淺析800T框架式壓力機(jī)漏油故障

郭超

（徐工汽車制造有限公司，江蘇 徐州 221000）

1 前言

1.1 壓力機(jī)組成及部件介紹

800T框架式壓力機(jī)為組合式框架預(yù)緊機(jī)構(gòu)，主要由機(jī)身、油缸、移動(dòng)工作臺(tái)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、電氣系統(tǒng)等部分組成（如圖1、2）。機(jī)身由上梁、滑塊、底座、立柱、拉桿、鎖緊螺母及安裝在立柱上的導(dǎo)軌等組成。底座、立柱、上梁通過(guò)拉桿、鎖母預(yù)緊構(gòu)成組合框架；立柱內(nèi)側(cè)布置四條可調(diào)斜楔式四角八面導(dǎo)軌作為滑塊的導(dǎo)向；3個(gè)主油缸布置在上梁內(nèi)；3個(gè)液壓墊缸布置在底座內(nèi)；緩沖缸兩個(gè)布置在上梁內(nèi)，整機(jī)強(qiáng)度高、剛性好，是徐工汽車有限公司駕駛室薄板件的主要生產(chǎn)設(shè)備之一。

1.2 問(wèn)題描述

當(dāng)前，徐工汽車有限公司共有框架式壓力機(jī)16臺(tái)，主要用于汽車駕駛室薄板件的沖壓生產(chǎn)。該車間采用兩班制，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)12時(shí)/天，新壓力機(jī)于2016年10月投產(chǎn)運(yùn)行1.7萬(wàn)小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)其中一臺(tái)壓力機(jī)主油缸漏油，系統(tǒng)壓力消減，滑塊運(yùn)行緩慢等現(xiàn)象。

2 原因分析

2.1 故障排查

結(jié)合壓力機(jī)工況及實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，初步排除油液污染和裝配因素，造成泄露。根據(jù)設(shè)備故障檢修理論，初步判定壓力機(jī)主油缸密封件老化或損傷造成液壓油的泄露。為確定具體原因，對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆機(jī)檢查。因壓力缸上聯(lián)結(jié)的滑塊重約30t，拆除和安裝均存在較大困難。為提高檢修安全系數(shù)和維修效率，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況，決定采用機(jī)械千斤頂輔助依次拆解模具、滑塊、導(dǎo)向套、活塞桿等零部件。檢查拆卸后的零部件，發(fā)現(xiàn)活塞桿單側(cè)面有磨損嚴(yán)重，導(dǎo)向套存在鑄造工藝缺陷，如圖3、圖4所示。

圖3 活塞桿磨損情況圖

圖4 導(dǎo)向套鑄造缺陷圖

2.2 故障原因

該型號(hào)壓力機(jī)是徐工汽口有限公司駕駛室薄板件的主要生產(chǎn)設(shè)備之一，主要承擔(dān)駕駛室各類薄板件的生產(chǎn)。而組成駕駛室的各類薄板件尺寸大小各異，因此壓力機(jī)上安裝的薄板類零件模具外型尺寸也有較大差別。在安裝模具時(shí)很難將模具安裝在壓力機(jī)工作臺(tái)的絕對(duì)中央位置，這導(dǎo)致了壓力機(jī)上的3個(gè)液壓缸負(fù)載不均，暴露了液壓系統(tǒng)中“三缸不同步”的問(wèn)題，加快了活塞桿的磨損，造成活塞桿單側(cè)面嚴(yán)重磨損的因素如下。

（1）當(dāng)活塞桿與被驅(qū)動(dòng)滑塊以及油缸活塞桿與導(dǎo)向套剛性連接以后，由于多種因素導(dǎo)致活塞桿和導(dǎo)向套產(chǎn)生同軸度的誤差，負(fù)載對(duì)活塞桿與導(dǎo)向套的在軸線上產(chǎn)生一個(gè)角度。這時(shí)導(dǎo)向套密封圈上的變形不同，從而促使導(dǎo)向套與密封圈內(nèi)表面沿周向產(chǎn)生的摩擦力不同，導(dǎo)致磨損量大小不等。液壓缸內(nèi)混入較硬的介質(zhì)，如砂粒、金屬屑等卡在密封圈和活塞桿之間，導(dǎo)致活塞桿磨損；隨著工作次數(shù)的增加，最終造成密封件單側(cè)面磨損的結(jié)果，產(chǎn)生油缸外泄現(xiàn)象。

（2）壓力機(jī)主液壓缸導(dǎo)向套鑄件毛坯材料為HT250?；铱阼T鐵雖有一定的強(qiáng)度，但塑性和韌性很低，因?qū)蛱酌芊獠畚恢玫菇浅叽巛^??；又因毛坯在鑄造過(guò)程中存在夾砂缺陷，經(jīng)機(jī)加工后該缺陷并又沒(méi)有完全暴露；在活塞桿作往復(fù)運(yùn)行中，由于接觸應(yīng)力的作用產(chǎn)生損傷，該夾砂缺陷暴露，砂粒及磨粒隨油液混入油缸內(nèi)部，故進(jìn)入缸內(nèi)的砂粒會(huì)卡在密封圈和活塞桿之間，導(dǎo)致活塞桿磨損(圖5)。

圖5 改進(jìn)前導(dǎo)向套零件圖

3 改進(jìn)方案

針對(duì)上述故障分析，我們采取了以下改進(jìn)方法：

（1）改變密封方式曾考慮過(guò)選用Y型密封圈與其他組合密封件，如滑環(huán)式組合密封圈/格來(lái)圈/雷型圈等，經(jīng)過(guò)多次選型分析對(duì)比，因摩擦阻力過(guò)大，桿徑為Φ315mm尺寸局限等因素，最終選擇活塞桿專用最新型號(hào)為2K型斯特封。該密封由一個(gè)O型圈及特康密封圈組合而成。O型圈為施力元件，提供足夠的密封力，并對(duì)特康密封圈起補(bǔ)償作用。它將迫使特康密封圈緊貼密封表面，既使在密封件產(chǎn)生彈性變形時(shí)仍能產(chǎn)生足夠大的表面接觸應(yīng)力，達(dá)到良好導(dǎo)向密封效果。改進(jìn)后的導(dǎo)向套零件如圖6所示。

圖6 改進(jìn)后導(dǎo)向套零件圖

（2）改變壓力機(jī)液壓缸導(dǎo)向套材料灰口鑄鐵(HT250)因具有良好的減震性能、潤(rùn)滑性能、導(dǎo)熱性能、鑄造性能，價(jià)格便宜，因此應(yīng)用極為廣泛。壓力機(jī)主液壓缸的導(dǎo)向套正是采用這種材料加工而成。灰鑄鐵雖有一定的強(qiáng)度，但塑性和韌性很低，加工后的導(dǎo)向套零件，倒角尺寸過(guò)小，極易產(chǎn)生損傷。鑄件因工藝缺陷導(dǎo)致的夾砂缺陷，在零件生產(chǎn)中如沒(méi)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，也會(huì)給整機(jī)系統(tǒng)帶來(lái)危害。本文中液壓缸漏油等現(xiàn)象，正是因此而發(fā)生。為保證生產(chǎn)進(jìn)度和修復(fù)后液壓缸工作的可靠性，我們對(duì)液壓缸的導(dǎo)向套材料進(jìn)行更改：由原來(lái)的灰口鑄鐵(HT250)改為球墨鑄鐵(QT450-10)為鑄件材料，設(shè)計(jì)并加工適合該液壓缸的導(dǎo)向套零件，予以更換。

4 對(duì)比分析

液壓缸的密封圈起到隔離兩腔/防止泄漏的作用，是需要定期更換的易損件。當(dāng)前，雖尚無(wú)一種密封圈可以達(dá)到完全密封的效果，但經(jīng)過(guò)對(duì)壓力機(jī)液壓缸導(dǎo)向套與材料的更改及密封方式的改進(jìn)后，使密封件產(chǎn)生彈性變形所形成的彈性接觸力起到導(dǎo)向密封作用。在低磨擦阻力狀況下，密封性能可靠，使用壽命延長(zhǎng)，于2017年9月修復(fù)使用后，至今滲漏油現(xiàn)象再無(wú)發(fā)生。實(shí)踐證明該改進(jìn)維修方案科學(xué)合理、操作方便，在提高產(chǎn)品質(zhì)量同時(shí)降低了成本，保障設(shè)備運(yùn)行的良好穩(wěn)定性，減少了環(huán)境污染，為公司創(chuàng)造了有利的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

在本次框架式壓力機(jī)主油缸漏油故障排除過(guò)程中，盡管我們遇到很多困難，但維修后的最終的效果直接體現(xiàn)了我們此次探索的價(jià)值。800T框架式壓力機(jī)主油缸漏油故障的解析對(duì)共同使用該類設(shè)備的用戶有積極影響，對(duì)公司生產(chǎn)力的提高也起到積極作用。