校直机液压故障诊断与维修
 (1)系统概况
校直机是某铝材厂组装生产线上对铝导杆进行校直的设备，由液压缸实施多点推压校直铝导杆。液压系统原理如图Q所示，电磁铁动作见下表。
主机基本动作是：导杆进入夹头校直区，升降缸1动作；找准校直点，校直缸2、3活塞杆伸出进行推压校直；升降台上下移动，以实现多位置点校直；各液压缸独立动作，互不干扰；轻载快进、重载慢进。
为满足导杆在生产线上悬挂输送的条件，主机采用立式结构，升降缸垂直安装在固定机架上，其缸体与升降台连接，升降台前侧设置校直夹头及其水平校直缸，后侧设置液压泵站兼起平衡配重的作用，使升降台立柱保持平衡。各支路液压阀采用叠加式并置于同一阀座，该阀座及系统其他液压阀、驱动电机等均安装在油箱顶部。整机及液压系统结构紧凑，系统主要液压元件选用进口件，系统配置高低双联齿轮泵驱动并联液压缸，各缸独立动作，并满足实际工况要求，系统功率匹配合理，效率较高。
液压系统采用高低压组合溢流阀和双联齿轮泵，实现轻载快速、重载慢速工况自动切换。
电磁铁动作表
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 电磁铁
动作 |
1T |
2T |
3T |
4T |
5T |
6T |
7T |
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主泵启动 |
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缸1 |
升 |
+ |
+ |
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+ |
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降 |
+ |
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+ |
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停 |
+ |
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缸2 |
伸 |
+ |
+ |
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+ |
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退 |
+ |
+ |
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+ |
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停 |
+ |
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缸3 |
伸 |
+ |
+ |
+ |
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退 |
+ |
+ |
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+ |
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停 |
+ |
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主机停止
主泵卸载 |
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(2)存在的问题
该机安装调试投产运行不久即出现异常现象而不能正常工作，主要表现为：
①当7T通电，在升降平台自重作用下，升降缸1下降时，校直缸2随着伸出，造成误动作，使导杆不能顺利进入校直夹头。
②除升降缸下降动作外，各液压缸动作的瞬间均因液压冲击产生前冲现象，特别是升降缸上升瞬间，安装有校直夹头、液压泵站、液压元件及配重的升降台产生剧烈振动，系统产生噪声，导致升降台及立柱晃动、升降台和夹头移位、校直点错位等，并严重影响液压元件的使用寿命，从而难以正常、稳定地进行导杆校直。
(3)原因分析
针对上述故障现象，经分析研究，发现液压系统局部环节存在不足，具体如下。
①造成校直缸2误动作伸出的原因是在升降缸1下降过程中，总回油路阻力过大，系统回油通过Y型机能电磁换向阀7的中位进入处于差动连接状态下的校直缸2，在回油阻力形成的压力作用下使校直缸2误动作伸出。经测算，差动连接时校直缸2空载伸出只需0.1MPa的压力，而总回油阻力形成的压力达到0.15～0.2MPa，因此其误动作伸出是必然的，特别是当运行一段时间后过滤器15通流能力减弱，回油阻力增大时，误动作更加明显。解决此问题有两条简单途径：其一，切断系统回油通过电磁换向阀7的中位进入校直缸2的途径；其二，在保持Y型机能电磁换向阀7的条件下，减小总回油路的回油阻力。
②引起该系统剧烈振动的原因涉及整机安装、机件平衡、负载变化、系统调试和控制等诸多因素。现场调整时，在使主机升降台两侧机件自重相等、升降台立柱保持平衡的条件下，该机运行仍出现振动。此时应从液压系统方面进行分析，造成液压冲击的原因是多方面的，但其本质均为系统或区域压力瞬间急剧变化，包括系统元件选择与设置不当、执行器惯性力过大、元件响应速度慢等均会引起液压冲击。
就本系统而言，根据校直工艺动作要求，导杆进入校直夹头工作区，首先升降缸1动作，升降台上下移动使推头找准校直点，校直缸2、3随后动作完成校直工作，改变校直点再推压直至导杆直线度合格，整套动作由手动按钮点动控制。由上表可知，当液压泵空载启动后，6T、7T分别通电，升降台上升和下降，找准校直点后6T、7T断电，升降台停止。此工况下1T均通电，因系统双联液压泵高压级设置为30MPa，在升降台停止等待校直缸2、3动作之前的短时间内，液压系统的进油管路压力升至30MPa，此时将出现两种不良情况：其一，当操作者认为找点未准确、须上升调整升降台高度时，6T通电，电磁换向阀8迅速切换，30MPa压力油迅速进入升降缸1无杆腔，虽进油管路有设定值为6MPa的溢流阀5，但因动作相对滞后，造成压力向无杆腔急剧释放，升降缸1前冲上升，升降台振动；其二，找点准确，校直缸2、3伸出瞬间，进油路30MPa的压力同样迅速冲进校直缸2、3的无杆腔，因校直缸2、3推头悬空，无外摩擦力，进油路上无压力冲击“减冲”元件，其前冲现象严重。这两种不良情形是引起升降台立柱部件剧烈振动的主要原因。
原设计在系统电气控制上考虑为1T断电，双联泵空载启动，但启动后控制各液压缸的换向阀6、7、8与系统卸载用换向阀9电气动作关系在设置上欠合理，忽视了各液压缸等待动作前因1T通电、双联泵供油迫使总进油路压力升至30MPa的情况，从而为各液压缸随后动作的瞬时（缸1下降除外）产生前冲提供了压力条件，导致压力急剧释放形成液压冲击、系统振动。
(4)系统改进
经以上分析，根据备件库存情况和尽量减少改动量并确保实用、可靠的要求，作如下改进。
①换向阀7由Y型改为同规格的O型机能，切断系统回油进入校直缸2的途径。从设备工艺动作要求上看，改动对主机校直工作无任何影响。即使总回油阻力过大，回油均不能进入校直缸2，从而有效地避免了误动作。
②重新调整各电磁换向阀的电气动作关系（见上表中“改进后”一列），在升降缸1下降、停止和校直缸2、3停止等待时使卸载用换向阀9的1T断电，双联液压泵处于卸载状态，其余不做改动，从而达到升降缸1上升，校直缸2、3动作时，系统逐渐加压运行，避免了30MPa进油压力的突然释放而造成的液压冲击和系统振动。
改进后，该机两大故障现象消除，系统运行稳定、正常，满足了生产的需要。
(5)小结
多缸并联独立工作时，由于系统总回油阻力过大，采用Y型机能换向阀是造成要求中位停止的液压缸误动作的原因之一，要防止误动作应慎用Y型机能换向阀。
压力急剧下降即压力突然释放造成的液压冲击常被忽视。正确选择、设置液压元件和进行系统调试，合理设置、调整系统各动作的电气控制关系，使系统压力不致突变是防止冲击、系统振动的途径。 |
