液動執(zhí)行機構(gòu)真空注油系統(tǒng)設(shè)計及應用研究

鄭楚威

（重慶川儀自動化股份有限公司執(zhí)行器分公司，重慶 401120）

液動執(zhí)行機構(gòu)長期運行在高壓環(huán)境下，油路復雜，密封顯得尤其重要，且需要保證執(zhí)行機構(gòu)運行精度，注油完成后執(zhí)行機構(gòu)容腔中不能有空氣，注油需在密閉容腔處于真空環(huán)境下進行。因此，設(shè)計一套液動執(zhí)行機構(gòu)真空注油系統(tǒng)是很有必要的。目前針對真空注油系統(tǒng)的研究很多，張燕雄提出了一種針對變壓器真空注油設(shè)備的改進方法；郝帥等設(shè)計了一款深海液壓系統(tǒng)專用注油裝置；劉文耀等對電力電容器真空壓力注油進行了研究；吳洽對大型變壓器真空注油設(shè)備進行了研究?，F(xiàn)有的注油系統(tǒng)大多針對單一的密閉油路，很少有針對復雜液壓油路的注油方法，研究具有一定的局限性?；诖?，本文設(shè)計開發(fā)了一套液動執(zhí)行機構(gòu)真空注油系統(tǒng)，系統(tǒng)采用1個加注頭，3個真空管、1個回吸管路的方式，1個加注頭實現(xiàn)抽真空、加注、回吸等所有工作，3個真空管路（真空管路1、真空管路2和真空管路3）實現(xiàn)抽真空與循環(huán)沖洗油路。

1 液動執(zhí)行機構(gòu)真空注油系統(tǒng)設(shè)計

1.1 現(xiàn)狀與需求

目前液動執(zhí)行機構(gòu)注油使用的真空注油設(shè)備功能不夠完善，存在很多的不足。現(xiàn)有的真空注油設(shè)備原理如圖1。

圖1 真空注油設(shè)備原理圖

對執(zhí)行機構(gòu)注油時，先將快換接頭1與液動執(zhí)行機構(gòu)油箱加注口相連，接通電源，電磁閥3打開，電磁閥4關(guān)閉，真空泵5啟動，對執(zhí)行機構(gòu)容腔抽真空，抽到設(shè)定壓力值時，電磁閥4打開，電磁閥3關(guān)閉，液壓油在重力作用下對執(zhí)行機構(gòu)進行油液加注。

現(xiàn)有設(shè)備缺點：液動執(zhí)行機構(gòu)容腔較多，容腔之間有閥阻隔，油壓不夠時閥位不能完全打開，不能確保完全注滿；僅一次抽真空，且僅對單一容腔抽真空，真空不徹底；高位油箱不合理，大型產(chǎn)品，無法形成有效高度差；沒有一鍵操作功能，每工步需人工銜接，不太方便。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計

針對現(xiàn)狀與需求，設(shè)計全新真空注油系統(tǒng)，對液動執(zhí)行機構(gòu)油缸模塊（區(qū)域1）、蓄能模塊（區(qū)域3）、管路模塊（區(qū)域4）進行抽真空，當液動執(zhí)行機構(gòu)容腔真空度達到設(shè)定值并保壓到指定時間后，系統(tǒng)通過注油槍對執(zhí)行機構(gòu)油箱（區(qū)域2）進行壓力注油，油液首先經(jīng)液動執(zhí)行機構(gòu)容腔從真空管路回到外接油桶，對執(zhí)行機構(gòu)容腔進行沖洗，達到指定時間后真空管路閥關(guān)閉，注油槍繼續(xù)對執(zhí)行機構(gòu)壓力注油，直至液動執(zhí)行機構(gòu)容腔注滿油，達到設(shè)定壓力并保壓至設(shè)定時間后完成加注。由于溶解在油液中的空氣會在壓力環(huán)境下上浮，可以保證執(zhí)行機構(gòu)容腔加注完成后油液中沒有空氣，有效解決執(zhí)行機構(gòu)因容腔內(nèi)空氣過多造成的爬行現(xiàn)象，且加注完成后，管路會在設(shè)定時間內(nèi)回吸部分油液，保證管路拔掉后執(zhí)行機構(gòu)油口不會漏油。如圖2

圖2 真空注油系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)動作流程：

抽真空：真空泵與電磁閥22通電，開始抽真空，當負壓表壓力顯示≤1KPa時，電磁閥22斷電。

注油：電機18與電磁閥23通電，開始注油，當液位計5讀數(shù)增加時，電磁閥23斷電。

系統(tǒng)回油：當液位計5讀數(shù)≥指定讀數(shù)時，打開截止閥21，啟動電機19，將油氣分離器6中油液抽回油箱。

本文設(shè)計的真空注油系統(tǒng)，在改善現(xiàn)有注油方式的同時，增加了以下幾個功能：

（1）將加注量量化，一次加注量控制在0～50L；

（2）為保護液動執(zhí)行機構(gòu)油箱，注油壓力控制在0～0.2MPa可調(diào)；

（3）注油系統(tǒng)能實現(xiàn)測氣密、注油、循環(huán)清潔一體化。

2 真空注油設(shè)備研發(fā)與使用

根據(jù)設(shè)計的真空注油系統(tǒng)，研制出真空注油設(shè)備。真空注油設(shè)備主要由真空加注系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、電氣動力控制系統(tǒng)、氣路控制系統(tǒng)、加注槍及管路隨行單元等幾個部分組成。使用中發(fā)現(xiàn)新設(shè)計的注油設(shè)備操作更簡單，加注更方便，加注時間更可控，加注后執(zhí)行機構(gòu)穩(wěn)定性更好，爬行現(xiàn)象得到了很好的解決。設(shè)備具備加注監(jiān)控功能，加注過程全程可視化，加注過程中任一環(huán)節(jié)不滿足設(shè)定參數(shù)均會報警顯示，加注過程更加可控。

3 結(jié)語

設(shè)計的真空注油系統(tǒng)通過PLC操作系統(tǒng)控制各電氣動力部件，依次完成對執(zhí)行機構(gòu)一次抽真空，大漏檢測，二次抽真空，小漏檢測，循環(huán)沖洗，定壓加注，加注完成后保壓，通大氣、回吸，將多余的液體回吸至需要的液面，從而完成對液動執(zhí)行機構(gòu)的一個加注循環(huán)。既保證了執(zhí)行機構(gòu)容腔清潔度與氣密性，也能完全注滿液壓油。該系統(tǒng)已經(jīng)應用于液動執(zhí)行機構(gòu)真空注油中。