屏加工液压系统压力波动的原因及防止措施

刘庆伦

（中山火炬职业技术学院，广东 中山 528436）

屏加工液压系统压力波动的原因及防止措施

刘庆伦

（中山火炬职业技术学院，广东 中山 528436）

屏加工液压系统（Screen processing Hydraulic System）出现压力波动的主要原因有两种：机械方面、电气方面。屏加工车间的输出压力一般为13MPa，屏产品研磨过程中其液压系统一旦出现多次压力波动情况，势必会造成研磨电流的不稳定。文章综合屏加工液压系统的基本构造、基本工作原理以及基本工作压力等，分析屏加工液压系统压力波动形成的基本原因，根据具体原因进行具体分析，以期能够提出针对性的解决措施。

屏加工液压系统；压力波动；解决措施

屏表面研磨机出现液压系统压力波动问题已经成为屏加工车间的一大主要难题之一，如果屏产品在研磨过程中，受到的压力忽上忽上忽高忽低，一旦上述问题过于严重时势必会引起磨头电机跳闸情况出现，更为危险的是会对研磨产生缺陷，继而造成不良的后果。屏加工车间液压系统在运行过程中所暴露的问题中最为常见的就是液压系统的压力波动，一旦出现压力波动情况，轻则使屏产品出现缺陷等，重则使机械设备无法开机运行，工作效率降低，给工厂和企业带来巨大的经济损失。

1 屏加工液压系统的基本构造

图1 屏加工液压系统的基本构造图

2 屏加工液压系统压力波动的基本原因分析

屏加工车间共有2条生产线，2台液压机，每台液压站向2条生产线提供油压，每条线有一台TEC（移栽机）和5台MONDULE（模块机）液压系统相互连接。液压站的输出压力一般为128bar。表面粗磨的MONDULE的使用压力一般为80bar～115bar，细磨MONDULE1、MONDULE2、MONDULE3的使用压力一般为65bar～100bar，表面抛光的MONDULE使用压力一般为80bar～115bar，移载机的压力一般为60bar。移载机的使用压力一般是固定的，不需要进行调整，MONDULE的使用压力是可以进行调节的。基于此，移载机只要使用调压阀就可，而MONDULE在安装了远程控制的调压阀之后，实际压力在1bar左右徘徊。从另外一个角度来看，机械设备安装运行过程中本身就出现了磨损行为，在经历跑合、稳定以及剧烈磨损等阶段中，屏加工液压系统也不例外，其相关部件都需要经过上述磨损阶段。液压系统本身由以元件组成：驱动元件、控制元件、执行元件、辅助元件等。屏加工车间液压系统的驱动元件一般为柱塞式油泵，控制元件有：比例调压阀、比例换向阀等；执行元件有：直线油缸、旋转油缸等；辅助元件有：过滤器、蓄能器、密封件、管件等。上述任何一个环节出现问题均会使得屏加工液压系统出现压力波动情况，基于此，笔者将根据相关工作经验 ，分析屏加工液压系统出现压力波动的相关原因。

（1）比例调压阀受损。ERJKVSKHAOA68 2015488型比例调压阀是由美国GIWIOL公司设计的，最大使用压力为32.2MPa，主要功能是稳定压力。比例阀使用的是将螺栓固定在一个分配块上，稳定好进油口、出油口、密封圈以及卸油孔等。将比例线圈的驱动阀芯往下移动可以使锥孔被全部堵住，再组织主阀阀芯上下两腔压力的同时，将主阀阀芯的弹簧压力压到最底端，此时压降为最小。锥阀芯向上移动，和锥孔之间形成一个环形缝隙，油经过阻尼孔向上流过环形缝隙之后，经过阻尼孔之后再流回油箱内。此时，主阀阀芯的两端产生了一定的压力差，主阀阀芯在此种压力作用下克服了弹簧阻力逐渐向上移动，减压口的开度也逐渐变小，压强逐渐增大，输出压力逐渐降低。锥阀芯越往上移环形缝隙越来越大，油在阻尼孔中的流速也越来越大，主阀阀芯上下两腔的压力差越变越大。倘若锥阀芯不再被移动，环形缝隙也就不再变化，油在阻尼孔中的流速变成稳定值之后，主阀阀芯也不会再移动，主阀出现问题时会造成压力波动情况。

应用基础：在液压控制回路中，往往是通过一个电信号来控制压力的。举例来说，远程控制为了避免长距离进行液压管线，或者说为了实现远程程序控制，其压力必须要进行自动调节。上述比例减压阀相当于模拟可塑性机器中的远程功能。在安装过程中，需要通过O形圈进行密封处理。上述安装特点主要表现在以下三个方面：①流速高且流率高；②控制较为稳定；③简明的电子程序控制。比例阀的主阀端口一般有以下4个：①A；②B；③X；④Y。每一个比例阀的端口均和板块上的端口互为对应，通过调节主阀阀芯上的压力来进行上下移动，由于主阀阀芯在操作过程中是被浸泡在油里面工作的，因此润滑性比较高，磨损程度也较小，主阀部分不会出现相关问题而导致液压波动情况出现。先导阀的部分问题是通过改变线圈的电流大小儿作用在先导阀芯上，便于发现先导阀芯关键部件的调节孔压力大小，一旦调节孔的孔口被完全密封，此时锥阀芯形成了线密封。由于调节孔压力被长期撞击，所以导致小孔处出现磨损情况，一旦发生磨损之后，撞针的锥面会呈现出一个环形的小沟，降低小孔的圆度之后，线密封就会发生渗漏情况，通过孔口的液压流量来进行相应控制，一旦没有达到精确控制，势必会出现液压波动情况。基于此，只要更换零件就好，此种比例阀一般为美国进口，不提供零件售后，但是整体液压阀的价格比较高，所以综合考虑需要进行自主维修。对于严重磨损的零部件，只能采取更换零件的方法。对于磨损较轻的零件需要采取打磨方法，打磨以后撞针的锥面和阀座，在粗糙度上面一般达到0.35μm。阀座将磨床上面的平面磨削掉之后（一般为0.03mm～0.05mm），配置在相应装置上时，由于阀座的厚度变薄，所以需要在阀座的最外周垫上0.03mm～0.05mm左右厚度的铜环垫，弥补好阀座的厚度，否则一旦阀座变薄，势必会出现渗漏情况而使液压出现波动。

在先导阀方面，由于锥阀芯被长期上下移动 ，经常接触到锥孔位置，逐渐在锥阀芯上形成沟槽，锥孔的上口圆度也会相应降低，导致两者之间形成的缝隙不够规则，阻尼孔内的油料速度不够稳定，会立即出现压力波动情况。

（2）油液温度超过规定范围。油液黏度决定了油液在管道和比例阀内的流动速度，油温对于油液黏度的影响也比较大，直接影响着液压系统中的压力稳定情况。一般而言，屏加工液压系统的油温一般在28℃～52℃，若油温不在正常范围之内，系统将自动开启冷却系统模式或者加热系统模式，使油温能够逐渐恢复正常。

（3）蓄能器N2压力不足。蓄能器N2压力对于保持液压系统的稳定来说起到了极大的作用，尤其是在执行元件换向时，所面临的冲击压力比较大，蓄能器因此也就起到了缓冲的作用。蓄能器内要求N2的浓度达到99.98%以上 ，不能够使用O2。对于N22的压力要求大于或者对于最大工作压力的26%左右，小于或者等于最小工作压力的89%左右。举例来说，液压站的工作压力一般为135bar～145bar，因此液压站的N2压力为：145×26%≤Pn2≤135×89%,即为 37.7bar≤Pn2≤120.15bar。对于蓄能器内的N2压力，需要每4个礼拜检查一次，一旦发现N2压力出现异常情况时，需要立即进行补充；与此同时，需要注意测量N2压力和补充N2压力时要把蓄能器内的油压完全泻掉。

3 结语

综上所述，需要控制好比例调压阀受损、油液温度超过规定范围以及蓄能器N2压力不足等影响因素，尤其是控制好比例阀，继而能够控制好屏加工液压系统压力波动的基本原因。

［1］王树利.屏加工液压系统压力波动的原因及防止措施［J］.设备管理与维修，2010，15（1）：64.

［2］王文红.自动插入弯曲机及其PLC控制［J］.液压与气动，2007，16（11）：48-50.

Causes and Preventive Measures of Pressure Fluctuation in Screen Processing Hydraulic System

LIU Qing-lun

（Zhongshan Torch Polytechnic，Zhongshan，Guangdong 528436，China）

There are two main reasons for the pressure fluctuations in screen processing hydraulic system（screen processing hydraulic system）：mechanical and electrical.The output pressure of the screen processing workshop is generally 13MPa，and the pressure of the hydraulic system in the grinding process of the screen products will be unstable.The paper analyses the basic reason of pressure fluctuation of hydraulic system for screen processing based on the basic structure，basic working principle and basic working pressure of the hydraulic system integrated screen processing and makes a concrete analysis of specific reasons in order to put forward targeted solutions.

screen processing hydraulic system；pressure fluctuation；solution

TH17

A

2095-980X（2017）01-0024-02

2016-12-24

2016年广东省中山市社会公益科技研究项目（编号：2016B2126）。

刘庆伦，讲师，博士研究生，主要从事精密加工领域研究。