31.5 MN油压机液压原理分析与故障诊断

杨 西，范兴海，辛昌杰，朱鹏飞，杨守兴

（1.马钢轮轴事业部；2.马钢设备检修有限公司，安徽马鞍山 243000）

引言

马钢车轮公司二分厂轧制生产线于2018 年12月建成投产，是迄今为止世界上流程短、自动化程度高、专业性强的车轮生产线之一[1]，主要设备包括3 台油压机，31.5 MN 油压机为其中之一，工作压力为31.5 MN，主要由主缸、提升缸、上横梁、下横梁及侧立柱组成。主缸为柱塞缸，缸体活动于机架的上横梁与下横梁之间，提升缸为柱塞缸，缸体安装在两侧立柱内侧，柱塞与主缸两侧相连，起支撑主缸的作用，同时带动主缸做上下往复运动。当主缸进油下降时，提升缸回油，当提升缸进油主缸上升时，主缸回油，通过主缸的上下往复运动完成钢锭的预成型工作[2]。

1 液压系统原理及故障现象

31.5MN 油压机主缸工作由2 台力士乐柱塞变量泵A4VSO 500 EO2/30R 及5 台力士乐定量泵A4FO 500/30R 提供动力源，再由31.5 MN 油压机液压原理图中各组阀之间的配合来实现主缸不同阶段的工作要求。

为满足车轮压制工艺要求，要求主缸完成快速下降——慢速下降——加压——保压——泄压——快速回程的工作循环[3]。如图1所示。

快速下降：svd2 得电打开，svc1、svc2、svc3 得电关闭，sve1得电打开，svm1不得电充液阀打开，pvg1、pvg2得电快速阀打开。

慢速下降：svd2 得电打开，svc1、svc2、svc3 得电关闭，sve1 得电打开，svm1 不得电充液阀打开，svf1、fvf2得电慢速阀打开，pvg1、pvg2失电快速阀关闭。

加压：svd2 得电打开，svc1、svc2、svc3 得电关闭，sve1得电打开，svm1得电充液阀关闭。

保压：svd2 得电打开，svc1、svc2、svc3 得电关闭，sve1 得电打开，svm1 得电充液阀关闭，svf1、fvf2慢速阀打开。

泄压：svd2 得电打开，svc1 失电打开svc2、svc3得电关闭，sve1 得电打开，svm1 得电充液阀关闭，svf1、fvf2慢速阀打开。

快速回程：svd1 得电打开，svd2 失电关闭，svc1、svc2 失电打开，svc3 得电关闭，svd3 得电打开，svm1失电充液阀关闭。

图1 31.5 MN油压机液压控制原理图

31.5MN 油压机常见故障现象：主缸工作时无快速下降工作过程，严重影响生产节奏。

2 油压机主缸无快速下降故障原因分析

根据31.5 MN 油压机液压原理图分析，出现主缸无快速下降可能有下面几种原因：

2.1 主泵故障

主泵故障主要原因：1）主泵泄漏量过大；2）油温过低；3）吸油管漏气；4）大罐气压过低；5）大罐液位过低；6）主泵工作压力低。

2.2 控制泵故障

控制泵故障主要原因：1）控制泵泄漏量过大；2）控制泵工作压力低；3）吸油管漏气。

2.3 插装溢流阀或旁通插装泄压阀故障

插装溢流阀及旁通插装泄压阀故障主要原因[4]：1）插装阀4/2 损坏；2）插装阀4/1 损坏；3）插装阀3 损坏；4）svc1 阀得电信号故障；5）svc2 得电信号故障；6）svc3得电信号故障；7)svc1阀芯卡死；8）svc2阀芯卡死；9）svc3阀芯卡死。

2.4 主缸主进油阀故障

主缸主进油阀故障主要原因：1）插装阀2/2 损坏；2）节流阀24/3 或节流阀24/4 堵塞；3）svd2 阀得电信号故障；4）svd2阀芯卡死；5）控制盖板节流孔堵塞。

2.5 提升缸回油阀故障

提升缸回油阀故障主要原因：1）插装阀16 损坏；2）插装阀30损坏；3）节流阀32堵塞；4）sve1得电信号故障；5）sve1 阀芯卡死；6）控制盖板节流孔堵塞。

2.6 快速阀PVG1或PVG2故障

快速阀PVG1 或PVG2 故障主要原因：1）PVG1得电信号故障；2）PVG1 阀芯卡死；3）PVG2 得电信号故障；4）PVG2阀芯卡死。

2.7 充液阀控制阀故障

充液阀控制阀故障主要原因：1）svm1 得电信号故障；2）svm1 阀芯卡死；3）节流阀52 或节流阀53 堵塞。

3 建立主缸无快速下降故障树

故障树分析法是一种将系统故障形成的原因，由总体至局部按树状进行分析诊断的有效手段[5]。把31.5 MN油压机主缸无快速下降故障作为故障树的顶事件，逐级分析每级事件发生的原因，建立31.5 MN 油压机主缸无快速下降故障树。故障树如图2所示。

4 利用故障树查找故障原因

图2 31.5 MN油压机主缸无快速下降故障树

某次31.5 MN 油压机主缸无快速下降，利用图2，继续查找二级故障原因，手动开动主缸上下运动，发现主缸主进油油路有压力，压力为16 MPa，因此排除主泵故障、排除插装溢流阀或旁通插装泄压阀故障及排除主缸主进油阀故障，测量控制泵压力为16 MPa，因此排除控制泵故障，手动开动主缸上升有快速，因此排除充液阀故障，继续测量提升缸回油无压力，因此排除快速阀故障，从而确定是提升缸回油阀故障；继续查找三级故障原因，电器人员检查sve1 得电信号正常，手动捣动阀芯，阀芯移动正常，调节节流阀，但是故障现象依然存在，因此排除流阀32 堵塞、sve1 阀芯卡死及sve1 得电信号故障；因此最终判定控制盖板节流孔堵塞或插装阀16故障或插装阀30故障，要进一步判定故障是控制盖板节流孔堵塞、插装阀16 故障、插装阀30 故障中的哪一个故障影响的，必须拆除阀组检查，拆除阀组检查插装阀16、插装阀30 完好，因此最终判定此次31.5 MN 油压机主缸无快速下降故障的影响是控制盖板节流孔堵塞；对控制盖板节流孔清洗后回装试车正常。

利用故障树查找此次31.5 MN油压机主缸无快速下降故障，快速准确的查出故障原因，减少了故障处理时间。

5 结束语

利用故障树查找31.5 MN油压机主缸无快速下降故障能快速、准确地分析出系统故障原因，予以解决。运用故障树分析法思路清晰，可避免盲目拆换元件，减少故障时间，提高了生产效率。