100t油压冲床上升动作异常故障处理.pdf

运行与维护 Running and Maintenance 110 今日制造与升级 2023.60引言湛江德利车辆部件有限公司（以下简称“公司”）有一套铝台2000t 压铸生产单元，是公司关键设备之一，为实现生产自动化，配备了100t 油压冲床用于铝合金压铸件的清理和整形等。2022年5月4日开始，该油压冲床开始出现增压保压完成后动模板不能正常上升的问题，导致生产不连贯，对该公司的产品交付造成较大影响。1 故障处理的基本过程（1）5月4日，动模板上升异常的故障（以下简称“该故障”）刚开始出现的时候，发生的频次较低，约1次/1班（8h），每次出现时操作人员切换成手动，打一次下降、上升，即可恢复正常的上升动作。（2）后来该故障愈发频繁，而且每次发生的时候，都要操作人员切换成手动后，反复打好几次下降、上升才可恢复正常，至5月8日下午几乎无法连续生产。分析故障原因后，对主油缸的充液阀进行拆卸解体，发现充液阀的控制阀芯有发卡现象，于是对该阀芯进行研磨清洗，直至控制阀芯在阀套内能滑动顺畅，再次安装后设备动作恢复正常。（3）5月14日，该故障复现。第二次拆开充液阀，却未见明显异常，经过再次研究工作原理，认真观察故障现象，认为是充液阀性能下降，工作不稳定所致，由于缺乏备件，决定另想办法。（4）在充液阀的旁边，增加了一路液控单向阀，当上升阀得电时，该液控单向阀被液控开启。5月15日，经油路改造后设备恢复正常。2 故障处理的思路解析（1）现场观察。系统压力正常（图1中压力表1达到设定值，P1=8MPa），动模板不在冲压产品的位置时，动模板始终可以顺利上升、下降；冲压产品时增压保压正常（图1中压力表2达到设定值，P2=8MPa）；保压完毕冲床的动模板应上升时，外缸无杆腔压力先降为零，然后动模板正常上升，而每次出现上升动作异常时，都同时伴有外缸无杆腔不泄压的现象。（2）分析冲床动模板上升下降部分的液压工作原理（图1）。动模板下降：上升下降主阀的 sT1电磁铁得电，系统压力油经上升下降主阀的 P 口 B 口，压力油进入主油缸的内缸（同时通增压阀的 P 口），欲推动活塞下行，主油缸外缸有杆腔的油经平衡阀上升下降主阀的 a 口上升下降主阀的 T 口回油箱，产生动模板向下的趋势，然后外缸无杆腔通过充液阀从油箱吸油进入外缸无杆腔，填充无杆腔容积，实现动模板的下降动作；动模板下降到位冲压产品（增压）：上升下降主阀的 sT1电磁铁继续得电，系统压力油仍通主油缸内缸，同时通增压阀的 P 口，当增压阀的 sT3得电时，压力油经增压阀的 P 口 B 口进入外缸无杆腔，关闭充液阀，形成增压；动模板上升：增压保压若干秒后（按工艺要求），sT3电磁铁失电，上升下降主阀的 sT2电磁铁得电，系统压力油从上升下降主阀的P 口 a 口平衡阀的单向阀外缸有杆腔，欲推动活塞上行，系统压力油同时进入充液阀控制腔后顶开充液阀，外缸无杆腔的油充液阀回油箱，内缸的油则经上升下降主阀的 B 口 T 口回油箱，实现动模板的上升动作。系统压力P1增压压力P2压力表2压力表1平衡阀主油缸充液阀内缸增压阀动模板上升下降主阀外缸有杆腔外缸无杆腔ST1TTBBAAPPST2ST3图1 上升下降部分液压原理摘要 文章介绍了100t 油压冲床上升动作异常的处理过程，由于缺乏备件，通过进行局部液压系统改造解决了问题。关键词充液阀；液控单向阀；控制油口中图分类号U468.4 文献标志码A100t油压冲床上升动作异常故障处理许明（湛江德利车辆部件有限公司，广东湛江524003）运行与维护 Running and Maintenance 2023.6 今日制造与升级 111（3）结合上述分析，可以得出如下结论：系统压力正常；上升下降主阀工作正常；平衡阀工作正常；增压阀工作正常；主油缸内无明显问题；充液阀在外缸无杆腔无压力（未经增压，或增压后能正常泄压）的情况下能正常工作，完成从油箱吸油和使油液回油箱的动作；充液阀在增压时能关闭，且阀芯封口处密封良好；增压动作执行之后，动模板应上升时，充液阀有时不能正常开启，导致外缸无杆腔的油液不能经充液阀回油箱，动模板无法正常上升。（4）因此，当前的主要问题是充液阀的性能下降，它在外缸无杆腔处于无压力（未经增压，或增压后能正常泄压）的情况下工作比较稳定，但在外缸无杆腔处于有压力状态时（增压保压之后），充液阀就出现动作不稳定的情况。（5）由于充液阀公司暂时无备件，且采购周期较长，将其解体之后也没有看出明显的异常，现有维修能力和手段难以解决充液阀当前的问题。为尽快恢复生产，准备尝试对这部分液压系统进行局部改善。改善方向是在增压保压完毕，应该执行上升动作时，设法使外缸无杆腔有其他渠道可以泄压，便于充液阀能正常开启。（6）改善思路如图2所示，准备在充液阀的旁边增加一个液控单向阀，在动模板需上升的时候控制油口供压力油顶开该液控单向阀，使外缸无杆腔泄压。从库房领出一件液控单向阀，对其进行检查，用压力为0.5MPa（定义为P3）的压缩空气验证，控制活塞、单向阀芯等动作正常。系统压力P1增压压力P2液控单向阀平衡阀设定压力P4尝试这样接入一个液控单向阀压力表2压力表1平衡阀充液阀内缸增压阀动模板上升下降主阀外缸有杆腔外缸无杆腔ST1TTBBAAPPST2ST3图2 改善思路示意（7）5月15日上午，将油路连接完毕后试机，冲床的上升下降动作恢复正常，但是出现一个新问题：冲床主油缸的增压压力异常，只有不到2MPa（工艺要求是8MPa）。由于在此次改造之前没有这个问题，于是判定问题出在这个新增的液控单向阀上，增压时外缸无杆腔的油液从该阀处泄漏了，具体的原因可能是该阀阀芯封口的密封失效，或者是液控方面出现问题，使液控单向阀非正常开启。（8）首先检查这部分新增油路的连接方式：主通道部分，液控单向阀在增压时处于单向截止状态，其他时间则是自由状态，说明该阀主油路的接管正确；液控单向阀的控制油取自液压油路板驱动主油缸上升的油管处，即用于连通液压油路板外缸有杆腔的油管。（9）按照图2，根据改造思路，该液控单向阀的控制油，应取自上升下降主阀的 a 口处，与原充液阀的控制油是同一个位置。（10）再次查阅图2，在外缸有杆腔与上升下降主阀之间有一个平衡阀，其作用是防止动模板因自重下行而引起的安全问题。因此外缸有杆腔与平衡阀之间的位置是有压力的，该压力值在动模板上升过程中等于系统压力 P1（8MPa），动模板停止、下降或增压过程中则等于平衡阀设定值（定义为 P4，经核算，P43MPa）。（11）观察液压站实物，发现上升下降主阀、平衡阀和增压阀，被设计者集成在同一个油路板内，在改善实施中用于连接新增液控单向阀控制油口的位置，实际是图2中平衡阀与外缸有杆腔之间的位置，而这里始终有压力，其实际压力为 P1或 P2，均 P3（经（6）的验证可知，P30.5MPa），如果接在这里，液控单向阀实际始终处于开启的状态，不符合改善思路，因此对液控单向阀控制油口的接法是错误的。（12）于是，修改了液控单向阀的控制油口接法，从充液阀控制油管的接头处安装三通，分一支连接到新增的液控单向阀控制油口，到5月15日16：00，二次改善实施完毕，设备恢复正常，交付车间使用，如图3所示。同时，采购充液阀，待充液阀继续恶化、完全无法使用时予以更换。系统压力P1增压压力P2液控单向阀平衡阀设定压力P4液控单向阀的控制油从充液阀的控制油口引出，改善成功压力表2压力表1平衡阀充液阀内缸主油缸增压阀动模板上升下降主阀外缸有杆腔外缸无杆腔ST1TTBBAPPST2ST3图3 改造后上升下降部分液压原理运行与维护 Running and Maintenance 112 今日制造与升级 2023.63 故障处理小结（1）冲床刚开始出现生产中偶尔不上升情况时，操作人员通过切换手动多打几次下降、上升，就是为了冲击一下充液阀，让它能继续维持生产。后来，充液阀性能再度下降，使这种生产方式也难以为继，在缺乏备件的情况下，只能想办法对液压系统进行局部的改造。（2）选择的方案是在平行于原充液阀的位置增加一路液控单向阀，相当于在外缸无杆腔与增压阀之间又安装了一个小型充液阀（通径为1/2寸，原充液阀的通径为4寸），主要目的是确保上升时，外缸无杆腔能顺利泄压。而且，即使原充液阀仍然打不开，外缸无杆腔的油也可以从新装液控单向阀回油箱，实现动模板的上升动作（速度会变慢）。（3）该改善方案实施后，从故障排除角度说，较好、较快解决了增压保压之后动模板不能稳定正常上升的问题，对生产交付形成了有力支撑，从液压工作原理分析，是对较大型油压冲床液压系统的一次优化，使冲床的工作稳定性增强了，具有一定的推广价值。4 结束语通过此次故障处理，认识到设备制造厂家提供的液压原理图，有时候并不能完全表现出其对应液压系统的实际回路，因此在进行液压故障诊断或系统改造的时候，除了要通过液压原理图认真进行研讨以外，还应更多结合液压系统的实物来考虑、分析问题，使工作更加高效。参考文献1 史纪定，嵇光国.液压系统故障诊断与维修技术M.北京：机械工业出版社，1990.作者简介许明（1974），男，湖北京山人，本科，高级工程师，主要从事压铸类设备的维修、改造和管理工作。0引言压煮器是氧化铝拜耳法工艺中的核心设备，体积大、质量重、数量多，施工难度大尤其吊装1。五矿二十三冶建设集团有限公司承建的山西鲁能晋北铝一期压煮溶出系统工程，压煮器共计22台，尺寸为 3m18m，重量为100t。对2种吊装方案进行比对（采用汽车吊和自制桅杆吊装），考虑经济、工期、安全等综合因素，最后采用自制龙门桅杆吊装，并取得了良好的经济效果。并且在山西鲁能晋北铝二期压煮溶出系统工程中，已成功吊装了、系列压煮器，受到了业主和监理的一致好评。为了推广使用龙门桅杆吊装法施工技术，下面系统介绍该技术。1 技术优点（1）采用2台10t 单筒恒速卷扬机和2组80t6轮滑车组作为主吊牵引力，尾部采用100t 汽车吊或拖排溜尾，2台卷扬机起升速度控制在0.02m/s，并保持同步，设备就位过程平稳，无冲击。（2）若尾部受场地限制可采用拖排溜尾，吊装影响区域小，不影响旁边结构安装。（3）桅杆中心与设备基础中心重合，设备就位时间短，精度高。（4）与常规的压煮器吊车吊装方案相比较，吊车吊装方案施工成本高，影响区域范围大，施工周期比桅杆吊装工期长3 4d，指挥难度大。而采用桅杆吊装先期投入费摘要压煮器是氧化铝工程压煮溶出系统的核心设备之一，体积大、质量重、数量多。压煮器若采用常规汽车吊吊装，施工成本高，影响区域范围大，施工周期长，指挥难度大，但龙门桅杆吊装法施工技术成为处理这类问题的有力工具，极大地提高了施工效率，节约了工程费用，并取得了良好的经济效益和社会影响。关键词压煮器；龙门桅杆；施工技术中图分类号U656.1 文献标志码A龙门桅杆吊装压煮器的施工技术研究刘超军（五矿二十三冶建设集团有限公司，湖南长沙410000）