CK53160G型16m数控立车机械液压故障处理

■ 葫芦岛滨海水电大件制造有限责任公司 （辽宁 125004） 张顺廷

■ 渤海造船厂集团有限公司 （辽宁葫芦岛 125004） 崔立奇 郑海华 岳林红 王富国

CK53160G型16m数控立车机械液压故障处理

■ 葫芦岛滨海水电大件制造有限责任公司 （辽宁 125004） 张顺廷

■ 渤海造船厂集团有限公司 （辽宁葫芦岛 125004） 崔立奇 郑海华 岳林红 王富国

介绍了几例典型的16m数控立车机械、液压故障，针对这些故障采取了与之相适应的解决方法。

CK53160G型单柱16m数控立车就其加工工件的尺寸、规格及重量而言，目前仍属于国内最大设备之一。1990年由武汉重型机床厂制造安装并投入使用，2000年经过原厂家改造。

1. 滑枕平衡液压缸无油压

平衡液压缸作用：减轻Z轴方向重量，保证Z轴加工工件精度。平衡液压缸油压通过双联叶片泵建立，双联叶片泵型号为YB1-506，排量50/6（mL/r）。双联叶片泵作用：①在横梁卡紧和滑枕移动速度v＜6mm/min时，仅6mL/r叶片泵工作，供给滑枕平衡液压缸平衡油压为2.5MPa，此油压通过溢流阀型号Y-63调节。②50mL/r叶片泵流量通过电磁阀23D-63断电返回到油箱，作用减少通过溢流阀引起的发热，减少不必要能耗。③当滑枕向上快速移动速度超过6mm/min时，23D-63接通，将50mL/r流量并入油路系统内，快速向平衡液压缸注油，起到滑枕平衡作用。④当120t横梁移动时，双联泵同时供给横梁丝母静压、润滑；横梁导轨卡紧装置松开、导轨润滑供油，其他油路关断。⑤横梁卡紧装置系统通过电磁阀23D-63接通和断开，利用单向控制阀，型号为I-63，排量为63L/min，保证平行横梁平面的液压缸先卡紧，横梁升降螺母静压卸荷也是通过一个电磁阀23D-63通断。⑥在卡紧装置系统内增加一个减压阀和节流阀，保证静压横梁卸荷螺母有较高油压。

平衡液压缸内无压力处理：

（1）检查或更换溢流阀Y-63，回油管有时出油，有时不出油，平衡液压缸压力表为0。回油管出油时用手按住油管出口，油向外喷出，但压力表为0。人为按动电磁阀23D-63，使双联泵同时向平衡液压缸供油，液压缸油压表有压力显示，说明双联泵50mL/r泵正常。快速向上移动滑枕，电磁阀23D-63通电动作，此油路无故障。

（2）检查或更换油路中的单向阀 I-63，故障仍然存在。

（3）检查6mL/r叶片泵，出油口有油涌出，用手按出油口，液压油向外喷出。当时未怀疑6mL/r叶片泵损坏，但通过检查油路上所有液压元件，未发现有故障的液压元件，平衡液压缸仍无油压。

（4）决定更换双联叶片泵。更换后，平衡液压缸能迅速建立起2.5MPa油压。事后通过检查双梁叶片泵，分析出现故障原因是：立车每天24h运转，时间长了，双联叶片泵必然会磨损。6mL/r叶片泵有油喷出是假象，实质是6mL/r叶片泵已经不能建立油压。

2. 立柱向前移动时整个立柱+横梁+走台一起抖动

出现上述故障从以下几方面分析原因：

（1）检查立柱滑座静压浮起量，如图1所示。

立柱移动采用静压卸荷导轨，有4个主腔、2台双联叶片泵，每腔1台泵；2台双联叶片液压泵（1#、2#）型号为YB1-6.3，排量为6.3mL/r。

检查后，发现立柱滑座有一角未浮起。进一步检查立柱滑座2#卸荷液压泵，在油路中的油压力为5MPa，1#卸荷液压泵在油路中的油压力为2MPa，油压力偏低。检查1#卸荷液压泵油路，发现溢流阀Y-10溢流口出油过多。检修好溢流阀后，使油路中油压力能达到5MPa，但最低一角浮起量仍为0。

（2）检查去立柱滑座4套夹紧装置油路、去立柱滑座传动件润滑油及后支承油压力是4MPa，与液压图对照，油压正常。

（3）检查立柱滑座4套夹紧装置，每个夹紧装置内部有一叠形弹簧，通过内部液压缸活塞头顶压螺钉头，带动导向压板。导向压板利用杠杆原理，将立柱与床身夹紧。导向压板与床身下导面按0.04～0.06mm间隙调整。

检查中，发现浮起量最低夹紧装置有压力油，液压缸活塞头不动，其他3套夹紧装置液压缸活塞头在2mm左右动作。因此判断此套立柱夹紧装置有问题。启动液压泵，松开导向压板上的螺钉头，让夹紧装置不起作用。测量此处浮起量为0.01mm，说明此处夹紧装置调整过紧。松开螺钉头重新调整，调整方法是：夹紧装置在松开状态，在液压缸活塞头至螺钉头之间保持0.30mm，液压系统松开油压为4MPa。当泵站液压泵失电后，在夹紧装置内部叠形弹簧弹力作用下，液压缸活塞头行程有2mm，顶紧螺钉头，夹紧装置将立柱与床身夹紧。

通过上述检修后，最低浮起量为0.01mm（见图2），向前移动立柱，立柱+横梁+走台仍然一起抖动，未找到故障点。再进一步研究、检查去立柱滑座传动油路及后支承，发现显示油路油压为4MPa，表针不停晃动，怀疑去立柱滑座传动润滑油路及后支承油管路中有气体，因此将立柱滑座传动油管组件中的一路油管拆开，启动立柱泵站，瞬间气体连同压力油一起高压喷出。停电，拧紧油管。移动立柱，发现立柱移动正常，再没有出现整体抖动故障。分析原因：某次更换过立柱泵站中的多套过滤器，管路内有气体，造成此次立柱移动抖动故障。

因此在静压、润滑油路检修过程中，管路中有气体会造成意想不到的故障。如果怀疑油管中有气体，应首先想到将管路中的气体释放掉。

防范措施：在吸油管路过滤器上端增加一个单向阀，防止液压泵长时间不工作，吸油管路中进入空气。单向阀采用型号为I-100，流量为100L/min，开启压力为0.01MPa，并对液压站设计的压力做了调整。

3. 横梁升降电流大、噪声大

横梁卡紧：在平行横梁平面方向有7个液压缸（3个卡紧、4个顶紧）；在垂直横梁平面方向有10个液压缸（7个卡紧、3个顶紧），均为叠形弹簧卡紧。松开油压为4～5MPa，松开状态保证液压缸活塞头与螺钉头之间间隙为0.30mm，卡紧压板和导轨面的间隙为0.10mm。横梁升降静压卸荷螺母静压卸荷内压为2～4MPa。

图1 检修前立柱移动浮起量

图 2

由于横梁经常升降，为了上下大型加工产品。当横梁移动时，如果出现电流大、噪声大故障时，检查双梁叶片泵油压是否达到要求压力；过滤器是否堵塞；溢流阀是否调节合适；横梁升降只要保证有足够静压压力、足够多润滑油流量，横梁升降故障就能够解决。

4. 走台控制装置改进

16m数控立车走台自重20t，由于最初设计问题，出现过走台自动快速下滑掉落故障，并发出刺耳噪声，严重影响立车操作者自身安全，必须进行整改。

改造方案是：采用锥形抱闸电动机控制，功率4kW。立式安装在一台传动箱上，传动箱内部有一套涡轮蜗杆；再增加一套行星摆线针轮减速机，型号：XW-9、传动比=1∶59，这样改造后，走台再也没有出现自动下滑掉落故障。

5. X轴不锈钢护板被拉开处理

16m数控立车已经运行了25年，并且每天24h运行，期间对X轴护板修理过几次。例如，更换轴承、刮板条等。由于运行时间长，护板与护板之间已经变形，咬合不到位。其中严重的是X轴右侧护板第一节与第二节经常被拉开，增加了立车停台时间，共有两种方案。

（1）护板因磨损、变形，又由于X轴左右两侧护板长度都有一定富裕量，经研究决定，将X轴经常被拉开的2块护板，用3块长度为200mm×80mm×4mm的联接板，用不锈钢焊丝焊接在一起，既保证了护板拉力，又保证了立车正常运行。焊接中，尽量使2块不锈钢护板重叠，保证护板有足够运行长度，同时考虑护板不被整体推出，掉落地面。

（2）由于被拉开的护板增加，经集体研究、借鉴桥式吊车电葫芦电源、控制线运行方法，采用最简单、最直接的方案。在2块护板前后联接处各焊接1个M20螺母，每块护板焊接螺丝处前后各留有40mm距离，保证护板之间运行良好。前后螺母之间用φ6mm钢丝绳链接，两端钢丝绳用钢丝绳卡扣固定拧紧。每个护板链接处，上下各链接3条同等长度钢丝绳，增强了2块护板抗拉强度，保证每块护板正常平稳运行。通过半年实践证明，第2种方案既简单，又实用。

目前16m数控立车X轴不锈钢护板运行状态良好。

6. 刀架上滑枕、滑座传动件定程定量润滑油路改进

刀架上滑枕、滑座定程和定量润滑原设计不合理，油路中的油压带有微动开关控制电路，油路中油压时有时无，影响微动开关也发生变化。经研究决定采用始终供油方式，润滑油的压力在1MPa，保证此油路通畅，刀架润滑正常。

7. 工作台变速齿轮箱溢油处理

由于机床设计原因，工作台变速齿轮箱有时缺油。原因有两个：一是立车在更换加工工件时，变速齿轮箱润滑油通过与工作台齿轮链接处齿轮流到工作台油腔内，再流回到工作台泵站大油箱内；二是变速油箱内齿轮与工作台齿轮一起运转，齿轮润滑油甩工作台油腔内，再流回到工作台泵站大油箱内，因此需要从工作台大油箱向变速齿轮箱内补油，中间增加一台小型补油液压泵，通过变速油箱浮漂开关及PLC电气控制回路自动控制，变速油箱缺油补油，不缺时停止补油。

立车已经运行20多年，偶尔、不定期发现工作台变速油箱地坑内有一定量的润滑油，经过多年观察，未发现故障原因及故障点。

一次在巡检立车地坑时发现，补充润滑油液压泵已停止，但液压泵输出油管出口还有少量润滑油输出，因此找到故障根源是虹吸现象。故障处理就是将补充液压泵输出油管比输入油管高出一定距离后，工作台变速齿轮箱溢油故障消失。

更正启事

本刊2015年第5期，《插齿刀刃磨误差及修正》一文作者李瑞更正为李瑞春，特此更正！

本刊编辑部

20141109）