CR15V4的B盘气液增压泵故障修理技术方法

    故障现象：B盘的气液增压泵工作噪声大且动作频繁（约每秒动作一次）。    故障检查与分析：该机床无液压站，B盘的锁紧液压油由气液增压泵来供给。该机床的锁紧放松如图1所示。
    图1    该转台放松锁紧采用杠杆机构，由碟簧作用锁紧，液压动力放松。液压动力源来自气液增压泵。该设备使用的GX40型气液增压泵为自吸型泵，其工作过程如下：当驱动活塞向上运动时，先将液体吸人泵内的下部腔体，同时将泵内上部腔体的液体压入系统；当活塞换向向下运动时，在液体一侧会形成一定压力，压力会将入口处吸入阀（单向阀）关闭，出口处输送阀（单向阀）打开，GX40型气液增压泵能够实现自动循环。当出口压力升高时，泵会减速运行，并对差动活塞产生一定的阻力，当力平衡时，泵自动停止运行。当出口压力降低或气体驱动压力增加时，气液泵会自动启动运行。其结构简图如图2所示。
    图2    GX40型气液增压泵是活塞杆将气缸部分的大活塞与液压部分的小活塞连接在一起，利用两个活塞面积产生压力比（活塞面积之比与压力成反比），压力比可以计算出最大输出压力。输出压力=压力比×气体驱动压力。解释如下：当驱动泵体运动的压缩空气推动大活塞时，同样大小的力将作用于小活塞，比方说：GX40型的气液增压泵的增压比是40，气缸活塞的面积是100.65cm²，液压缸活塞的面积是2.52cm²，(100.65/2.52≈40)，所以，如果输入气源的压力是4bar（1bar=0.1MPa），则在液压活塞上将产生160bar(4×40≈160)的压力，如果液压未达到160bar，则泵将持续工作，直到达到160bar的压力，在泵的气、液两端平衡。可以看出，通过改变输入压力，使液压油达到预先选定增压比的压力油输出，驱动油缸工作。    该气液增压泵有如下特点：    ①保压时间较长，不消耗能源。    ②气液增压泵不需要电源，所以适合在无电源场合工作。    ③体积小配置灵活，可以自带油箱，也可以安装在机床上，节省生产面积。    ④与增压缸相比，由于气液增压泵可自动连续供油，故不受增压缸行程限制。    气液增压泵适合应用在小流量、高压力、保压时间长的加压系统。    故障的分析思路如图4所示。气液增压泵动作频繁是因为输出压力未达到设定的压力，即泵始终未能达到平衡状态。结合对气液增压泵分解检查情况看，自调节功能的气阀上的密封圈已损坏，该处密封不好，将影响气泵往复运动的控制，也会造成气泵工作频繁的现象，通过对该密封圈更换后，再试，气泵依然工作频繁，主要原因还未发现。再次对机床进行检查，发现输入气压为6bar，即设定输出压力应为240bar，这么高的压力，对管路接头及油缸的密封性要求很高。B盘的放松真的需要这么高的压力？（一般经验，回转工作台放松或锁紧的压力为几十bar的压力就够了），再观察气路，输入气路上有一个减压阀，调节减压阀，发现该阀损坏，已无调节功能。经分析，气路中有减压阀，说明设计上应该允许气压可调，这也符合该泵可以无级调节的特点；换一个角度分析，B盘碟簧锁紧是个定值，液压放松的力只在大于碟簧锁紧力即可，考虑可靠系数，再按比例放大即可。该设备资料未有此方面压力要求，故采取测量实际效果的方法来确定B盘放松时的液压压力。更换减压阀，调节进气压力为2bar时，明显能感觉到气泵工作频率大幅度降低，并且在很短的时间内，气泵工作达到平衡，且工作噪声也明显降低。此时对应B盘液压的放松压力为80bar，已有放松信号显示，反复试验，动作可靠。增大可靠系数，将气体输入压力设定为2.5bar，作为转台放松时的工作压力，该故障现象明显缓解。
    图3    进一步分析，当压力为240bar时，泄漏较明显，当压力为100bar时，泄漏减缓，并不代表此故障排除。继续检查液压管路，有轻微泄漏（不应是主要漏点），处理后检查四个液压缸。结构形式如图4所示。该液压缸密封圈中于已经使用近20年，明显老化变质，导致漏油，更换新密封圈后，漏油现象排除，故障也随之排除。最后的输入气压定为2.5bar，已能可靠工作。
    图4