数控机床液压润滑油路的分析及特殊故障排除

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MT2V数控仿形铣床是我厂进口的一台意大利奥利康(OERLIKON)公司生产的数控仿形铣床，1997年7月安装调试完后，正式投人使用。1998年元月开始，在冷机启动机床液压润滑系统后，开始出现主轴箱下端漏油故障，并随着气温下降漏油越来越严重，但在主轴启动20min后漏油开始逐渐停止。在此过程中机床各项工作正常，也无任何报警提示。
3 Q' n5 J# U& H) y5 d. Z7 c) h0 sMT2V数控仿形铣床属于重型机床，其各向导轨润滑由一个独立的导轨自动润滑系统完成：它的液压及主轴润滑系统与奥利康公司生产的FB2V、FB3V数控仿形铣床有较大差别，其液压和主轴润滑原理如图所示。液压和主轴润滑共用一个主油箱(使用HM68抗摩液压油)，电动机M1带动同轴齿轮泵1P、2P转动，1P通过单向阀5、直控溢流阀6、蓄能器8等向机床液压系统提供压力为8MPa的液压油，由各个电磁阀来控制主轴快慢档变速、刀具卡头夹紧放松、主轴机头夹紧放松和Z轴夹紧放松。2P通过直控溢流阀2、制冷器1对主轴箱提供润滑油，再经各分油管对主轴箱内轴承、齿轮等进行润滑后，汇集到主轴箱底部的回油池，由回油齿轮泵3P抽回主油箱3内。机床主电源开关闭合后，3P自动启动20s，以抽回回油池内的存油；液压润滑系统启动，3P随着启动；液压润滑系统停止，3P延时45s停机，以抽回回油池内的余油。制冷器1检测流过其内部的润滑油，当润滑油油温升高到设定温度时冷却器启动，对润滑油进行强制制冷，当润滑油油温低于设定油温时，冷却器停止。
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1.制冷器2、6.直控溢流阀3.主油箱4.滤油器5.单向阀7.手动截止阀
8.蓄能器9.液压选择开关10.油压表
% R, q- S5 p* n4 dMT2V液压和主轴润滑原理图
( T- v. v% {" Z& q( Z8 E/ O分析故障现象及液压润滑原理，因为是在低温冷机启动液压润滑系统后短时间漏油，且机床各动作正常，也无任何报警提示，可以排除高压液压系统泄漏的问题。故障范围应该是在主轴润滑系统，因机床尚在保修期内，外方维修人员先后两次来厂更换回油泵3P，但仍未将故障排除，随着春季气温回升，漏油量逐渐减少，最后故障彻底消失。
1998年冬季，随着气温的下降，故障再次出现。我们翻阅液压润滑部分说明资料，资料显示当液压选择开关9放置在“2P”档时，油压表10显示油压应为0.5～1MPa。现场实测，在厂房内最低环境温度6℃时，冷机启动机床液压润滑系统，润滑油油温为6℃，此时“2P”档油压值为1.8MPa，随着主轴运转时间加长，油温上升，油压下降，当油温升至设定温度25℃冷却器启动时，“2P”档油压值为0.7MPa。从油压降至1.2MPa以后，漏油量开始减少，之后，故障逐渐消失，机床进入正常运行状态，油温在18～26℃间周期性波动，油压随油温在0.7～1.3MPa之间周期性波动，油温油压间关系如表1所示。由此可以判断该机床在夏季安装调试时调整的润滑油压在冬季还需要进行调整，否则，当环境温度下降时润滑油粘度增大，冷机启动液压润滑系统时，回油泵回油量变小，就出现了主轴箱润滑油供油量大于回油量，造成润滑油外溢故障。根据油温油压间的关系，我们理解液压润滑部分说明资料所注明的“2P”档油压0.5～1MPa并非一般理解为静态调整到0.5～1MPa任一值即可，而应该理解为油压随油温在0.5～1MPa间波动(任何情况下不能低于0.5MPa)。油压调整值过低，会造成润滑不足，引起设备事故；油压调整值过高，则会造成冬季冷机启动系统时，主轴箱润滑油供油量大于回油量，造成润滑油外溢故障。调高该油压值，经调整后机床正常工作时油温油压间关系如表2所示，冷机启动系统时，“2P”档油压值为1.3MPa。该油压本着能高则高的原则要随气温经常调整，进入夏季，调整直控溢流阀2时对油压下限影响不大，特别是当主轴以高速运转时，油温保持在29℃，制冷器不再停机，油压为0.45MPa，此时调整直控溢流阀2，已不能改变油压值。
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: R+ M& U$ J0 `* a( }! X. s# B4 K9 Y表1 油温油压关系

) j9 M/ x$ t$ `" P表2 重新调整后油温油压关系
经过调整，近两年来，未再出现此故障，机床运行正常。【MechNet】
文章关键词： 数控机床