5MN壓彎機(jī)液壓缸顫抖故障分析與排除
1.壓彎機(jī)工作原理
圖54、圖55所示是典型的德國BOSCH壓彎機(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量系統(tǒng)Y1、Y2進(jìn)行檢測,并反饋到計(jì)算機(jī),兩液壓缸A、B的位移同步由兩個帶閥心位置反饋的伺服比例閥10.1、10.2來控制。系統(tǒng)的壓力由比例壓力閥3來控制。
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,由計(jì)算機(jī)計(jì)算出速度轉(zhuǎn)換點(diǎn)(上模接觸鋼板時,位移測量系統(tǒng)Y1、Y2的數(shù)值),以及壓到期望角度時Y1、Y2的終了數(shù)值。
壓彎機(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,液壓缸的上腔通過充液閥5.1、5.2充油,下降運(yùn)動由比例伺服閥的P B閥口控制。此時,液壓缸下腔由活塞排蹤的油液經(jīng)差動回路流往上腔,在屏幕上顯示Y1、Y2的數(shù)值。
(2)工進(jìn)下降(Ⅱ)。比例伺服閥10.1、10.2通過斜坡函數(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,差動回路關(guān)閉,通過比例壓力閥3給系統(tǒng)加壓,同步和位置控制仍然由兩個比例伺服閥控制,液壓缸的位置由位移測量系統(tǒng)檢測。當(dāng)Y1、Y2的數(shù)值達(dá)到終了值時,比例伺服閥進(jìn)入O位,液壓缸停止下壓。
(4)卸壓(Ⅳ)。經(jīng)過斜坡函數(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)動由閥口PA控制,2YA失電,液壓缸的上腔通過充液閥5.1、5.2卸壓回油。
(6)減速停止(Ⅵ、Ⅶ)。經(jīng)過斜坡函數(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型壓彎機(jī)(上、下模長4m,壓頭壓制力SMN),其液壓系統(tǒng)和伺服放大電路板是德國BOSCH公司的產(chǎn)品,控制系統(tǒng)是荷蘭DELEM公司的。
該設(shè)備已運(yùn)行3年多,在加壓壓彎過程時B液壓缸突然出現(xiàn)高頻低幅顫抖,屏幕上的Y1、Y2數(shù)值閃爍,泵出口的壓力表指針劇烈振蕩。這時若松開腳踏開關(guān),液壓缸停止,顫抖也消除,再踩下腳踏開關(guān),又開始抖動。液壓缸在抖動中緩慢下行,當(dāng)Y1、Y2達(dá)到壓制終了值時,抖動停止,并正常返回到上位。
可見,液壓缸B在加壓壓彎時出現(xiàn)高頻抖動,其他過程正常,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無抖動現(xiàn)象,應(yīng)排除泵源及比例壓力閥引起的抖動。故障原因應(yīng)在B液壓缸及其對應(yīng)的液壓元件和電氣系統(tǒng)上。由于電氣檢測比較容易,首先對電氣回路進(jìn)行檢查,檢查時沒發(fā)現(xiàn)電路斷路和接觸不良現(xiàn)象,又更換了伺服放大板,故障沒有排除。液壓缸在其他動作時運(yùn)行平穩(wěn),在上位停止和關(guān)機(jī)狀態(tài)下無下滑現(xiàn)象,初步判斷液壓缸本身無明顯故障。液壓缸的高頻顫抖應(yīng)該是閥10.2在a位小流量控制時頻繁開關(guān)引起的,由于在其他過程時,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顫抖,是因?yàn)樵谶@一過程中,位移傳感器Y2檢測油缸位移失常,計(jì)算機(jī)不斷給出糾正指令給閥10.2,因而液壓缸顫抖。
分析壓彎機(jī)加壓壓彎時的液壓回路,由速度轉(zhuǎn)換點(diǎn)進(jìn)入慢速加壓壓彎過程中,伺服比例閥10.2由O位進(jìn)入a位,閥的開口量較小,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,這將影響整個系統(tǒng)的壓力建立,進(jìn)而導(dǎo)致液壓缸A的動作失常,可見,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,背壓會很小,這樣液壓缸在進(jìn)入加壓壓彎時動作過速,突然下降,與故障現(xiàn)象不符。
經(jīng)檢查,安全閥6.2無問題。
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頻繁的開關(guān)引起故障。于是用測壓膠管和壓力表從壓力檢測點(diǎn)C2測壓力,發(fā)現(xiàn)加壓壓彎時壓力表指針在10~14MPa振蕩,松開閥9.2鎖緊螺母,用螺釘旋具順時針慢慢擰調(diào)壓絲桿,液壓缸顫抖變得輕微,壓力表擺動減緩。當(dāng)背壓調(diào)到13MPa時,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引起系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)發(fā)生變化,使控制信號與反饋信號的偏差增大,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。通過調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)可以使系統(tǒng)穩(wěn)定工作。