CK6136數(shù)控車床液壓卡盤失效故障處理

CK6136數(shù)控車床在正常運(yùn)行工作40min后，出現(xiàn)液壓卡盤夾緊力不足，卡盤失壓，監(jiān)視報(bào)警。結(jié)合日常維修經(jīng)驗(yàn)判斷，該數(shù)控車床液壓站是卡盤夾緊、松開、尾座伸縮的高壓液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，檢查發(fā)現(xiàn)該機(jī)床泵站沒有配置油液冷卻裝置，出現(xiàn)泵站油溫升高過快、壓力下降等現(xiàn)象，是嚴(yán)重影響液壓卡盤夾緊、松開的主要原因。

1. 故障現(xiàn)象

我中心產(chǎn)教基地在使用CK6136數(shù)控車床對(duì)外生產(chǎn)加工零件時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)車削加工工件到一定數(shù)量和時(shí)間時(shí)，泵站油溫升高過快，壓力下降，液壓卡盤夾緊力不足，卡盤失壓，監(jiān)視報(bào)警，造成機(jī)床無法正常工作。

2. CK6136數(shù)控車床液壓卡盤結(jié)構(gòu)及工作原理

液壓卡盤主要由液壓缸、活塞、卡圈、支承套、卡瓦座、碟形彈簧、卡瓦、保護(hù)套、防護(hù)罩、推力球軸承和密封圈等零件和標(biāo)準(zhǔn)件組成，如圖1所示。

液壓卡盤的功用是對(duì)加工工件進(jìn)行夾緊與防松，依靠裝在機(jī)床主軸尾部的回轉(zhuǎn)液壓缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)主軸孔內(nèi)的拉桿將力傳遞給液壓卡盤。然后，再通過卡盤內(nèi)部的扇形齒輪推動(dòng)卡爪背部的齒條，使卡爪沿徑向運(yùn)動(dòng)將工件夾緊或松開。

圖1 數(shù)控車床液壓卡盤組成系統(tǒng)

3. 風(fēng)冷式液壓油冷卻器的結(jié)構(gòu)及工作原理

散熱對(duì)液壓系統(tǒng)是非常重要的，由于液壓轉(zhuǎn)動(dòng)本身的特點(diǎn)，再加上工程機(jī)械工作的環(huán)境通常都比較惡劣，所以系統(tǒng)產(chǎn)生的大量熱量如果只是單純地依靠系統(tǒng)或元件的表面來散熱是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。保證油箱處于適當(dāng)?shù)臏囟葘?duì)工程機(jī)械正常和高效地工作是一個(gè)有效的保證，這就是冷卻器不可缺少的原因。液壓油冷卻器由換熱芯體、風(fēng)機(jī)和機(jī)殼組成。主要安裝在液壓系統(tǒng)的回路上，在結(jié)構(gòu)上換熱主體是芯體，其以鋁材為原料，采用真空釬焊，為板翹式的結(jié)構(gòu)，散熱管內(nèi)另有內(nèi)置翅片，以增大散熱面積和加快熱傳導(dǎo)，在吸風(fēng)形式風(fēng)扇作用下，以空氣為冷卻源，將熱量強(qiáng)制帶走，成本低、冷卻散熱效果高，目前是市面上最佳的散熱器。

風(fēng)冷式液壓油冷卻器是一種高溫油流經(jīng)液壓油冷卻器裝置。工作時(shí)，液壓系統(tǒng)中高溫油流經(jīng)液壓油冷卻器裝置，在換熱器中與強(qiáng)制流動(dòng)的冷空氣進(jìn)行高效熱交換，使油溫降至工作溫度，以確保主機(jī)可以連續(xù)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使工作能夠順利開展。主要作用是維持液壓系統(tǒng)的熱量平衡，使其系統(tǒng)溫度保持在規(guī)定的范圍以內(nèi)，一般溫度范圍是35～55℃，當(dāng)溫度高于55℃時(shí)，冷卻器起動(dòng)，使油溫降下來，常用于液壓系統(tǒng)的回路上，廣泛用于氣液及液液的熱交換，如圖2所示。

4. 故障檢查

主要檢查內(nèi)容有：

1）檢查CK6136數(shù)控車床液壓站油箱部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均達(dá)到系統(tǒng)工作條件。

2）對(duì)CK6136數(shù)控車床液壓站液壓系統(tǒng)元器件進(jìn)行檢測(cè)，液壓系統(tǒng)元器件的工作狀態(tài)、動(dòng)作功能及泵站初始工作壓力均達(dá)到技術(shù)要求。

3）對(duì)CK6136數(shù)控車床卡盤夾緊、松開、尾座伸縮的高壓液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源進(jìn)行初始狀態(tài)檢測(cè)，均達(dá)到技術(shù)要求。

4）對(duì)CK6136數(shù)控車床液壓站液壓系統(tǒng)進(jìn)行開機(jī)試機(jī)運(yùn)行檢測(cè)，機(jī)床正常運(yùn)行工作40min后，出現(xiàn)油溫升高較快，系統(tǒng)壓力下降，液壓卡盤夾緊力不足，卡盤失壓，監(jiān)視報(bào)警。

5）通過對(duì)液壓站油液質(zhì)量分析，發(fā)現(xiàn)潤滑油清潔度較差。

5. 故障驗(yàn)證分析

圖2 風(fēng)冷式液壓油冷卻器

如圖3所示，通過檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，CK6136數(shù)控車床液壓站液壓系統(tǒng)進(jìn)行開機(jī)檢測(cè)油溫，油溫升高較快，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)值50℃大于允許差值35℃，當(dāng)油溫?cái)?shù)值達(dá)到該值時(shí)，系統(tǒng)監(jiān)視報(bào)警，油箱容積限制靠自然冷卻不能保持規(guī)定的油溫，這是造成機(jī)床液壓卡盤夾緊、松開失效的主要原因。

打開液壓站油箱，分別對(duì)液壓油進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)、污物，潤滑油渾濁。當(dāng)油液混入雜質(zhì)后，極易發(fā)生非液體摩擦，油溫升高異常，這些問題也會(huì)造成機(jī)床液壓卡盤動(dòng)作失靈，工作失效。

圖3 CK6136數(shù)控車床液壓站原始狀況

6. 故障處理措施

（1）更換液壓站油箱液壓油 打開油箱加油蓋，取出加油過濾器濾芯，檢查油箱底部及其邊角處的殘留油品中是否含有金屬粉末或其他雜質(zhì)。徹底清洗油箱，先用柴油清洗兩次，然后用壓縮空氣吹干油箱內(nèi)部。檢查內(nèi)部邊角是否還有殘留的油泥、雜質(zhì)等，直至清理干凈為止，再用新油沖洗一遍。最后更換過濾器濾芯，按廠家推薦牌號(hào)加入使用性能好的抗磨液壓油。

（2）在液壓站油箱處加裝風(fēng)冷式油冷卻器 當(dāng)油箱容積限制靠自然冷卻不能保持規(guī)定的油溫時(shí)，應(yīng)考慮加裝風(fēng)冷式油冷卻器。將液壓油泵輸出孔用高壓油管連接到油冷卻器進(jìn)油口，油冷卻器出油口還是用高壓油管連接到數(shù)控車床液壓站液壓系統(tǒng)，原先的機(jī)油泵到主油道堵封，如圖4所示。

（3）風(fēng)冷式油冷卻器裝配調(diào)整 具體步驟如圖5所示，分4步。

1）用柴油或煤油清洗好風(fēng)冷式油冷卻器各零部件及油箱與冷卻器的結(jié)合面，風(fēng)機(jī)朝向比較空曠的空間，并按照裝配技術(shù)要求，在垂直和水平平面調(diào)整冷卻器的平行度在0.05mm內(nèi)，均勻預(yù)緊安裝冷卻器緊固螺釘即可。

2）安裝冷卻器油管，將液壓油泵輸出油管連接到油冷卻器進(jìn)油口，油冷卻器出油口連接到數(shù)控車床液壓站液壓系統(tǒng)。

圖4 油箱加裝風(fēng)冷式油冷卻器

圖5 風(fēng)冷式油冷卻器安裝步驟

3）接電空載試車液壓站液壓系統(tǒng)運(yùn)行2h，調(diào)整系統(tǒng)工作壓力，風(fēng)冷式油冷卻器工作正常，測(cè)量液壓系統(tǒng)溫升正常，系統(tǒng)溫度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，測(cè)量油液溫度≤35℃。

4）反復(fù)試車液壓卡盤夾緊、松開工件，機(jī)床液壓油溫升正常，卡盤夾緊力正常，監(jiān)視報(bào)警信號(hào)消除，故障處理工作完成。

7. 結(jié)語

通過對(duì)CK6136數(shù)控車床液壓卡盤失效故障原因分析和數(shù)據(jù)檢測(cè)，更換液壓油，液壓系統(tǒng)加裝風(fēng)冷式油冷卻器等處理措施，找出合理有效的故障處理辦法，并解決和排除了該機(jī)床設(shè)備出現(xiàn)的液壓卡盤失效和監(jiān)視報(bào)警故障，機(jī)床工作至今一直能達(dá)到技術(shù)要求，表明該修理方案是正確合理的。