自動打磨機(jī)臺車工件夾持失控解決辦法

韓 超 李文偉

（寶鈦集團(tuán)，陜西 寶雞721000）

1 故障現(xiàn)象

太原重工生產(chǎn)的自動打磨機(jī)，臺車部分作為輔助配套設(shè)備，需要夾持工件并做往返運(yùn)動與打磨機(jī)磨頭部分配合完成打磨任務(wù)[1]。在生產(chǎn)中，操作手在操控臺控制臺車工作時發(fā)現(xiàn)：臺車部分的工件夾持失控了。具體表現(xiàn)如下：a.當(dāng)為工件夾持動作供油的油泵開啟后，夾爪自動處于夾持狀態(tài)；b.當(dāng)操作手在操控臺控制夾爪夾持工件時，夾爪也處于夾持狀態(tài)；c.當(dāng)操作手在操控臺控制夾爪松開工件時，夾爪仍處于夾持狀態(tài)。

下附自動打磨機(jī)臺車夾持動作的液壓原理圖[2](圖示1)。

2 故障可能的原因

通過液壓圖可以分析得出以下情況有可能造成自動打磨機(jī)臺車夾持動作出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象。

2.1 工件夾持動作的液壓系統(tǒng)中，換向閥出現(xiàn)故障（如閥芯卡滯），使得換向閥的P，A油孔始終相通B，T油孔始終相通。在這種情況下：a.油泵開始工作時，由于換向閥卡滯，P,A油孔相通，壓力油進(jìn)入液壓缸使夾爪處于夾持狀態(tài)；b.當(dāng)在操控臺控制夾爪夾持工件時，由于換向閥卡滯，P,A油孔相通，壓力油進(jìn)入液壓缸使夾爪處于夾持狀態(tài)；c.當(dāng)在操控臺控制夾爪松開工件時,由于換向閥卡滯，P,A油孔相通，壓力油進(jìn)入液壓缸使夾爪處于夾持狀態(tài)；

2.2 夾持動作的液壓缸密封損壞(如圖示2)。假設(shè)下圖中密封2損壞。

a.當(dāng)在操控臺控制夾爪松開工件時,P2口壓力油可以進(jìn)入到液壓缸A腔，由于受力面積差異，使得夾爪處于夾持狀態(tài)；b.當(dāng)在操控臺控制夾爪夾持工件時，因?yàn)槊芊?完好，P1口壓力油會推著柱塞向B腔運(yùn)動，仍處于夾持狀態(tài)。c.此時如果換向閥卡滯在特殊位置(P,B相通;A,T相通），也有可能液壓泵開啟后夾爪直接處于工件夾持狀態(tài)。

2.3 由于系統(tǒng)中換向閥是Y型中位機(jī)能的三位四通換向閥，T,A,B油孔相通。如果液壓系統(tǒng)回油不暢，建立起壓力，可能將此壓力經(jīng)Y機(jī)能的換向閥T油孔，通過A,B油孔傳遞到夾持油缸，造成工件夾持動作失控。

3 問題處理

3.1 前面已經(jīng)分析了液壓系統(tǒng)中的換向閥如果出現(xiàn)故障，使得P,A油孔相通引起失控。為了排除這一可能，采用同型號的新?lián)Q向閥與其置換，試車發(fā)現(xiàn)故障仍舊存在。所以，將換向閥故障排除。這時，有人提出：換向閥沒有故障，那會不會是換向閥的液壓站被擊穿，使得P,A相通或者P,B相通呢？答案是否定的。從液壓原理圖上可以看到這個換向閥是一個Y型中位機(jī)能的三位四通換向閥，即換向閥處于常態(tài)位時，T,A,B三個油孔是相通的。假設(shè)液壓站被擊穿使得P,A相通或者P,B相通，那在在更換的新?lián)Q向閥后，開啟油泵試車時，換向閥處在常態(tài)位，壓力油應(yīng)該從T油孔回到油箱去，不會為夾爪夾持或松開動作提供壓力油。而事實(shí)是夾爪從泵被開啟后一直處于夾持狀態(tài)，所以說液壓站被擊穿的可能也不存在。

3.2 關(guān)于夾持動作液壓缸密封損壞的可能，通過更換換向閥也已經(jīng)排除。因?yàn)楦鼡Q了新的換向閥后已經(jīng)排除了換向閥故障的可能。既然換向閥不存在卡滯，那么即使油缸密封存在問題，也不會出現(xiàn)油泵啟動后換向閥在常態(tài)位時，夾爪就處于夾持狀態(tài)的現(xiàn)象。而且，幾個夾持油缸密封同時損壞的可能性微乎其微，所以我們也將這一種可能排除掉了。

3.3 液壓系統(tǒng)回路不暢引起工件夾持失控的可能。首先通過用壓力表在系統(tǒng)壓力油路和回路的測壓點(diǎn)測量得到：當(dāng)油泵啟動后，換向閥處于中間常態(tài)位時，壓力油路的壓力為0Mp，回路的壓力為4Mp；當(dāng)換向閥處于夾持或松開位置時，壓力油路壓力都是7 MPa，回路壓力都是4 MPa。并且通過查閱圖紙，工件夾持液壓缸為雙作用單活塞桿液壓缸（見圖示3[3]），且此液壓缸柱塞直徑為45mm，液壓缸內(nèi)徑為60mm。

系統(tǒng)回路中為什么一直存在4Mp壓力呢？前面已經(jīng)基本排除了從液壓站、換向閥、液壓缸竄壓的可能，所以基本確定這4Mp壓力是因?yàn)榛芈范氯斐傻摹Ｒ韵率蔷蛫A持動作失控的三種現(xiàn)象進(jìn)行分析：

a.當(dāng)系統(tǒng)中油泵開啟后，Y型中位機(jī)能換向閥處于常態(tài)位，T,A,B油孔相通?；芈范氯斐傻? MPa壓力就會傳遞到液壓缸的兩個油口P1和P2。此時，P1=P2=4 MPa。但是，工件夾持液壓缸是雙作用單活塞桿液壓缸，活塞在A腔和B腔的受力面積A1：A2≈2.28:1。這種情況下夾爪夾持力F1（P1xA1=9.12）大于夾爪松開的力F2（P2xA2=4）；故油泵開啟后，臺車夾爪自動處于夾持狀態(tài)。

b.當(dāng)操控臺控制夾爪夾持工件時，壓力油路壓力P1為7 MPa，回路的壓力P2為4 MPa。同樣活塞在A腔和B腔的受力面積A1：A2≈2.28:1。這種情況下，夾爪的夾持力F1（P1xA1=15.96）大于夾爪松開的力F2（P2xA2=4），所以當(dāng)操控臺控制夾爪夾持工件時，夾爪也處于夾持狀態(tài)。

c.當(dāng)操控臺控制夾爪松開工件時，壓力油路的壓力P2為7 MPa，回路的壓力P1為4 MPa。同樣活塞在A腔和B腔的受力面積A1：A2≈2.28:1。這種情況下，夾爪的夾持力F1（P1xA1=9.12）大于夾爪松開的力F2（P2xA2=7）,所以當(dāng)操控臺控制夾爪松開工件時，夾爪也處于夾持狀態(tài)。

通過以上計算，已經(jīng)確定了液壓系統(tǒng)回路不暢是引起工件夾持失控的原因，所以開始尋找液壓系統(tǒng)回路中的堵塞點(diǎn)。最終在冷卻器與回油管路連接處發(fā)現(xiàn)卡有一個"O"型圈。我們將堵塞物去除后試車，無論換向閥處于任何位置，測量的液壓回路壓力都是0MPa。自動打磨機(jī)臺車工件夾持失控故障解決。

[1]太原重工.《自動打磨機(jī)說明書》

[2]自動打磨機(jī)液壓原理圖

[3]毛信理主編.《液壓傳動和液力傳動》.北京：冶金工業(yè)出版社

[4]《液壓系統(tǒng)常見故障的判斷及消除方法》