔之間形成一個環(huán)形縫隙，油經(jīng)過阻尼孔向上流過環(huán)形縫隙之后，經(jīng)過阻尼孔之后再流回油箱內(nèi)。此時，主閥閥芯的兩端產(chǎn)生了一定的壓力差，主閥閥芯在此種壓力作用下克服了彈簧阻力逐漸向上移動，減壓口的開度也逐漸變小，壓強(qiáng)逐漸增大，輸出壓力逐漸降低。錐閥芯越往上移環(huán)形縫隙越來越大，油在阻尼孔中的流速也越來越大，主閥閥芯上下兩腔的壓力差越變越大。倘若錐閥芯不再被移動，環(huán)形縫隙也就不再變化，油在阻尼孔中的流速變成穩(wěn)定值之后，主閥閥芯也不會再移動，主閥出現(xiàn)問題時會造成壓力波動情況。

應(yīng)用基礎(chǔ)：在液壓控制回路中，往往是通過一個電信號來控制壓力的。舉例來說，遠(yuǎn)程控制為了避免長距離進(jìn)行液壓管線，或者說為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程程序控制，其壓力必須要進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。上述比例減壓閥相當(dāng)于模擬可塑性機(jī)器中的遠(yuǎn)程功能。在安裝過程中，需要通過O形圈進(jìn)行密封處理。上述安裝特點主要表現(xiàn)在以下三個方面：①流速高且流率高；②控制較為穩(wěn)定；③簡明的電子程序控制。比例閥的主閥端口一般有以下4個：①A；②B；③X；④Y。每一個比例閥的端口均和板塊上的端口互為對應(yīng)，通過調(diào)節(jié)主閥閥芯上的壓力來進(jìn)行上下移動，由于主閥閥芯在操作過程中是被浸泡在油里面工作的，因此潤滑性比較高，磨損程度也較小，主閥部分不會出現(xiàn)相關(guān)問題而導(dǎo)致液壓波動情況出現(xiàn)。先導(dǎo)閥的部分問題是通過改變線圈的電流大小兒作用在先導(dǎo)閥芯上，便于發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)閥芯關(guān)鍵部件的調(diào)節(jié)孔壓力大小，一旦調(diào)節(jié)孔的孔口被完全密封，此時錐閥芯形成了線密封。由于調(diào)節(jié)孔壓力被長期撞擊，所以導(dǎo)致小孔處出現(xiàn)磨損情況，一旦發(fā)生磨損之后，撞針的錐面會呈現(xiàn)出一個環(huán)形的小溝，降低小孔的圓度之后，線密封就會發(fā)生滲漏情況，通過孔口的液壓流量來進(jìn)行相應(yīng)控制，一旦沒有達(dá)到精確控制，勢必會出現(xiàn)液壓波動情況。基于此，只要更換零件就好，此種比例閥一般為美國進(jìn)口，不提供零件售后，但是整體液壓閥的價格比較高，所以綜合考慮需要進(jìn)行自主維修。對于嚴(yán)重磨損的零部件，只能采取更換零件的方法。對于磨損較輕的零件需要采取打磨方法，打磨以后撞針的錐面和閥座，在粗糙度上面一般達(dá)到0.35μm。閥座將磨床上面的平面磨削掉之后（一般為0.03mm～0.05mm），配置在相應(yīng)裝置上時，由于閥座的厚度變薄，所以需要在閥座的最外周墊上0.03mm～0.05mm左右厚度的銅環(huán)墊，彌補(bǔ)好閥座的厚度，否則一旦閥座變薄，勢必會出現(xiàn)滲漏情況而使液壓出現(xiàn)波動。

在先導(dǎo)閥方面，由于錐閥芯被長期上下移動 ，經(jīng)常接觸到錐孔位置，逐漸在錐閥芯上形成溝槽，錐孔的上口圓度也會相應(yīng)降低，導(dǎo)致兩者之間形成的縫隙不夠規(guī)則，阻尼孔內(nèi)的油料速度不夠穩(wěn)定，會立即出現(xiàn)壓力波動情況。

（2）油液溫度超過規(guī)定范圍。油液黏度決定了油液在管道和比例閥內(nèi)的流動速度，油溫對于油液黏度的影響也比較大，直接影響著液壓系統(tǒng)中的壓力穩(wěn)定情況。一般而言，屏加工液壓系統(tǒng)的油溫一般在28℃～52℃，若油溫不在正常范圍之內(nèi)，系統(tǒng)將自動開啟冷卻系統(tǒng)模式或者加熱系統(tǒng)模式，使油溫能夠逐漸恢復(fù)正常。

（3）蓄能器N2壓力不足。蓄能器N2壓力對于保持液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定來說起到了極大的作用，尤其是在執(zhí)行元件換向時，所面臨的沖擊壓力比較大，蓄能器因此也就起到了緩沖的作用。蓄能器內(nèi)要求N2的濃度達(dá)到99.98%以上 ，不能夠使用O2。對于N22的壓力要求大于或者對于最大工作壓力的26%左右，小于或者等于最小工作壓力的89%左右。舉例來說，液壓站的工作壓力一般為135bar～145bar，因此液壓站的N2壓力為：145×26%≤Pn2≤135×89%,即為 37.7bar≤Pn2≤120.15bar。對于蓄能器內(nèi)的N2壓力，需要每4個禮拜檢查一次，一旦發(fā)現(xiàn)N2壓力出現(xiàn)異常情況時，需要立即進(jìn)行補(bǔ)充；與此同時，需要注意測量N2壓力和補(bǔ)充N2壓力時要把蓄能器內(nèi)的油壓完全瀉掉。

3 結(jié)語

綜上所述，需要控制好比例調(diào)壓閥受損、油液溫度超過規(guī)定范圍以及蓄能器N2壓力不足等影響因素，尤其是控制好比例閥，繼而能夠控制好屏加工液壓系統(tǒng)壓力波動的基本原因。

［1］王樹利.屏加工液壓系統(tǒng)壓力波動的原因及防止措施［J］.設(shè)備管理與維修，2010，15（1）：64.

［2］王文紅.自動插入彎曲機(jī)及其PLC控制［J］.液壓與氣動，2007，16（11）：48-50.

Causes and Preventive Measures of Pressure Fluctuation in Screen Processing Hydraulic System

LIU Qing-lun

（Zhongshan Torch Polytechnic，Zhongshan，Guangdong 528436，China）

There are two main reasons for the pressure fluctuations in screen processing hydraulic system（screen processing hydraulic system）：mechanical and electrical.The output pressure of the screen processing workshop is generally 13MPa，and the pressure of the hydraulic system in the grinding process of the screen products will be unstable.The paper analyses the basic reason of pressure fluctuation of hydraulic system for screen processing based on the basic structure，basic working principle and basic working pressure of the hydraulic system integrated screen processing and makes a concrete analysis of specific reasons in order to put forward targeted solutions.

screen processing hydraulic system；pressure fluctuation；solution

TH17

A

2095-980X（2017）01-0024-02

2016-12-24

2016年廣東省中山市社會公益科技研究項目（編號：2016B2126）。

劉慶倫，講師，博士研究生，主要從事精密加工領(lǐng)域研究。