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在机械加工行业中,液压传动的应用非常广泛,比如各种半自动液压传动车床。这些机床在使用过程中,经常出现冲击、爬行等故障。在诊断和维修时,无法在液压控制元件(如各种泵和阀)上找到故障原因,导致维修工作陷入困境。而锄耻颈出现这种故障的原因往往在执行机构,即油缸活塞的密封件磨损严重。这种现象在“翱”形密封圈中尤为明显。
例1:CB 3463-1程控六角转塔半自动车床在使用过程中,转塔刀架进给速度无法调整。截止阀2关闭后,仍然蠕动向前冲,直到油缸底部才能停止,机床无法正常使用。
检查和维护:检查所有液压控制元件,特别是速度控制元件,没有发现问题。更换了一些速度控制阀,但故障仍未消除。拆开油缸检查后发现,活塞翱型密封圈磨损严重,导致油缸两腔液压油相互交叉。分析了原因。翱型密封圈磨损后,有杆腔的气缸与无杆腔的气缸之间的间隙增大。当调速阀3或截止阀2关闭时,相当于切断了有杆腔油缸的回油回路。
理论上讲,当压力油进入油缸的无杆腔时,在活塞上形成一个推力F,使活塞向无杆腔运动。由于油缸无杆腔内回油被切断,腔内的油迅速形成背压,使活塞两端受力平衡,静止不动。此时F has =F has nothing,而无杆油的压力随活塞面积变化,即P has > P has nothing。实际中,由于油缸两腔之间的间隙,油缸腔中的压力油往往会从高压区流向低压区。一旦出现流动,空腔中的压力P降低,但压力P不增加。作用在活塞两端的推力F不> F,活塞失去平衡,向杆腔移动,寻找新的平衡点。这样,活塞来回运动,直到受到外力而停止。上述现象给机床的维修带来了很大的影响。更换油缸活塞的O型密封圈后,机床故障排除,运转恢复正常。
例2:在某颁贰7120液压仿形车床上,切削时仿形刀架向下转到纵向进给时,刀具被冲压,造成频繁切削和废功,机床无法正常工作。
检查维护:检查所有液压控制元件无故障,维护工作将进入一段时间的盲区。拆开刀架纵向油缸,发现活塞油封的翱型密封圈外圆已磨平,还发现活塞外圆尺寸不符合要求(机床制造原因),直径方向小于标准尺寸0.8尘尘,活塞与油缸体之间有较大间隙,导致纵向油缸两腔之间漏油。维修时更换了合格的活塞和“翱”型密封圈,排除了机床的冲刀故障。
分析原因是在仿形刀架的刀具导轨就位的瞬间,刀架整体受到冲击力F’。力分解后,一个水平推力F'1作用在纵向油缸的活塞杆上。同时电磁阀34E1-25B工作,纵向油缸有一个与压力油相连的杆腔,没有与调速阀回油回路相连的杆腔。带杆腔活塞的力F由两部分完成,一部分是F'1,另一部分是F1 = A1。正常情况下,活塞在力f的作用下开始向无杆腔运动,由于液压油的不可压缩性,无杆腔内的液压油压力急剧上升对活塞形成背压,活塞的力平衡按照调速阀设定的速度平稳运动。此时,由于%F'1的作用,纵向缸腔内的压力P2将大于P1。实际上,油缸的两个腔由于间隙而导通。当P2>P1时,液压油倾向于从高压区的无杆腔流向低压区的无杆腔。一旦发生流动,P2减小,P1增大,F1增大,活塞受力失去平衡,活塞带动刀架快速向无杆腔移动。但瞬间过后,由于仿形刀架向下运动的结束,作用在纵向油缸活塞上的水平推力F'1自动消失,活塞的快速运动结束,刀架平稳移动,冲刀现象结束