GB4240带锯床卡滞故障分析与液压系统改进

时间：2024-05-17

庹伟

（宝鸡钛业股份有限公司锻造厂，陕西宝鸡 721014）

1 引言

GB4240带锯床是宝钛集团锻造厂投入使用时间较长的设备，该设备在使用中时常出现锯架做快速抬起动作时在立柱上卡滞的现象，无法正常抬起。下面将对故障产生的原因进行分析，提出解决办法。

2 故障原因分析

该设备的工作台左右两侧垂直固定着两支立柱，用以在锯架上下移动时起导向作用。锯架由锯轮箱、主传动和辅助机构组成。主传动包括主电机和齿轮减速箱安装在锯架右边主动轮一侧，这使得整个锯架的重心偏右，而用来支承锯架和拖动其上下运动的两个升降油缸的位置却是按锯架的垂直中心线左右对称安装，这样就导致了油缸对锯架的支承力的合力不与锯架重力的合力共线，则锯架不能在此二力的作用下获得平衡。

由于锯架的重力与油缸的推力是一对等值、反向但不共线的力，组成了一个顺时针方向的力偶，使锯架产生顺时针转动的趋势，这使得带锯工作过程中尤其是在向上抬起动作时立柱与导向套间产生较大的摩擦力，主要作用于其上下边沿处，造成导向套上下边沿处的磨损加快，使锯架滑动导向面的间隙不断增大，加剧了上升过程中的不平衡。随着导向套磨损的增大，锯架横梁与水平线的夹角也随之增大，使得锯架在由工作进给停止转入快速抬起的瞬间，左边升降油缸向上抬起的高度增加，而右边油缸上抬高度减小甚至不抬起，瞬间进入左油缸无杆腔的油量多于进入右油缸无杆腔的油量，使左油缸活塞上升速度比右油缸快，即锯架左边抬升速度快于右边。做平行移动的刚体上各点的速度必须相同，由于锯架左右两边移动速度不同，因而其无法向上做平移运动，被卡滞在立柱上。

3 针对故障的液压系统改进

该锯床的液压系统主要用以控制锯架的工作进给，抬升(快退)和工件的夹紧。其液压原理如下图所示，当电磁铁YA2得电时，为工作进给状态，压力油通过电磁换向阀进入升降油缸上腔，下腔油通过单向调速阀(QI-10B)和电磁换向阀回油箱，此时可以通过调节单向调速阀来控制锯架向下进给的速度。当YA1得电时，压力油通过电磁换向阀和单向调速阀的单向阀进入升降油缸下腔，上腔油通过电磁换向阀回油箱，锯架快速上抬。电磁铁YA3和YA4分别用于控制工件夹紧缸的夹紧和松开，溢流阀P-B10B控制系统压力。

由于左右两个升降油缸结构相同，在整个工作循环中动作也始终相同，而且它们的活塞杆都固定在锯架横梁上，因此构成了一个机械联结同步回路，其功能是通过刚性联结来强行同步两个油缸的动作，进而带动锯架平行运动。然而这种联结方式只有在两个油缸的负载均衡的情况下才能稳定工作，如果负载分布在两个油缸上的力不相等，则易出现憋缸，导致机械卡死。由前面的分析可以知道由于锯架的重心偏右，负载作用于右边油缸的力大于左边。简单的机械联结不能保证回路的稳定同步，因此必须改进升降油缸的液压同步回路。

有多种方法可以实现两缸负载不均条件下的速度同步，考虑到该系统压力低、流量不大且对于同步精度的要求不高，笔者从经济性和实用性的角度出发设计了一种简单的同步回路改进方法。即在左边油缸下腔的进油管路上加装一个单向节流阀，可采用管式连接的单向节流阀使安装更简便。在锯架工作进给时，油缸1下腔的回油经单向阀，调速阀和电磁换向阀回到油箱，此时仍可以通过调节单向调速阀来控制锯架向下进给的速度，下降动作和调速不受影响。当锯架进给停止，转入快速提升时，可通过调节单向节流阀开口大小来调整油缸1的上升速度，使其与油缸2保持同步。单向节流阀的开口大小调好后，在一定时间内不用再调整，只有当锯架横梁导套进一步磨损，间隙增大时才需要再次调整。