曹 毓

（揚州大學機械工程學院，揚州 225127）

在過去幾年的假期社會實踐中，筆者和南通某廠的技術(shù)工人遇到油壓染色機的出入布液壓馬達輸出軸處經(jīng)常爆破的問題。具體的油壓染色機出入布液壓油路如圖1所示，機臺入布時，1B、2A、6A、7B、8A電磁線圈得電，換向閥處于相應的機能位置，此時通過張力調(diào)節(jié)閥調(diào)整出入布液壓馬達（OMS型）的速度來控制布料的張力；機臺出布，控制則相反。該回路在布料出布或入布結(jié)束時，液壓馬達輸出軸處經(jīng)常爆破。筆者還從管理人員處了解到這一支液壓馬達價格高達6000元，且購買周期較長，會嚴重影響工廠的生產(chǎn)進度。

圖1 出入布液壓回路圖

1 設備概況介紹

據(jù)了解，油壓染色機為西德之產(chǎn)品，已運轉(zhuǎn)使用長達40多年，許多液壓元件已停止生產(chǎn)。

2 工況介紹

油壓染色機位于此廠染整車間，棉絮粉塵較多，空氣濕氣較大，液壓油容易被粉塵污染，水氣乳化，不利于液壓組件工作。

3 OMS315型出入布液壓馬達的特性

第一，低轉(zhuǎn)速高扭力，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；第二，回油耐壓高，最高回油壓力7.5MPa；第三，內(nèi)有止回閥，保證軸的密封壓力不會超過回油管路的壓力；第四，能承受較大的軸向和徑向負荷；第五，正常工作條件下壽命很長。

4 故障原因分析

經(jīng)技術(shù)工人的拆卸分解，在筆者的輔助下檢查換向閥，溢流閥，未發(fā)現(xiàn)任何異常，并測試液壓組件工作，均為正常。

筆者分析認為，液壓馬達輸出軸處經(jīng)常爆破與其內(nèi)部壓力有關：內(nèi)部壓力超過軸的密封額定壓力，馬達便會爆破。

那故障出現(xiàn)在出布或入布結(jié)束時，高壓從何而來?經(jīng)思考，機臺出入布結(jié)束，換向閥換向，那么問題就可能出現(xiàn)在換向過程中。出入布液壓馬達是靠1#、2#換向閥控制的，1#換向閥控制馬達的轉(zhuǎn)向，2#換向閥控制馬達回油方式，換向過程中存在過渡過程，P、A、B、T口存在不同的通斷關系。1#、2#換向閥為4WE10E電磁換向閥，過渡機能如圖2所示。

圖2 4WE10E電磁換向閥機能符號

仔細分析可知，如果出入布結(jié)束瞬時，1#換向閥換向故障，2#換向閥正常換向，馬達內(nèi)部壓力會突然升高而爆破。

考慮到電磁換向閥換向雖然是短暫的，但還是需要時間，WE10電磁換向閥AC220V斷電換向時間為25ms，實際上由于閥的加工精度、電磁線圈、外界工況、油的狀況等方面的影響，換向閥斷電換向時間會比25ms更長，1#、2#換向閥斷電換向時間會有差異，差異時間可能也會很長，如果1#換向閥在2#換向閥換向后，那么馬達內(nèi)部會產(chǎn)生瞬間高壓，導致易爆破。

5 改善過程

經(jīng)過以上分析，如將2#換向閥更換為4WE10H電磁換向閥，過渡機能如圖3所示。換向過程中P口和A、B、T口相通，回油直接回油箱，馬達內(nèi)部不可能產(chǎn)生高壓，馬達不會被爆破而損壞。其中，存在幾個問題點。

第一，由于該廠所屬公司采購制度限制，購買4WE10H電磁換向閥時間較長，至少2個月；第二，如在購買換向閥時，出入布液壓馬達爆破，該馬達為丹麥產(chǎn)品，不單獨銷售零配件，更換馬達，維修費用較高；第三，如出入布液壓馬達爆破，會嚴重影響生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量；第四，改善費用較高，4WE10H電磁換向閥單價約為2500元，該廠油壓染色機共有5臺，人工費用不算，改善費用為：2500×5=12500（元）。

圖3 4WE10H電磁換向閥機能符號

更換4WE10H電磁換向閥的意義為：2#換向閥的P口永遠不可能封閉，出入布液壓馬達回油會順暢，不會產(chǎn)生瞬間高壓。

根據(jù)更換4WE10H電磁換向閥的意義，進行了相關改善，在出入布液壓馬達上增設了回油管路，不管機臺出布、入布，還是出布、入布結(jié)束停止瞬間，液壓馬達回油會順暢，不會產(chǎn)生瞬間高壓。

經(jīng)事后了解，改善費用僅為300元，此后沒有發(fā)生過出入布液壓馬達爆破的現(xiàn)象，大大降低了設備故障，保證了工廠生產(chǎn)效率。

6 結(jié)論與感想

液壓傳動系統(tǒng)設計中，選用換向閥除注意中位機能外，不能忽視過渡機能的作用；合理改善設備應該在保證設備必備功能，降低設備故障的前提下，追求成本最低；“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，理論與實踐相結(jié)合，才可以收獲更多。