SMN壓彎?rùn)C(jī)液壓缸顫抖故障分析與排除

1．壓彎?rùn)C(jī)工作原理

圖54、圖55所示是典型的德國(guó)BOSCH壓彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)圖和工作狀態(tài)圖，由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)程序控制，液壓缸位置由一套位移測(cè)量系統(tǒng)Y1、Y2進(jìn)行檢測(cè)，并反饋到計(jì)算機(jī)，兩液壓缸A、B的位移同步由兩個(gè)帶閥心位置反饋的伺服比例閥10.1、10.2來(lái)控制。系統(tǒng)的壓力由比例壓力閥3來(lái)控制。

根據(jù)不同的工件厚度、材質(zhì)、期望的彎角度、上下模的編號(hào)，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出速度轉(zhuǎn)換點(diǎn)（上模接觸鋼板時(shí)，位移測(cè)量系統(tǒng)Y1、Y2的數(shù)值），以及壓到期望角度時(shí)Y1、Y2的終了數(shù)值。

壓彎?rùn)C(jī)的工作原理為：

(1)快速下降(I)。液壓缸A、B依靠壓頭和上模的自重下降，液壓缸的上腔通過(guò)充液閥5.1、5.2充油，下降運(yùn)動(dòng)由比例伺服閥的P B閥口控制。此時(shí)，液壓缸下腔由活塞排蹤的油液經(jīng)差動(dòng)回路流往上腔，在屏幕上顯示Y1、Y2的數(shù)值。

(2)工進(jìn)下降(Ⅱ)。比例伺服閥O.1、10.2通過(guò)斜坡函數(shù)緩沖進(jìn)入。位而關(guān)閉，上模緩慢壓向工件，即到達(dá)速度轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

(3)加壓壓彎(Ⅲ)。2YA得電，充液閥5.1、5.2關(guān)閉，3YA失電，差動(dòng)回路關(guān)閉，通過(guò)比例壓力閥3給系統(tǒng)加壓，同步和位置控制仍然由兩個(gè)比例伺服閥控制，液壓缸的位置由位移測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)。當(dāng)Y、Y2的數(shù)值達(dá)到終了值時(shí)，比例伺服閥進(jìn)入O位，液壓缸停止下壓。

(4)卸壓(Ⅳ)。經(jīng)過(guò)斜坡函數(shù)緩沖的壓力下降，比例伺服閥緩慢進(jìn)入b位，比例壓力閥使液壓缸上腔保持一定壓力。

(5)回程(v)。比例壓力閥3重新建立起泵壓，比例伺服閥進(jìn)入b位，液壓缸的運(yùn)動(dòng)由閥口PA控制，2YA失電，液壓缸的上腔通過(guò)充液閥5.1、5.2卸壓回油。

(6)減速停止(Ⅵ、Ⅶ)。經(jīng)過(guò)斜坡函數(shù)緩沖，比例伺服閥緩慢回到。位，液壓缸停止在位(Ⅶ)。

2．故障現(xiàn)象

某公司進(jìn)口的4000×500型壓彎?rùn)C(jī)(上、下模長(zhǎng)4m，壓頭壓制力SMN)，其液壓系統(tǒng)和伺服放大電路板是德國(guó)BOSCH公司的產(chǎn)品，控制系統(tǒng)是荷蘭DEEM公司的。該設(shè)備已運(yùn)行3年多，在加壓壓彎過(guò)程時(shí)B液壓缸突然出現(xiàn)高頻低幅顫抖，屏幕上的Y、Y2數(shù)值閃爍，泵出口的壓力表指針劇烈振蕩。這時(shí)若松開(kāi)腳踏開(kāi)關(guān)，液壓缸停止，顫抖也消除，再踩下腳踏開(kāi)關(guān)，又開(kāi)始抖動(dòng)。液壓缸在抖動(dòng)中緩慢下行，當(dāng)Y1、Y2達(dá)到壓制終了值時(shí)，抖動(dòng)停止，并正常返回到上位。

可見(jiàn)，液壓缸B在加壓壓彎時(shí)出現(xiàn)高頻抖動(dòng)，其他過(guò)程正常，而液壓缸A正常。

3．故障原因分析與排除

根據(jù)故障現(xiàn)象，繪出故障分析框圖，如圖56所示。

雖然泵出口壓力表指針劇烈振蕩，但液壓缸A無(wú)抖動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)排除泵源及比例壓力閥引起的抖動(dòng)。故障原因應(yīng)在B液壓缸及其對(duì)應(yīng)的液壓元件和電氣系統(tǒng)上。由于電氣檢測(cè)比較容易，首先對(duì)電氣回路進(jìn)行檢查，檢查時(shí)沒(méi)發(fā)現(xiàn)電路斷路和接觸不良現(xiàn)象，又更換了伺服放大板，故障沒(méi)有排除。液壓缸在其他動(dòng)作時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)，在上位停止和關(guān)機(jī)狀態(tài)下無(wú)下滑現(xiàn)象，初步判斷液壓缸本身無(wú)明顯故障。液壓缸的高頻顫抖應(yīng)該是閥10.2在a位小流量控制時(shí)頻繁開(kāi)關(guān)引起的，由于在其他過(guò)程時(shí)，從Y1、Y2的數(shù)值觀察，液壓缸A、B的同步性很好，之所以再加壓壓彎時(shí)顫抖，是因?yàn)樵谶@一過(guò)程中，位移傳感器Y2檢測(cè)油缸位移失常，計(jì)算機(jī)不斷給出糾正指令給閥10.2，因而液壓缸顫抖。

分析壓彎?rùn)C(jī)加壓壓彎時(shí)的液壓回路，由速度轉(zhuǎn)換點(diǎn)進(jìn)入慢速加壓壓彎過(guò)程中，伺服比例閥10.2由O位進(jìn)入a位，閥的開(kāi)口量較小，PB導(dǎo)通，2DT得電，閥5.2關(guān)閉，壓力油進(jìn)入液壓缸B無(wú)桿腔；3DT失電，錐閥8.2關(guān)閉，液壓缸B下腔的油液經(jīng)背壓閥9.2和伺服比例閥10.2的B-T口回油箱，安全閥6.2始終關(guān)閉。

因其他過(guò)程液壓缸A、B的同步很好，基本上可以排除閥10.2有故障。

若是閥5.2關(guān)閉不嚴(yán)或卡塞，液壓缸上腔的壓力將建立不起來(lái)，這將影響整個(gè)系統(tǒng)的壓力建立，進(jìn)而導(dǎo)致液壓缸A的動(dòng)作失常，可見(jiàn)，閥5.2工作正常。

假設(shè)錐閥8.2關(guān)閉不嚴(yán)或卡塞，造成背壓閥9.2短路，因有桿腔的回油流量較小，背壓會(huì)很小，這樣液壓缸在進(jìn)入加壓壓彎時(shí)動(dòng)作過(guò)速，突然下降，與故障現(xiàn)象不符。

經(jīng)檢查，安全閥6.2無(wú)問(wèn)題。

因此可以判斷故障原因是：背壓閥9.2調(diào)整的背壓偏低引起液壓缸位移變化反常，導(dǎo)致伺服比例閥10.2頻繁的開(kāi)關(guān)引起故障。于是用測(cè)壓膠管和壓力表從壓力檢測(cè)點(diǎn)C2測(cè)壓力，發(fā)現(xiàn)加壓壓彎時(shí)壓力表指針在10～14MPa振蕩，松開(kāi)閥9.2鎖緊螺母，用螺釘旋具順時(shí)針慢慢擰調(diào)壓絲桿，液壓缸顫抖變得輕微，壓力表擺動(dòng)減緩。當(dāng)背壓調(diào)到13MPa時(shí)，液壓缸停止顫抖，壓力表指針平穩(wěn)。機(jī)床恢復(fù)正常工作，運(yùn)行平穩(wěn)，故障排除，機(jī)床長(zhǎng)期投入使用，元件存在著正常的磨損、彈簧剛度的變化、密封件的密封性能變化等都會(huì)引起系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)發(fā)生變化，使控制信號(hào)與反饋信號(hào)的偏差增大，導(dǎo)致閉環(huán)控制系統(tǒng)的振蕩，使系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作。通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)可以使系統(tǒng)穩(wěn)定工作。