C8011B车床液压系统油温过高的探析与防控

2023-01-09

用C8011B车床来加工列车轮对轮缘踏面, 液压传动机床靠液压油来传递动力和动作信号, 油液流经管路和阀门时产生压力损失;液压系统中的相对运动零件间因摩擦阻力产生机械能损失和油液泄露, 能量损失转变为热能, 油温会升高。当油温超出60 (数控式的为50) °C就会出现机床热变形从而破坏机床精度, 影响加工质量。现从如下7个方面加以探讨分析:

1 油路、液压元件堵塞

(1) 油液粘度大小直接影响系统工作状况, 粘度过高, 油液流动损耗增加, 传递效率降低;粘度过低, 泄漏量增加, 系统容积效率下降, 都会造成油温升高。因此要严格按照所需粘度来购买相应的油液。同时, 油液质量也很重要, 如果选用不良产品, 会造成油液温升过高和元件堵塞, 以及产生局部油路不通等故障。

(2) 油管的直径是否恰当决定着油路的稳定性, 如果管径选择过小将会使得管内壁对油液流动的阻力过大, 于是出现温升, 油液氧化现象, 从而产生氧化沉淀物堵塞液压元件, 油路不通随即发生。简化计算公式如下: (:液体流量m3/s;:流速m/s)

(3) 新换元件在组装、调试和试运转时产生污物会造成温升:污染物在管路中, 经过一段时间当它们沿管路流到滤芯处, 便积聚在滤芯表面, 造成阻塞。因此更换完配件运行一段时间后要检查并更换堵塞的滤芯。从滤芯面积可以推出其纳垢能力, 从而根据机床实际工作的时间来更换滤芯。更换滤芯要严格按照液压元件更换操作布骤以防安装污染的发生:

q为滤油器的定额流量△p为压力降α:单位面积流通能力;η为油液粘度如果污染物堆积到溢流阀阀芯, 卡住阀芯, 也会造成局部管路阻塞进而产生相应的温升以及机床的故障。因此及时的拆检液压阀, 察看其配合间隙是否在0.03mm~0.06mm范围内, 要更换堵塞严重无法修复的液压阀。

2 油箱散热面积不够

数控改造后, 液压油高温极限由60°C降至50°C.因此增加油箱散热面积成为必然。由于油箱做在机床尾座处, 很难改变其容积体积, 因此对油箱开设通风口, 通风口设在油箱的顶部, 起到进气散热的作用。

在车床长期使用后, 其油温过高现象出现比较频繁, 尤其在闷热气候时更加显著。切削力发生不规则变化, 造成车削量与输入数值偏离并且偏离不规律的现象, 严重影响轮对车削加工, 生产任务无法按时完成。加装是对油温控制的一个有效工具。现在市售的冷却装置种类比较多, 通常有风冷式和水冷式, 风冷式通常用于汽车上, 但效果不如水冷式的, 水冷式的有蛇形油箱内部式、多管式、以及翅片管式, 而翅片管式冷却器的散热面积可达光滑管式的8至10倍。图1是冷却器的一种连接方式, 油冷却器在液压系统中应串联安装在回路中或溢流管路中, 冷却效果好。

3 液压油产生污染

从油窗观察油液, 油液内含有小颗粒, 油液被污染, 即油中混入杂质和污物, 当被污染的液压油进入泵、马达和阀内配合间隙时, 会划伤和破坏配合表面的精度和粗糙度, 造成液压元件泄漏和温升, 严重时元件失效。当大颗粒污染物 (直径超过100μm) 进入元件会妨碍元件表面的相对运动直至元件卡死从而造成损害, 产生突然失效。即使在运行环境很清洁的情况下也要采取预防性措施加以防范:一般在累计工作1000多小时后换油。换油时, 注意不仅要放尽油箱内的旧油, 还要替换整个系统管路、工作回路的旧油;加油时最好用120目以上的滤网, 并按规定加足油量, 使油液有足够的循环冷却条件。如遇因液压油污染而引起的突发性故障时, 一定要过滤或更换液压系统用油。

4 压力表出故障后存在系统泄漏隐患

液压系统的压力表损坏后如不及时更换, 就会出现压力油泄漏, 使得液压系统失去控制, 不能正常工作;如果为了继续工作盲目调高压力, 就会经常出现油管爆裂、漏油。

5 管路接头处泄漏

零件清洗任务被安排在车床操作间旁。8m2的清洗池内盛着化学清洗剂, 清洗剂的挥发物对液压油和密封圈有极大破坏, 造成泄漏。在移除清洗池并更换液压油以及滤芯和油管连接处橡胶密封圈后泄漏未再发生, 系统油温恢复正常.

6 液压泵的进油口连接软管损坏

车床所用的液压泵出故障也会造成油液温升过高: (1) 叶片式和齿轮式液压泵的进油口连接软管是易损的部件如果破损会密封不严, 会有空气进入。在易漏气处涂抹黄油或工作油来确认漏气点并更换软管和拧紧进油管的接头便可排除。 (2) 齿轮泵的齿型精度低会造成压力不稳和过热, 因此将齿轮对研, 使齿厚接触面积达到65%, 齿高接触面积达到60%便可排除温升过高。 (3) 当油液太脏时, 齿轮式液压泵会咬死, 如不及时换油, 便会严重到只有换泵或修泵才能够恢复温升。 (4) 叶片泵容易发生因配流盘的三角槽欠修正所造成的困油现象。这种现象发生后便会产生温升过高, 从而造成系统温升。 (5) 溢流阀失灵和系统漏油也会使叶片泵的输出压力不升, 从而加重系统温升。只有及时将溢流阀的故障和系统漏油排除才能够恢复系统温升。