CK6136数控车床液压卡盘失效故障处理

2020-11-21贺奕

金属加工(冷加工) 2020年10期

CK6136数控车床在正常运行工作40min后，出现液压卡盘夹紧力不足，卡盘失压，监视报警。结合日常维修经验判断，该数控车床液压站是卡盘夹紧、松开、尾座伸缩的高压液压系统的动力源。在现场应用中，检查发现该机床泵站没有配置油液冷却装置，出现泵站油温升高过快、压力下降等现象，是严重影响液压卡盘夹紧、松开的主要原因。

1. 故障现象

我中心产教基地在使用CK6136数控车床对外生产加工零件时，发现当车削加工工件到一定数量和时间时，泵站油温升高过快，压力下降，液压卡盘夹紧力不足，卡盘失压，监视报警，造成机床无法正常工作。

2. CK6136数控车床液压卡盘结构及工作原理

液压卡盘主要由液压缸、活塞、卡圈、支承套、卡瓦座、碟形弹簧、卡瓦、保护套、防护罩、推力球轴承和密封圈等零件和标准件组成，如图1所示。

液压卡盘的功用是对加工工件进行夹紧与防松，依靠装在机床主轴尾部的回转液压缸内活塞的往复运动带动主轴孔内的拉杆将力传递给液压卡盘。然后，再通过卡盘内部的扇形齿轮推动卡爪背部的齿条，使卡爪沿径向运动将工件夹紧或松开。

图1 数控车床液压卡盘组成系统

3. 风冷式液压油冷却器的结构及工作原理

散热对液压系统是非常重要的，由于液压转动本身的特点，再加上工程机械工作的环境通常都比较恶劣，所以系统产生的大量热量如果只是单纯地依靠系统或元件的表面来散热是远远不够的。保证油箱处于适当的温度对工程机械正常和高效地工作是一个有效的保证，这就是冷却器不可缺少的原因。液压油冷却器由换热芯体、风机和机壳组成。主要安装在液压系统的回路上，在结构上换热主体是芯体，其以铝材为原料，采用真空钎焊，为板翘式的结构，散热管内另有内置翅片，以增大散热面积和加快热传导，在吸风形式风扇作用下，以空气为冷却源，将热量强制带走，成本低、冷却散热效果高，目前是市面上最佳的散热器。

风冷式液压油冷却器是一种高温油流经液压油冷却器装置。工作时，液压系统中高温油流经液压油冷却器装置，在换热器中与强制流动的冷空气进行高效热交换，使油温降至工作温度，以确保主机可以连续进行正常运转，使工作能够顺利开展。主要作用是维持液压系统的热量平衡，使其系统温度保持在规定的范围以内，一般温度范围是35～55℃，当温度高于55℃时，冷却器起动，使油温降下来，常用于液压系统的回路上，广泛用于气液及液液的热交换，如图2所示。

4. 故障检查

主要检查内容有：

1）检查CK6136数控车床液压站油箱部分的结构设计均达到系统工作条件。

2）对CK6136数控车床液压站液压系统元器件进行检测，液压系统元器件的工作状态、动作功能及泵站初始工作压力均达到技术要求。

3）对CK6136数控车床卡盘夹紧、松开、尾座伸缩的高压液压系统的动力源进行初始状态检测，均达到技术要求。

4）对CK6136数控车床液压站液压系统进行开机试机运行检测，机床正常运行工作40min后，出现油温升高较快，系统压力下降，液压卡盘夹紧力不足，卡盘失压，监视报警。

5）通过对液压站油液质量分析，发现润滑油清洁度较差。

5. 故障验证分析

图2 风冷式液压油冷却器

如图3所示，通过检测数据分析，CK6136数控车床液压站液压系统进行开机检测油温，油温升高较快，实测数据值50℃大于允许差值35℃，当油温数值达到该值时，系统监视报警，油箱容积限制靠自然冷却不能保持规定的油温，这是造成机床液压卡盘夹紧、松开失效的主要原因。

打开液压站油箱，分别对液压油进行检查，发现有杂质、污物，润滑油浑浊。当油液混入杂质后，极易发生非液体摩擦，油温升高异常，这些问题也会造成机床液压卡盘动作失灵，工作失效。

图3 CK6136数控车床液压站原始状况

6. 故障处理措施

（1）更换液压站油箱液压油打开油箱加油盖，取出加油过滤器滤芯，检查油箱底部及其边角处的残留油品中是否含有金属粉末或其他杂质。彻底清洗油箱，先用柴油清洗两次，然后用压缩空气吹干油箱内部。检查内部边角是否还有残留的油泥、杂质等，直至清理干净为止，再用新油冲洗一遍。最后更换过滤器滤芯，按厂家推荐牌号加入使用性能好的抗磨液压油。

（2）在液压站油箱处加装风冷式油冷却器当油箱容积限制靠自然冷却不能保持规定的油温时，应考虑加装风冷式油冷却器。将液压油泵输出孔用高压油管连接到油冷却器进油口，油冷却器出油口还是用高压油管连接到数控车床液压站液压系统，原先的机油泵到主油道堵封，如图4所示。

（3）风冷式油冷却器装配调整具体步骤如图5所示，分4步。

1）用柴油或煤油清洗好风冷式油冷却器各零部件及油箱与冷却器的结合面，风机朝向比较空旷的空间，并按照装配技术要求，在垂直和水平平面调整冷却器的平行度在0.05mm内，均匀预紧安装冷却器紧固螺钉即可。

2）安装冷却器油管，将液压油泵输出油管连接到油冷却器进油口，油冷却器出油口连接到数控车床液压站液压系统。