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數控機床液壓潤滑油路分析及特殊故障排除
2008-04-18
MT2V數控仿形銑床屬于重型機床，其各向導軌潤滑由一個獨立的導軌自動潤滑系統完成：它的液壓及主軸潤滑系統與奧利康公司生產的FB2V、FB3V數控仿形銑床有較大差別，其液壓和主軸潤滑原理如圖所示。液壓和主軸潤滑共用一個主油箱(使用HM68抗摩液壓油)，電動機M1帶動同軸齒輪泵1P、2P轉動，1P通過單向閥5、直控溢流閥6、蓄能器8等向機床液壓系統提供壓力為8MPa的液壓油，由各個電磁閥來控制主軸快慢檔變速、刀具卡頭夾緊放松、主軸機頭夾緊放松和Z軸夾緊放松。2P通過直控溢流閥2、制冷器1對主軸箱提供潤滑油，再經各分油管對主軸箱內軸承、齒輪等進行潤滑后，匯集到主軸箱底部的回油池，由回油齒輪泵3P抽回主油箱3內。機床主電源開關閉合后，3P自動啟動20s，以抽回回油池內的存油；液壓潤滑系統啟動，3P隨著啟動；液壓潤滑系統停止，3P延時45s停機，以抽回回油池內的余油。制冷器1檢測流過其內部的潤滑油，當潤滑油油溫升高到設定溫度時冷卻器啟動，對潤滑油進行強制制冷，當潤滑油油溫低于設定油溫時，冷卻器停止。
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1.制冷器；2、6.直控溢流閥；3.主油箱；4.濾油器；5.單向閥；7.手動截止閥；8.蓄能器；9.液壓選擇開關；10.油壓表
MT2V液壓和主軸潤滑原理圖
分析故障現象及液壓潤滑原理，因為是在低溫冷機啟動液壓潤滑系統后短時間漏油，且機床各動作正常，也無任何報警提示，可以排除高壓液壓系統泄漏的問題。故障范圍應該是在主軸潤滑系統，因機床尚在保修期內，外方維修人員先后兩次來廠更換回油泵3P，但仍未將故障排除，隨著春季氣溫回升，漏油量逐漸減少，Z后故障徹底消失。
1998年冬季，隨著氣溫的下降，故障再次出現。我們翻閱液壓潤滑部分說明資料，資料顯示當液壓選擇開關9放置在“2P”檔時，油壓表10顯示油壓應為0.5～1MPa。現場實測，在廠房內Z低環境溫度6℃時，冷機啟動機床液壓潤滑系統，潤滑油油溫為6℃，此時“2P”檔油壓值為1.8MPa，隨著主軸運轉時間加長，油溫上升，油壓下降，當油溫升至設定溫度25℃冷卻器啟動時，“2P”檔油壓值為0.7MPa。從油壓降至1.2MPa以后，漏油量開始減少，之后，故障逐漸消失，機床進入正常運行狀態，油溫在18～26℃間周期性波動，油壓隨油溫在0.7～1.3MPa之間周期性波動，油溫油壓間關系如表1所示。由此可以判斷該機床在夏季安裝調試時調整的潤滑油壓在冬季還需要進行調整，否則，當環境溫度下降時潤滑油粘度增大，冷機啟動液壓潤滑系統時，回油泵回油量變小，就出現了主軸箱潤滑油供油量大于回油量，造成潤滑油外溢故障。根據油溫油壓間的關系，我們理解液壓潤滑部分說明資料所注明的“2P”檔油壓0.5～1MPa并非一般理解為靜態調整到0.5～1MPa任一值即可，而應該理解為油壓隨油溫在0.5～1MPa間波動(任何情況下不能低于0.5MPa)。油壓調整值過低，會造成潤滑不足，引起設備事故；油壓調整值過高，則會造成冬季冷機啟動系統時，主軸箱潤滑油供油量大于回油量，造成潤滑油外溢故障。調高該油壓值，經調整后機床正常工作時油溫油壓間關系如表2所示，冷機啟動系統時，“2P”檔油壓值為1.3MPa。該油壓本著能高則高的原則要隨氣溫經常調整，進入夏季，調整直控溢流閥2時對油壓下限影響不大，特別是當主軸以高速運轉時，油溫保持在29℃，制冷器不再停機，油壓為0.45MPa，此時調整直控溢流閥2，已不能改變油壓值。
表1 油溫油壓關系
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