Danfos OMS型液压马达爆破原因分析及改善

曹 毓

（扬州大学机械工程学院，扬州 225127）

在过去几年的假期社会实践中，笔者和南通某厂的技术工人遇到油压染色机的出入布液压马达输出轴处经常爆破的问题。具体的油压染色机出入布液压油路如图1所示，机台入布时，1B、2A、6A、7B、8A电磁线圈得电，换向阀处于相应的机能位置，此时通过张力调节阀调整出入布液压马达（OMS型）的速度来控制布料的张力；机台出布，控制则相反。该回路在布料出布或入布结束时，液压马达输出轴处经常爆破。笔者还从管理人员处了解到这一支液压马达价格高达6000元，且购买周期较长，会严重影响工厂的生产进度。

图1 出入布液压回路图

1 设备概况介绍

据了解，油压染色机为西德之产品，已运转使用长达40多年，许多液压元件已停止生产。

2 工况介绍

油压染色机位于此厂染整车间，棉絮粉尘较多，空气湿气较大，液压油容易被粉尘污染，水气乳化，不利于液压组件工作。

3 OMS315型出入布液压马达的特性

第一，低转速高扭力，运转平稳；第二，回油耐压高，最高回油压力7.5MPa；第三，内有止回阀，保证轴的密封压力不会超过回油管路的压力；第四，能承受较大的轴向和径向负荷；第五，正常工作条件下寿命很长。

4 故障原因分析

经技术工人的拆卸分解，在笔者的辅助下检查换向阀，溢流阀，未发现任何异常，并测试液压组件工作，均为正常。

笔者分析认为，液压马达输出轴处经常爆破与其内部压力有关：内部压力超过轴的密封额定压力，马达便会爆破。

那故障出现在出布或入布结束时，高压从何而来?经思考，机台出入布结束，换向阀换向，那么问题就可能出现在换向过程中。出入布液压马达是靠1#、2#换向阀控制的，1#换向阀控制马达的转向，2#换向阀控制马达回油方式，换向过程中存在过渡过程，P、A、B、T口存在不同的通断关系。1#、2#换向阀为4WE10E电磁换向阀，过渡机能如图2所示。

图2 4WE10E电磁换向阀机能符号

仔细分析可知，如果出入布结束瞬时，1#换向阀换向故障，2#换向阀正常换向，马达内部压力会突然升高而爆破。

考虑到电磁换向阀换向虽然是短暂的，但还是需要时间，WE10电磁换向阀AC220V断电换向时间为25ms，实际上由于阀的加工精度、电磁线圈、外界工况、油的状况等方面的影响，换向阀断电换向时间会比25ms更长，1#、2#换向阀断电换向时间会有差异，差异时间可能也会很长，如果1#换向阀在2#换向阀换向后，那么马达内部会产生瞬间高压，导致易爆破。

5 改善过程

经过以上分析，如将2#换向阀更换为4WE10H电磁换向阀，过渡机能如图3所示。换向过程中P口和A、B、T口相通，回油直接回油箱，马达内部不可能产生高压，马达不会被爆破而损坏。其中，存在几个问题点。

第一，由于该厂所属公司采购制度限制，购买4WE10H电磁换向阀时间较长，至少2个月；第二，如在购买换向阀时，出入布液压马达爆破，该马达为丹麦产品，不单独销售零配件，更换马达，维修费用较高；第三，如出入布液压马达爆破，会严重影响生产及产品质量；第四，改善费用较高，4WE10H电磁换向阀单价约为2500元，该厂油压染色机共有5台，人工费用不算，改善费用为：2500×5=12500（元）。

图3 4WE10H电磁换向阀机能符号

更换4WE10H电磁换向阀的意义为：2#换向阀的P口永远不可能封闭，出入布液压马达回油会顺畅，不会产生瞬间高压。

根据更换4WE10H电磁换向阀的意义，进行了相关改善，在出入布液压马达上增设了回油管路，不管机台出布、入布，还是出布、入布结束停止瞬间，液压马达回油会顺畅，不会产生瞬间高压。

经事后了解，改善费用仅为300元，此后没有发生过出入布液压马达爆破的现象，大大降低了设备故障，保证了工厂生产效率。

6 结论与感想

液压传动系统设计中，选用换向阀除注意中位机能外，不能忽视过渡机能的作用；合理改善设备应该在保证设备必备功能，降低设备故障的前提下，追求成本最低；“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，理论与实践相结合，才可以收获更多。