淺談密封件故障的檢測與維修
2017-9-12

    眾所周知,機械加工行業中,液壓傳動應用非常廣泛,如各類半自動液壓傳動車床等。這些機床在使用過程中,經常出現諸如沖擊、爬行等故障,診斷維修時,往往在液壓控制元件(如各類泵、閥)上找不到故障原因,致使維修工作陷入困境。而最終此類故障還是常在執行元件上找到原因,即油缸活塞密封元件嚴重磨損所致。該類現象尤以“O”形密封圈見多。

  實例1:某一CB3463-1程控六角轉塔半自動車床,在使用過程中,出現了轉塔刀架進給速度無法調整的故障現象,截止閥2關閉后仍有爬行、前沖,并且一直到油缸底部才能停止,機床無法正常使用。

  檢測與維修:檢查所有液壓控制元件,尤其是調速元件均沒發現任何問題。更換了部分調速閥,故障仍未消除。后經過拆檢油缸發現活塞“O”形密封圈嚴重磨損,使油缸兩腔液壓油互竄所致。分析其原因,由于“O”形密封圈磨損后,油缸有桿腔與無桿腔間隙增大互通,當關閉調速閥3或截止閥2時,就等于切斷了油缸有桿腔的回油路。

  從理論上講,壓力油進入油缸無桿腔時,在活塞上形成一個推力F無,使活塞產生向有桿腔移動的趨勢,因為油缸有桿腔回油關斷,腔內油液迅速形成背壓,使活塞兩端受力平衡而靜止不動,此時F有=F無,而無腔油液壓力因活塞受力面積不同而不同,即P有>P無。在實踐中,因油缸兩腔形成間隙互通,油缸腔內壓力油有從高壓區向低壓區流動的趨勢,流動一產生,腔內壓力P有降低,P無升高,作用在活塞兩端的推力F無>F有,活塞失去平衡向有桿腔移動尋覓新的平衡點。如此往復,活塞一直移動到有外力阻擋才能停止。上述現象的產生給機床的維修工作帶來了很大影響,更換油缸活塞“O”形密封圈后,機床故障消除,運行恢復正常。

  實例2:某一CE7120液壓仿形車床,在工作中出現仿形刀架引刀下行轉縱向進給切削時沖刀,致使打刀、廢活現象頻發,機床無法正常工作。

  檢測與維修:檢查各液壓控制元件均無故障,維修工作一時進入盲區。拆檢刀架縱向油缸,發現活塞油封“O”形密封圈外圓已經磨平,同時發現活塞外圓尺寸不合要求(屬機床制造原因),直徑方向小于標準尺寸0.8mm,活塞和油缸體間隙很大,導致縱向油缸兩腔互通竄油。維修時,更換了合格的活塞以及“O”形密封圈后機床沖刀故障排除。

  分析其原因是在仿形刀架引刀下行到位的瞬間,刀架整體受一個沖力F’,該力分解后有一個水平推力F’1作用于縱向油缸活塞桿上,與此同時,電磁閥34E1-25B工作,縱向油缸有桿腔接通壓力油,無桿腔接通調速閥回油路,活塞有桿腔受力F由兩部分完成,一為F’1,另一為F1=A1P1,其中A1為無桿腔的受力面積,那么F=F’1+F1。正常情況下,活塞在力F的作用下開始向無桿腔移動,由于液壓油的不可壓縮性,無桿腔內液壓油壓力急驟升高給活塞形成背壓,活塞受力平衡按調速閥調定速度平穩走刀。該瞬間因有%F’1的作用,縱向油缸腔內壓力P2就會大于P1。實際中,油缸兩腔因間隙竄通,在P2>P1的瞬間,液壓油有從高壓區無桿腔向低壓區有桿腔流動的趨勢,流動一旦產生,P2降低,P1升高,F1增大,活塞受力失去平衡,活塞帶動刀架快速向無桿腔方向移動。而瞬間過后,因仿形刀架下行結束,作用在縱向油缸活塞上的水平推力F’1自行消失,活塞快速移動結束,刀架走刀趨于平穩,沖刀現象結束。

 

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