
小代君說
摘要
注塑機(jī)是機(jī)、電、液一體化系統(tǒng),自動化程度高,它涉及知識面廣,復(fù)雜程度大,對維修者的專業(yè)技術(shù)要求也很高,不正確的檢修往往會造成故障擴(kuò)大、設(shè)備損壞,本文介紹了注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和幾例液壓系統(tǒng)故障檢修方法。

引 言
Introduction
注塑機(jī)維修工作的核心是故障的判斷和處理。既要有機(jī)械設(shè)備維修知識,又要有液壓維修知識。學(xué)習(xí)注塑機(jī)檢修也是不斷學(xué)習(xí)積累的過程,只要掌握基本工作原理,掌握基本工作方法,不論各種機(jī)型,萬變不離其宗,都能探索出一套維修方法來。
注塑機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
液壓系統(tǒng)的作用是將電機(jī)的動能轉(zhuǎn)化為液壓力,傳遞到機(jī)身每個(gè)工作單元,對注塑機(jī)的技術(shù)性能、節(jié)能起著很重要的作用。注塑機(jī)的油路主要有主回路、執(zhí)行回路組成,如下圖所示。


▲圖1
1.1 主回路系統(tǒng)
主回路系統(tǒng)也叫動力源系統(tǒng),是由電機(jī)、油泵、油過濾器、油冷卻器及壓力控制系統(tǒng)組成,為執(zhí)行系統(tǒng)提供液壓動力。從泵來的高壓油受P/Q閥控制,可根據(jù)電腦發(fā)出的電流控制信號改變工作狀態(tài),控制壓力和流量的變化,在液壓系統(tǒng)中起著非常重要的作用。
1.2執(zhí)行回路系統(tǒng)
主要由各執(zhí)行油缸和指令及控制電磁閥組成。其功能是將高壓油路中的油按程序?qū)胗透字?,推動活塞桿執(zhí)行動作。高壓油進(jìn)入的時(shí)間、順序都由電磁換向閥來控制實(shí)現(xiàn)的,最終做功完成后的回油經(jīng)回油管路和油冷卻器返回油箱。
如何看懂液壓原理圖
首先要熟悉各種液壓元件的工作原理、功用和特性,熟悉液壓系統(tǒng)的各種控制方法和圖中的符號標(biāo)記;其次還要掌握一些液壓知識,了解液壓系統(tǒng)的基本回路和油路的一些性質(zhì)。
2.1要熟知一些常用液壓元件
2.1.1液壓泵
液壓泵是液壓系統(tǒng)的能量來源,現(xiàn)代注塑機(jī)基本都使用可變量液壓泵??勺兞恳簤罕弥饕赊D(zhuǎn)子、斜盤、柱塞、配油盤組成,由轉(zhuǎn)軸帶動斜盤和柱塞旋轉(zhuǎn),改變斜盤的角度可以改變柱塞延配油盤旋轉(zhuǎn)一周時(shí)的拉升和壓縮量,因此斜盤的角度可以影響油泵的輸出量。

▲1-驅(qū)動軸 2-斜盤 3-柱塞 4-轉(zhuǎn)子 5-配油盤 6-角度調(diào)節(jié)器 圖2
2.1.2液壓油缸
液壓油缸是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的組件,主要由缸體、活塞、柱塞桿、密封圈組成,有一個(gè)進(jìn)油口和一個(gè)出油口,一般來說缸體的直徑越大產(chǎn)生的力就越大。
2.1.3單向閥
單向閥的作用是只允許液體向一個(gè)方向流動,主要用于a.液壓油泵反向保護(hù)、b.分割油路防止干擾、c.組成正反向功能不同的復(fù)合閥

▲單向閥 液控單向閥
圖3
液控單向閥與普通單向閥不同之處是多了一個(gè)控制油路K,當(dāng)控制油路未接通壓力油液時(shí),壓力油只從進(jìn)油口流向出油口。當(dāng)控制油路有控制壓力輸入時(shí),就會失去單向閥的作用,油液也可以反向流動。
2.1.4伺服閥
伺服閥在接受控制系統(tǒng)模擬信號后,相應(yīng)的調(diào)整閥的開度,用小功率的微弱電信號控制大功率的液壓能的改變,結(jié)構(gòu)與電磁閥類似,但不同之處在于電磁閥是“位動”,而伺服閥是“微動”。在液壓統(tǒng)中,它將電氣部分與液壓部分連接起來,實(shí)現(xiàn)壓力和流量自動控制。
2.1.5溢流閥
溢流閥有2個(gè)作用,一是在恒流液壓系統(tǒng)中,當(dāng)系統(tǒng)中流量需求減小時(shí),溢流閥開啟,多余流量溢回油箱,并保持溢流閥進(jìn)口壓力不變。 二是安全保護(hù)作用,當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí),閥門保持關(guān)閉,此時(shí)如果系統(tǒng)超壓,則溢流閥開啟泄壓,進(jìn)行過載保護(hù)。
2.1.6換向電磁閥
換向電磁閥是利用閥芯對于閥體的相對運(yùn)動,使油路接通、關(guān)閉或是改變方向,從而使液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動、停止或改變運(yùn)動方向。按工作狀態(tài)分為2位閥或3位閥;按流路接口分為2通閥、3通閥等。

▲2位3通閥 2位4通閥 3位4通閥 溢流閥
圖4
?2.2要會看液壓符號圖
在液壓符號中幾位閥就有幾個(gè)方框,如圖4中2位閥就有2個(gè)方框圖,每個(gè)框圖中的油路流向都不相同,切換工作狀態(tài)時(shí)2個(gè)方框內(nèi)的流路互相替換,流路隨切換后的箭頭改變, P代表高壓、T代表低壓、A、B代表執(zhí)行元件流路,相比于2位閥,3位閥多了個(gè)中間位,有2個(gè)電磁鐵控制閥體切換,兩側(cè)長方形框中的斜杠代表電磁鐵,三角箭頭代表可以手動操作,即該閥有電動和手動2種操作模式。電磁鐵都不動作時(shí)閥停止在中間位置,此時(shí)P、T、A、B全部封閉,處于截止?fàn)顟B(tài)。
溢流閥符號中P代表高壓入口,右側(cè)的彈簧和箭頭代表可以手動調(diào)節(jié)溢流壓力、虛線代表控制油路,最下方的方盒代表油箱,即當(dāng)P的壓力升高時(shí),壓力也會通過虛線作用在方框左側(cè),推動箭頭向右移動,并壓縮彈簧,當(dāng)箭頭移動到P口對應(yīng)的直線時(shí),液壓油會通過箭頭油路泄放至油箱,使壓力不再繼續(xù)上升。
2.3知道基本液壓系統(tǒng)構(gòu)成
最基本的液壓系統(tǒng)通常由液壓泵、壓力控制閥(溢流閥)、方向切換閥和執(zhí)行器(液壓缸)組成。

▲基本液壓系統(tǒng)
圖5
圖5是一個(gè)基本液壓系統(tǒng),由一個(gè)恒流量液壓泵、2個(gè)3位4通電磁閥、3個(gè)溢流閥、1個(gè)液壓缸組成,能實(shí)現(xiàn)液壓活塞前進(jìn)、后退和停止和三級油壓調(diào)節(jié)功能,溢流閥在此圖中擔(dān)任穩(wěn)壓閥的作用。V1是油缸控制閥,V2是油壓調(diào)節(jié)閥,當(dāng)2個(gè)切換閥都不動作時(shí),所有油路都處于封閉狀態(tài),由于使用非變量泵,所有液壓油只能從4.5MPa的溢流閥泄出,此時(shí)系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在 4.5MPa; 4DT電磁閥得電后,該閥右側(cè) “X”形流路切入中間位,液壓油從油缸右側(cè)進(jìn)入,推動活塞向左運(yùn)行,此時(shí)若10T得電,油缸內(nèi)壓力變?yōu)?.5MPa;同理若2TD得電,則缸內(nèi)壓力變?yōu)?MPa。
當(dāng)4DT斷電活塞停止運(yùn)動,3DT得電后,油從左側(cè)進(jìn)入油缸,活塞向右移動,返回初始位。
液壓系統(tǒng)調(diào)壓與氣壓調(diào)壓不同之處在于,氣體調(diào)壓用“堵”的方法,缺多少補(bǔ)多少,而液壓調(diào)壓使用“泄”的方法,超多少泄多少,所以液壓系統(tǒng)任何時(shí)候都要保持至少一個(gè)溢流閥在流路中,否則就會引起爆管事故!
故障檢修案例
3.1樣品頂出動作異常故障
3.1.1故障現(xiàn)象
故障表現(xiàn)為在全自動注塑時(shí),樣品頂出以后自動停止,再啟動一次全自動注塑,也只能生產(chǎn)一個(gè)注塑樣條,無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)。
3.1.2故障原因分析
按預(yù)定設(shè)置,每一個(gè)樣條注塑完成后都要執(zhí)行3次頂出動作,確保注塑的產(chǎn)品能完全脫模。因此可以確定此故障是沒有按預(yù)定程序完成頂出動作,造成程序中斷,有可能是幾個(gè)方面造成的:
(1)頂針、連接桿存在機(jī)械故障,不能正常運(yùn)動,達(dá)不到設(shè)定的距離而中斷。
(2)程序設(shè)置異常,設(shè)置了無法達(dá)到的條件,使得進(jìn)程無法繼續(xù)進(jìn)行而中斷。
(3)電子標(biāo)尺故障,不能正確顯示油缸的的運(yùn)動距離,使得系統(tǒng)判斷錯(cuò)誤而無法執(zhí)行。
(4)液壓系統(tǒng)故障,無法為液壓缸提供連續(xù)的和足夠的液壓力,造成頂出力不足,行程不夠而程序中斷。
3.1.3檢修方法
(1)拆除頂桿和頂針,分段檢查有無機(jī)械故障。
(2)檢查頂針設(shè)置,頂出的行程不能超出模具頂針的最大伸出量,此處設(shè)置為14mm,允許偏差為±5mm,符合模具要求。
(3)檢查電子標(biāo)尺,電子標(biāo)尺為超聲波非接觸式測距器件,安裝在射臺、油缸等運(yùn)動部件上,操作頂針活塞桿向后移動,如果電子標(biāo)尺給出的位移變化連續(xù)、均勻且無跳動,實(shí)測移動的距離與顯示值相符,因此判斷電子標(biāo)尺正常。
(4)液壓系統(tǒng)檢查:①、液壓缸體檢查;對于小缸體可以拆除進(jìn)出油管后,用比較小的外力推動,查看是否有卡澀現(xiàn)象。移動時(shí)溢出的液壓油要回收,測試完畢要進(jìn)行排氣操作。②、電磁切換閥檢查;首先應(yīng)檢查2個(gè)電磁線圈的電阻,該電阻約為幾十歐姆,用萬用表就可以檢查;其次閥芯有可能產(chǎn)生內(nèi)漏,這種問題最好用相同型號的閥代換測試。③、液壓泵壓力檢查;在儀器控制菜單調(diào)出泵壓顯示選項(xiàng),按頂出鍵時(shí)觀察油壓,屏幕顯示為4bar,在松開按鍵的同時(shí)壓力會短暫波動。與正常注塑機(jī)對比,正常機(jī)在這一操作時(shí)壓力值穩(wěn)定在9bar左右。
由于其他時(shí)段工作完全正常,而只有頂出時(shí)壓力不夠,說明泵運(yùn)行基本正常,這時(shí)候需要對油泵進(jìn)行校準(zhǔn)。在最高級別管理員權(quán)限下,執(zhí)行泵校準(zhǔn)程序,約5分鐘后校準(zhǔn)結(jié)束,泵壓上升為8bar。再次試機(jī)頂出動作流暢,循環(huán)注塑也恢復(fù)正常。
3.1.4總結(jié)
注塑機(jī)長期使用后,泵的輕微內(nèi)漏或其他因素變化都會使基礎(chǔ)壓力降低,這時(shí)候使用校準(zhǔn)程序,讓泵自動適應(yīng),調(diào)整輸出油量,使其既能滿足壓力輸出要求,又不會造成過多能量損耗。
3.2不能鎖模故障
3.2.1故障現(xiàn)象
該故障表現(xiàn)為在自動注塑模式下,當(dāng)運(yùn)行至合模程序時(shí),動模板運(yùn)動與靜模板接觸后就停止工作,幾秒后報(bào)“循環(huán)時(shí)間超出”。
3.2.2故障原因分析
在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障可能有2種情況:
(1)模保程序動作;
(2)加壓鎖模機(jī)構(gòu)異常;在合模程序完成后不能執(zhí)行鎖模程序,應(yīng)檢查鎖模電磁閥是否動作、液壓油壓力是否足夠。
3.2.3檢修方法
(1)首先檢查動模板當(dāng)前是否運(yùn)動至模具零位,以確定當(dāng)前停止位置是否還在模保監(jiān)測范圍之內(nèi),一般會將模具剛剛接觸的位置設(shè)為零位。如果程序停止在模保監(jiān)測范圍內(nèi),就要檢查模具及其相關(guān)附件有沒有損壞。
(2)查看液壓流路圖,由電磁閥2Y82給主油缸供油,電磁閥2Y160鎖定增速油缸,在設(shè)備控制選項(xiàng)查看這兩個(gè)閥都已動作,但液壓油壓力只有32bar,正常鎖模時(shí)油壓應(yīng)在100至180bar左右。
油壓調(diào)節(jié)功能由安裝在泵頭上的P/Q閥和角度傳感器實(shí)現(xiàn),高壓油壓不能調(diào)節(jié)首先應(yīng)檢查這兩個(gè)器件,P/Q閥是比較復(fù)雜的電液控制器,在沒有發(fā)現(xiàn)有明顯燒壞或漏液的情況下最好以代換的方法測試,由于沒有現(xiàn)成的備件可供代換,先從較為簡單的角度傳感器入手檢查,打開角度傳感器外殼上的一字螺釘封蓋,內(nèi)部是一個(gè)可調(diào)電位器,可以一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)傳感器的輸出值,開機(jī)狀態(tài)下嘗試調(diào)節(jié)該電位器,但當(dāng)螺絲刀剛接觸到電位器時(shí)油泵有明顯反應(yīng),油壓上升,隨即停機(jī),拆下檢查發(fā)現(xiàn)此電位器接觸不良,更換新的電位器后儀器完全恢復(fù)正常,鎖模油壓上升至147bar。
3.2.4總結(jié)
角度傳感器的作用是給控制電腦反饋斜盤的實(shí)時(shí)角度信息,傳感器電路故障后主機(jī)不能接收到泵的狀態(tài),無法對斜盤進(jìn)行控制,使壓力不能調(diào)節(jié),造成本故障。
結(jié)論
注塑機(jī)的機(jī)械、電氣和液壓三個(gè)方面都會互相關(guān)聯(lián)、相互影響,給故障判斷帶來一定的難度,如何準(zhǔn)確的判斷故障部位變得尤為重要,所以要維修者平時(shí)要多學(xué)習(xí)、多思考、勤總結(jié),逐步積累經(jīng)驗(yàn),才能不斷提高維修技術(shù)水平。
參考文獻(xiàn):[1] 張新未, 張宏.PQ閥控液壓系統(tǒng)動態(tài)特性模擬[M].大連理工大學(xué)、機(jī)械工程學(xué)院遼寧大連 116023