GKN密炼机液压系统故障分析及处理方法

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随着轮胎工业的不断发展，设备自动化控制水平的不断提高，液压控制在轮胎工业特别是炼胶行业中的应用越来越广泛，甚至可以说，液压控制在某种程度上已经成为密炼机先进性的标志。我公司新炼胶中心从德国KRUPP公司引进的四台GKN密炼机，其上顶栓、喂料门、排料门及锁紧装置、排料门润滑和转子密封圈全部采用液压控制，大大降低了设备运行成本，提高了炼胶质量和生产效率。以下是笔者多年来在设备安装调试不口生产实践中积累的有关液压系统故障与分析的一些经验。
1 GKN密炼机液压系统的组成与特点
: K0 s& d7 H0 J" Q4 [GKN密炼机的液压系统基本上包含了常见的液压控制元部件和控制回路，可分为：液压站、上顶栓控制部分、喂料门控制部分、排料门及其锁紧装置控制部分和转子密封等5部分。与风控密炼机相比，GKN密炼机的液压控制具有调速范围广、传动力矩大、传动平稳、反映灵敏、控制便捷、自动化水平高、能完成复杂动作、实现远程控制、节能高效、混炼胶质量均匀等优点。但同时系统对密封性要求很高，对油温和负载的变化敏感，不适宜于在高温和低温条件下工作，要求有严格的过滤设施，元件的制造和装配精度高，液压系统容易出现故障且故障原因不易查找。
2 GKN密炼机液压系统常见故障、产生原因及其解决措施
; a- r# M# o( t$ p* y7 h) g- }. T2.1 异常噪音
; P0 y8 Z- D+ V3 _! j异常噪音产生原因及解决措施见表1。
' q9 J8 H9 j, u- W1 P故障源
故障产生的原因
解决措施
机械元件
1. 泵与电机的联轴节不在一条中心线上
2．联轴节松或出现问题
4 B  `% a6 E% D( m# d3．防震装置出现问题
$ J$ G- q4 d9 ~6 u1． 重新找中心
* D4 S# B" ^1 c9 w8 u6 d9 v$ W2． 应紧固或更换联轴节
3． 检查紧固或更换新件
吸油管路阻力过大
/ Y- |, \2 x$ L7 y6 m$ z+ _7 i( P( l1．出油口过滤器堵塞或自数过大
# }: E$ u, b3 Z# {8 ?9 _2 O2. 吸油管路堵塞或有泄漏发生
3. 油位太低
1. 检查清理或更换合适新件
2．检查处理
3 p$ k# P3 r0 x  q* S3. 检查加油
液压泵
0 U# Z- ?$ y" B5 U1． 泵的防震装置出现问题
; J5 q* ^$ _* {( [2 W6 t/ x2． 泵的最大设定压力太大
2 j/ t1 D9 ~' Y$ O* b% A3． 转轴密封或吸油口密封出现问题
& u0 a% t5 S# O; c4． 泵的控制系统紊乱
/ _2 x, J7 q+ s" y1． 检查紧固或更换新件 2． 重新设定最大压力
3． 检查更换新密封
4． 重新调整控制系统
3 T  H3 K1 O* y) E5 ~4 w4 o供、回油管路
. z; H4 w9 \3 s. M& ]1． 供、回油管路松或安装位置不好
+ O, ]  q$ [3 \9 |  L) R) F( H( H2． 回油管咯堵寒或没有油
& g1 D* I. Z1 H( {% j, o5 j1． 检查紧固管路或重新走管
2． 检查处理或清理
. ~+ o! _& y- Q2 c% W. a供油管路中的阀
  Q& _: D5 |# R4 u" e: S. u7 `1. 阀因脏物堵塞
5 G; C$ C4 R0 ^: x% G9 }" X. s2. 阀的节流或喷嘴太小
' M+ {5 p' K8 U# w) p1． 检查清理
2． 检查并更换合适元件
流量、比例控制
1． 流量控制阀震动影响到其他控制元件
2． 流量过大引起的噪音
) {( F# Q5 h2 K  u# @3． 控制系统紊乱
4． 电磁阀因电磁力小或电压引起堵塞或控制系统故障 5． 阀体因磨损或脏物堵塞出现问题
6． 系统压力失控
1． 检查处理
# \3 I4 s+ t% h+ o+ E/ y4 a$ q9 t2． 适当调节流量或比例控制板
3． 重新调节控制系统
4． 检查电磁阀线包及其线路
5． 检查清理或更换新件
$ F6 U& a$ }& F% h: K6．重新调整压差控制板
' ~( P  s8 d- W6 h$ G液压油
# q( k% F# J2 x  F2 N$ M; _, Y0 v1． 因油位低或油温低液压油粘度大造成吸油困难
# j( A' y( V) b7 b# c2． 液压油脏损坏内部元件
3． 液压油起泡
1． 检查并处理液压油
2． 更换新油品
3． 检查原因或更换新油品
5 X& t5 @5 u5 w+ f! d2.2 压力不足(输出力和力矩不足)
压力不足(输出力和力矩不足)故障产生原因及解决措施见表2。
0 }/ J! ?! S! }* `3 R: q5 D故障产生的原因
% T" M7 ?- ^% [/ i& |机械元件
1． 电机联轴节磨损
2． 液压泵或电机转向不对
3． 防震装置出现问题
4． 电机或液压泵传动轴上的键被剪切
1. 检查或更换联轴节
2. 检查处理
3. 检查紧固或更换新减震
. U  Q: C+ g+ }4 Q+ i7 h: @4. 检查处理
吸油管路液压泵
1. 过滤器堵塞或目数过大
2.
由于磨损，泵的内部出现泄漏
3. 液压泵控制元件出现故障或控制压力设定值过低
1． 检查清理或更换合适新件
" S( [" L( v" E7 v7 ], R, \, X0 y2． 检查处理或更换合适新件
7 C2 |( X1 A! P1 m9 h% C6 T7 K3. 检查处理或重新设定压力传感器设定值
供、回油管路
1． 供、回油管路出现泄漏
- M* H+ Y8 _2 x" S& @2 F9 }  }2． 管路内部阻力过大或吸油口过滤器堵
2 {& q- a; i4 z; }5 D5 F1. 检查处理
) g! Q8 g$ i. b& B  Y2. 检查清理或更换新件
2 l6 Q: a/ a, i! C% e! j* c( A供油管路中的阀
1． 阀的工作压力设定太低
2． 因阀体或密封件磨损产生的内部泄漏
3． 阀体的弹簧损坏
4． 阀的型号不对或内部节流(喷嘴)太小
4 w" J5 \5 [7 g! l  d' ?1 A1． 重新调整设定压力
! w5 Z* I0 a4 o7 M2. 检查修复或更换新备件
3. 检查更换新备件
4. 更换合适部件
流量、比例控制阀
/ D8 E: v! g' ^- I: ?# Q. q5 e1. 内部流量阻尼太大产生压降太大
. X0 ^8 \! ^- N1 u2．流量调节阀的调节不合理或故障
% P" S& q$ X6 q) U2 A3. 比例控制阀工作状态不对(如零点漂移或压力设定为零时柱塞不在中间位置)
4. 阀体因磨损而产生的内部泄漏或内部单向阀出现问题
7 K0 c5 |. L4 D& i! `: f5. 控制阀阀芯卡住造成故障
1. 检查处理
/ L$ R( A4 O) s3 l! d2. 重新调节流量或更换新件
3. 通过调整比例控制板重新调整零点或强制性复位，或检查压力传感器信号
* ^) C3 B/ r( o- @% K/ Y- e% d( Y4. 检查电磁阀阀芯或单向阀或修复更换
  o0 O' r% \6 u$ M% [, ~/ _5. 检查处理或更换新件
液压油
8 G6 N4 O+ t/ P3 m1 q1． 粘度刘氏而产生的内部泄漏比较严重
2． 粘度太高而产生的流量受阻较大
' ~' W) R1 s! j4 [% b+ J6 t7 e6 `- L3． 液压油起泡
8 ^+ F/ X/ c$ r, \; p# C3 s1． 检查油品、油温或更换新油品
2． 检查油温油品
. I& n" C0 ^0 X1 K, [$ [2 m3． 检查原因或更换油品
其他问题
1． 压力控制系统控制程序出现问题
2． 执行元件出现故障
9 A4 I/ z. P/ d5 i$ H: J1． 通过PC更改、更新控制程序
# E$ x; t1 t. P7 _. y# X7 X: `2 S5 z2． 检查处理
) U5 |+ D9 c1 Z2.3 油缸或马达紧急动作(压力和流量波动较大)
8 C: O3 O3 T' c, C油缸或马达紧急动作(压力不口流量波动较大)故障产生原因及解决措施见表3。
故障产生的原因
) {/ E7 [$ r/ W# A机械元件吸油管路阻力过大
1．泵与电机的联轴节不在一条中心线上
" L' o7 W- Q3 T" `  F' d2．吸油管路太小或拐弯较多
) e0 F6 `# |; A9 u) R# d3．出油口过滤器堵塞或目数太大
4．吸油管路堵塞或有泄漏
1． 重新对中心
2．适当调整吸油管路
6 T* O0 h5 k6 a  ]$ O/ j! t3 A  G3．检查或更换过滤器
4．检查处理
% q7 k8 H% z0 N4 D+ g% g$ Y液压泵
1．变量输出泵的流量调节器出现问题
; r& g: j2 B/ S" \# a7 ?0 B6 U  M2．泵的系统压力调节装置的背压阀出现问题
1．调整或更换新备件
; h! @- A. M+ V* |4 G& X: C2．检查调整压力或更换新备件
+ P, v: g8 w; I3 a" h1 M供、回油管路
1．供、回油管路缓；中不好或内部阻力太大
0 ]# h8 Y/ ^+ F9 o0 J3 Z$ a2．回油管路过滤器堵塞
1． 检查调整或清理
2．检查清理或更换新件
供油管路中的阀
1． 管路中阀的远程控制出现问题
3 B8 h7 }3 V$ _' b, x7 L6 h& j* O2． 管路中的单向阀出现问题
1． 检查控制线路
0 g0 p9 E1 j. V5 y$ T' m2． 检查处理或更换新件
/ O( L1 w- m! R: N! ^3 r流量、方向控制阀
1．流量控制阀震动影响到其他控制元件
2．流量过大引起的噪音
3．控制系统紊乱
/ c0 H% e  ]6 u" F4 b5 n: W! l" k4．电磁阀因电磁力小或电压低引起堵塞或控制系统故障
5．阀体因磨损或脏物堵塞出现问题，系统压力失控
+ @8 }, ~) n6 v. Z* f' Z/ r1． 检查处理
6 t6 A% z* C% k% T4 J. \2．调节流量或更换新件
; W/ f3 W1 ]4 T# V8 A" L3．通过调整比例控制板重新调整零点或强制性复位，或检查压力传感器信号
3 W: ^) X9 p# V# Y" ?4．检查电磁阀阀芯或单向阀或修复更
5．检查处理或更换新件
1 F/ j$ N3 u9 s( j' R! d液压油
; b* o5 N6 j% b6 S1． 液压油污染
/ g# l  d1 p1 m7 b1 i( n# K2．液压油起泡
+ Y$ T( n; ~+ }7 u& a& ^- h1． 更换新油品
) r% T! J6 L" X( B( V2． 检查原因
: e) ^8 j0 p, d: t3 t其他问题
1．在输出端没有足够大的反作用力(如降压喷嘴、减压阀)
- B4 q& J9 ]7 n# o/ l1．考虑更换
# s- ?, @# b7 ~1 e6 q2.4 工作时液压油温度过高
液压油温度过高故障产生原因及解决措施见表4。
故障产生的原因
液压泵
1． 液压泵因磨损而导致工作效率降低
! @' `8 W# ~2 e* ~8 R/ p2． 变量泵的调节器出现故障
  _. P$ a0 z% _: e3． 液压泵流量或速度调节的太大
1． 更换新备件
2． 检查调整或更换新备件
6 c" N4 [, w; v; [" z( a# \' |3． 重新调整流量
供、回油管路
6 G  @0 G/ R) _1．供、回油管路截面积小导致较大的摩擦力
2．管路中的过滤器堵塞
+ T' E# W8 \" n1．考虑更换新管路
2．检查清理
- F3 R/ A! `% v' t, f供油管路中的阀
0 @3 i4 {0 ^! P: M7 }9 X8 d# L1．连续工作时间过长
2．压力设定过高
1． 适当停机降温
2． 重新设定压力
* {- e% z/ J. o5 H1 U5 G流量、方向控制阀
1．流量设定值过低(经泵回流量太多)或流量控制阀出现问题
2．比例控制阀因泄漏损失较大
3．信号为零时比例控制阀阀芯没有处于中间状态
6 R4 Y$ v( ]+ ?  [7 I: s1． 重新调整流量设定值或更换新件
2． 检查、处理比例阀内外部泄漏点及内部单向阀磨损情况
3． 通过调整比例控制阀的比例控制板重新调整零点或强制性复位，检查压力传感器信号
液压油
1． 温度太低而产生的内部泄漏比较严重
. E; z3 z% u% E+ q. ?# y3 a2 p2 \2． 温度太高而产生的流量受阻较大
3． 液压油起泡
1． 检查油品、油温或更换新油品
( M9 R% j/ E3 ~% H2． 检查油温油品
3． 检查原因或更换油品
其他问题
/ ]+ X$ Q: G; ]- i! g, r1．系统冷却能力不足或冷却效率低
2．液压泵一直处于负荷运转状态，液压泵压力定值低于系统压力阀设定值或系统压力传感器(压力控制开关)设定值过高
3．液压油量不足
, f$ \" a! n8 I4．冷却水温差控制开口比例的流量阀出现问题
# m7 A- r7 \7 t5．冷却系统温差设定值过高
6．没有低温冷却水或冷却电机(泵)故障
7．低温冷却水温度过高
8．环境温度过高或空气相对湿度过大
+ k& R. t: O% Q6 }) c) y% R" X0 U9．列管式换热器内部结垢
1．检查冷却循环泵和低温)令却水工作状况，或热交换器内部结垢清理
# [) m: a! J. X2．检查压力控制阀电磁铁是否能够失电后阀设自动复位
9 K" g1 r5 E5 y, h; K+ U+ Y3．适量添加液压油
4.检查阀的工作状态
5．调整温差设定值
6．检查处理或更换新备件
7．检查低温：令却水循环系统
8．采取管路保温措施
9．检查清理
- f; \2 I  \& k2.5 液压油起泡
液压油起泡故障产生原因及解决措施见表5。
0 B' g6 i7 i9 p% f! y故障产生的原因
: P5 t( V& P+ N3 r2.6 液压油缸动作不正常
液压油缸动作不正常故障产生原因及解决措施见表6。
故障产生的原因
供油管路
1． 管路软管弹性太大
8 D% i- k8 _/ {6 u7 F2． 电磁铁失效
3． 比例控制阀发生泄漏
4． 阀体内部脏
- x, Z$ n0 V8 B1 A! p5 W1．重新走管
0 z7 d- ~. z7 o1 a2．更换部件
3．检查处理或更换部件
) f. ]. H; R4 m- R4．检查清理
其他问题
' Z% ^2 Q0 E) ~- _9 ]4 K1．由于密封失效或控制故障造成远程控制单向阀没有立即关闭
2．限位开关位置不对
% @* V, s2 @" q% w1． 检查清理密封或远程控制线路
2．检查相关限位开关位置
1 J! `. @% D0 \; I; |# E# y2.7 工作时液压管路撞击或震动剧烈
  i9 Z& [/ R( m- w工作时液压管路撞击或震动剧烈故障产生原因及解决措施见表7。
+ j$ r$ \- \8 V& |. H% K) {# A: ?故障产生的原因
2.8 液压泵启动频繁
液压泵启动频繁故障原因及解决措施见表8。
5 m  f' k  w1 ^  h0 n故障产生的原因
液压泵
1． 液压泵因磨损（吸油盘）出现泄漏
2． 液压系统的工作压力范围设定太小
1． 检查修复或更换新备件
& i2 B6 Z* N1 X0 D2． 重新调整压力开关的设定范围
供油管路中的阀
- t& g4 s% e4 z1．蓄压器安全阀泄漏或电磁铁故障造成回流2．供油管路单向阀不起作用
1．检查更换密封件或电磁铁
2．检查处理或更换新件
比例控制阀
1．比例控制阀工作状态不对（零点漂移或不得电时阀芯不在中间位置）
8 c4 y: r: X* b5 X) g: M7 L2． 压力传感器信号不正确
3．比例阀内部单向阀磨损而产生内部泄漏
' _6 I0 Q" L  D7 E1．调整比例控制板重新调整零点，或检查处理比例阀
9 B0 ?. e" P5 K. `! b2．检查或更换压力传感器
3．检查处理或更换单向阀
+ i8 d5 ~4 I) ?7 \液压油
1．工作时间长液压油温度高，粘度降低
2．液压油污染或乳化变质
. \6 l2 Q+ d. Z& j" o& K# |" Z1． 适当停车降温
2． 检查更换新油品
5 S3 O1 W9 u+ I7 ]+ n8 {9 k其他问题
1．冷却器效率低
+ U' ]' E7 o' X0 [) X, ~2．低温冷却水温度高
3．压力传感器设定系统工作压力范围太小
4．蓄压器氮气充气压力低
5．蓄压器氮气胶囊损坏
1．检查处理水冷器
2．检查处理低温冷却水系统
2 R/ v' y, d/ S  a3．重新调整压力传感器设定范围
4．补充氮气压力至系统最高压力的50%以上
0 m/ _: W+ R+ p/ I3 t% @3 i5．检查更换胶囊备件
5 h# C) w0 I! B' L7 J! ~6 P由于现在的密炼机的液压系统的控制系统普遍采用电液控制，电气与液压的有机结合使得系统故障的查询更加困难，这就需要电器人员与液压工程师很好地配合。GKN密炼机比例控制阀故障的查询就是一个很好的例子，它涉及到一些新技术的应用。总之，密炼机液压系统故障的查询，需要维修人员有丰富的理论知识和实践经验，而且要深入现场进行调查研究和测量、调整、对比，要有实事求是的工作态度、灵活多变的工作方法和高效务实的工作作风。
文章关键词： GKN密炼机、液压系统、故障