SMN压弯机液压缸颤抖故障分析与排除
1.压弯机工作原理
图54、图55所示是典型的德国BOSCH压弯机液压系统图和工作状态图,由计算机实现程序控制,液压缸位置由一套位移测量系统Y1、Y2进行检测,并反馈到计算机,两液压缸A、B的位移同步由两个带阀心位置反馈的伺服比例阀10.1、10.2来控制。系统的压力由比例压力阀3来控制。
根据不同的工件厚度、材质、期望的弯角度、上下模的编号,由计算机计算出速度转换点(上模接触钢板时,位移测量系统Y1、Y2的数值),以及压到期望角度时Y1、Y2的终了数值。
压弯机的工作原理为:
(1)快速下降(I)。液压缸A、B依靠压头和上模的自重下降,液压缸的上腔通过充液阀5.1、5.2充油,下降运动由比例伺服阀的P B阀口控制。此时,液压缸下腔由活塞排踪的油液经差动回路流往上腔,在屏幕上显示Y1、Y2的数值。
(2)工进下降(Ⅱ)。比例伺服阀O.1、10.2通过斜坡函数缓冲进入。位而关闭,上模缓慢压向工件,即到达速度转换点。
(3)加压压弯(Ⅲ)。2YA得电,充液阀5.1、5.2关闭,3YA失电,差动回路关闭,通过比例压力阀3给系统加压,同步和位置控制仍然由两个比例伺服阀控制,液压缸的位置由位移测量系统检测。当Y、Y2的数值达到终了值时,比例伺服阀进入O位,液压缸停止下压。
(4)卸压(Ⅳ)。经过斜坡函数缓冲的压力下降,比例伺服阀缓慢进入b位,比例压力阀使液压缸上腔保持一定压力。
(5)回程(v)。比例压力阀3重新建立起泵压,比例伺服阀进入b位,液压缸的运动由阀口PA控制,2YA失电,液压缸的上腔通过充液阀5.1、5.2卸压回油。
(6)减速停止(Ⅵ、Ⅶ)。经过斜坡函数缓冲,比例伺服阀缓慢回到。位,液压缸停止在位(Ⅶ)。
2.故障现象
某公司进口的4000×500型压弯机(上、下模长4m,压头压制力SMN),其液压系统和伺服放大电路板是德国BOSCH公司的产品,控制系统是荷兰DEEM公司的。该设备已运行3年多,在加压压弯过程时B液压缸突然出现高频低幅颤抖,屏幕上的Y、Y2数值闪烁,泵出口的压力表指针剧烈振荡。这时若松开脚踏开关,液压缸停止,颤抖也消除,再踩下脚踏开关,又开始抖动。液压缸在抖动中缓慢下行,当Y1、Y2达到压制终了值时,抖动停止,并正常返回到上位。
可见,液压缸B在加压压弯时出现高频抖动,其他过程正常,而液压缸A正常。
3.故障原因分析与排除
根据故障现象,绘出故障分析框图,如图56所示。
虽然泵出口压力表指针剧烈振荡,但液压缸A无抖动现象,应排除泵源及比例压力阀引起的抖动。故障原因应在B液压缸及其对应的液压元件和电气系统上。由于电气检测比较容易,首先对电气回路进行检查,检查时没发现电路断路和接触不良现象,又更换了伺服放大板,故障没有排除。液压缸在其他动作时运行平稳,在上位停止和关机状态下无下滑现象,初步判断液压缸本身无明显故障。液压缸的高频颤抖应该是阀10.2在a位小流量控制时频繁开关引起的,由于在其他过程时,从Y1、Y2的数值观察,液压缸A、B的同步性很好,之所以再加压压弯时颤抖,是因为在这一过程中,位移传感器Y2检测油缸位移失常,计算机不断给出纠正指令给阀10.2,因而液压缸颤抖。
分析压弯机加压压弯时的液压回路,由速度转换点进入慢速加压压弯过程中,伺服比例阀10.2由O位进入a位,阀的开口量较小,PB导通,2DT得电,阀5.2关闭,压力油进入液压缸B无杆腔;3DT失电,锥阀8.2关闭,液压缸B下腔的油液经背压阀9.2和伺服比例阀10.2的B-T口回油箱,安全阀6.2始终关闭。
因其他过程液压缸A、B的同步很好,基本上可以排除阀10.2有故障。
若是阀5.2关闭不严或卡塞,液压缸上腔的压力将建立不起来,这将影响整个系统的压力建立,进而导致液压缸A的动作失常,可见,阀5.2工作正常。
假设锥阀8.2关闭不严或卡塞,造成背压阀9.2短路,因有杆腔的回油流量较小,背压会很小,这样液压缸在进入加压压弯时动作过速,突然下降,与故障现象不符。
经检查,安全阀6.2无问题。
因此可以判断故障原因是:背压阀9.2调整的背压偏低引起液压缸位移变化反常,导致伺服比例阀10.2频繁的开关引起故障。于是用测压胶管和压力表从压力检测点C2测压力,发现加压压弯时压力表指针在10~14MPa振荡,松开阀9.2锁紧螺母,用螺钉旋具顺时针慢慢拧调压丝杆,液压缸颤抖变得轻微,压力表摆动减缓。当背压调到13MPa时,液压缸停止颤抖,压力表指针平稳。机床恢复正常工作,运行平稳,故障排除,机床长期投入使用,元件存在着正常的磨损、弹簧刚度的变化、密封件的密封性能变化等都会引起系统内参数发生变化,使控制信号与反馈信号的偏差增大,导致闭环控制系统的振荡,使系统不能稳定工作。通过调整系统内参数可以使系统稳定工作。