意德拉OL2200 壓鑄機合模動作異常故障處理

許 明

（湛江德利車輛部件有限公司，廣東湛江 524003）

0 引言

意德拉OL2200 壓鑄機是廣州德利汽車零部件有限公司（下文簡稱為“公司”）的關鍵設備之一。在2022年8 月20 日凌晨3：00 左右，生產中突然出現合模速度極慢的問題，其正常情況下3 s 可以完成合模動作，現在需要71 s，且液壓系統內有異常響聲，無法正常工作。該故障現象在以前沒有出現過，公司運維人員始終無法解決問題。由于當時正值高產月，設備故障對產品交付產生很大影響。

1 故障處理的基本過程

（1）查閱OL2200 壓鑄機液壓原理圖，分析工作原理：系統油泵提供的壓力油P—方向比例閥10YH26—A-CH 油管—合模缸無桿腔，合模缸有桿腔內的油—B-CH 油管—插裝閥10SV1—方向比例閥10YH26—回油箱T（圖1）。

圖1 合模部分液壓原理

（2）通過現場了解情況，得知從該設備出現問題至8 月24 日期間，公司曾電話聯系過設備廠家，邀請同行專家幫忙診斷，其中對10YH26 的比例放大板進行了更換，另外還提出一些建議，但暫時沒能恢復生產。

（3）經初步診斷，認為合模安全閥（執行元件是插裝閥10SV1）沒有正常打開導致此故障的可能性較大。為進一步驗證判斷，將10SV1 的插裝閥閥芯拆掉，使其不發揮作用。安裝完畢后試機，合模動作的速度基本正常，異常響聲也消失了，隨后對10YH26 的比例放大板進行了參數調整，合模速度達到正常速度，經評估風險，認為設備可以暫時以此狀態工作，于當日15：30 恢復正常生產。

（4）此后，繼續查找合模安全閥不能正常工作的深層次原因，確定病灶部位。發現合模安全閥的插裝閥蓋板有問題（備件訂貨需3 個月），是導致控制失效，插裝閥不能正常開啟的根本原因。

（5）8 月27 日上午，在現場保養模具期間，再次打開合模安全閥的插裝閥蓋板，更精準地確定了問題原因。根據原理圖，A/B 油口不應連通，而實際是連通的。設計并實時堵漏方案，在B 油口內部加工M5 螺紋后安裝螺堵，于當日16：00 設備恢復正常動作，交付車間使用。

（6）9 月29 日插裝閥蓋板的備件采購到位，安裝完成后，設備完全恢復正常。至此，意德拉OL2200 壓鑄機合模速度極慢，無法正常生產的問題得以徹底解決。

2 故障分析

（1）分析合模部分工作原理（圖1），其中方向比例閥10YH26 是最核心的控制元件，系統通過它實現對合模、開模動作的切換，以及行程內不同階段的速度控制。為監控其在工作中的實際狀態，設備廠家在方向比例閥10YH26 的閥芯處設置了位移傳感器10BQ27，當檢測到閥芯位置異常時會發出報警。

（2）對可能導致合模速度異常的相關環節和可能因素進行梳理、排查（表1），其中1/2/4/5/6/7/8 項通過驗證可以排除，而第9 項在拆掉合模安全閥10SV1 的插裝閥閥芯之后，合模動作基本恢復正常，所以可以確定合模安全閥是問題的原因所在，其插裝閥在應當開啟時不能正常開啟，相當于機器合模的同時進行剎車，導致合模速度極慢。同時，也可以反證出第2 項的方向比例閥10YH26 沒有問題。

表1 合模速度慢的原因及排查確認

（3）行業內1000 t 以上壓鑄機一般都有配置機械安全鎖，其工作原理如圖2 所示：開模到位時，將一機械插銷插入到與合模機構同步移動的導桿的槽內，防止非正常合模的發生（該壓鑄機已有機械安全鎖）。為進一步提高設備的本質安全性能，該設備在機械安全鎖基礎上，另外還設計了合模安全閥，相當于一道“液壓安全鎖”。

圖2 合模安全裝置工作原理

（4）合模安全閥的作用是：當機器執行合模或開模動作時，必須同時打開合模安全閥，即插裝閥10SV1處于開啟狀態。反之，當機器不需要執行合模或開模動作時，因為插裝閥10SV1 未得到開啟指令而處于關閉狀態，合模缸有桿腔的油不能與方向比例閥10YH26 相通，即使此時有其他部位發生異常，例如10YH26 出現泄漏，也不會發生意外合模或開模的情況，進而避免了可能的安全風險。

（5）合模安全閥是設備廠家專門針對異常合模（或開模）的重要安全措施，可以提高設備安全性能，但該功能是否有效對設備合模（或開模）以外的其他動作和性能沒有影響。公司目前面臨的主要矛盾是該設備已長時間停機，嚴重影響了產品的正常交付。考慮到設備的機械安全鎖工作正常，方向比例閥10YH26 暫時未見明顯泄漏，而且自動生產中前、后安全門都必須關閉，人員不能進入動定模之間。經綜合評估，認為在操作人員嚴格遵守操作規程、安全意識較高的情況下，人員安全是可以保障的，于是決定暫時將合模安全閥取消，以保證生產的正常進行。由于10YH26 的比例放大板更換了全新備件，其系統參數需要與設備重新匹配，在進行適當調整后設備恢復生產。

（6）雖然暫時恢復了生產，但合模安全閥是設備的重要安全措施，取消合模安全閥是不得已情況下的臨時對策，長遠來看必須找到其失效原因，并設法修復。分析設備液壓原理，合模安全閥是的動作控制方式如下：電磁閥10YH1—10SV1 插裝閥蓋板—梭閥—10SV1 插裝閥蓋板—10SV1 插裝閥控制油口。其中電磁閥10YH1為這部分的核心元件，系統通過它實現對合模安全閥動作的切換。為監控其在工作中的實際狀態，設備廠家在電磁閥10YH1 的閥芯處設置了位移傳感器10SQ6，當檢測到閥芯位置異常時會發出報警。

（7）10SV1 插裝閥（合模安全閥的執行元件）不能正常工作的原因有很多，經認真對相關環節和可能因素逐一排查（表2），第1～10 項可能的故障原因已排除，剩余第11/12 兩項待確認，其中第11 項的可能性較大，作為當前的突破口。

表2 合模安全閥故障原因及排查確認

（8）針對第11 項，進一步對合模安全閥的控制原理進行分析（圖3），合模時，電磁閥10YH1 得電，梭閥的P 口通壓力油，推動梭閥的鋼珠克服彈簧力往右移動，A 與T 相通，同時隔開A 和B（B 與Z2 通），插裝閥10SV1 的控制油口A 通回油，于是合模缸有桿腔的油液推動其閥芯開啟，然后經方向比例閥10YH26 回油箱，實現合模動作。

圖3 合模安全閥工作原理

（9）通過對插裝閥蓋板的各控制油口進行確認，發現原本A/B 油口應相互隔絕，然而這兩股油路卻不知什么原因相通了，結果就是在合模時10YH1 得電，梭閥動作，A 本應只通T，然后插裝閥10SV1 開啟，現在卻實際造成A/B/T 三腔互通的狀態。

（10）為驗證以上判斷，對插裝閥蓋板進一步觀察，發現蓋板上應該有一個螺紋堵頭將A/B 隔開，而實際并沒有（圖4），也就是說A/B 是始終常通的狀態，當電磁閥10YH1 得電時A/B/T 三個腔就互通了。當設備發出合模指令時，合模缸無桿腔正常進油，合模缸有桿腔的油一方面嘗試開啟10SV1，另一方面則會經Z2 口不斷進入10SV1 的控制口而試圖關閉10SV1。此時，10SV1 控制口的油液雖在梭閥動作后與T 相通，但一邊是大量的進入，一邊由于A 口阻尼孔的存在，只能以很小的流量通往油箱T，使10SV1 控制口與阻尼孔之間的控制油不能及時回到油箱，而集聚在此處形成一定背壓，導致10SV1 不能正常開啟，但也不是完全關閉，只是實際開度會很小，而且是脈動開啟狀態，于是造成合模速度極慢的現象。

圖4 插裝閥蓋板異常示意

（11）由于插裝閥蓋板暫無現貨，采購周期較長。如果合模安全閥長期缺失，則相當于設備原本的安全性能降級，于是嘗試對其進行修理。對B 油口內原來安裝螺堵的部位重新攻絲，安裝M5 螺紋堵頭后，設備恢復正常動作。在新的插裝閥蓋板采購到位并更換后，設備徹底恢復正常，此次故障處理完畢。

3 結束語

本文結合故障案例，研究分析典型的液壓系統故障診斷與維修方法。液壓系統故障診斷要求在充分掌握設備工作原理和必要專業知識的基礎上，立足現場實際情況，通過觀察、分析、試驗等方法精準找出故障原因，并給出臨時的應急對策和長期的永久對策。