數控機床液壓故障診斷與維修
(1)概述
某MJ-50型數控車床是兩坐標連續控制的臥式車床。其卡盤夾緊與松開、卡盤夾緊力的高低壓轉換、回轉刀架的松開與夾緊、刀架刀盤的正反轉、尾座套筒的伸出與退回都是由液壓系統驅動的。該液壓系統采用變量葉片泵供油，各電磁閥電磁鐵的動作是由數控系統的PLC控制實現的。圖E是它的液壓系統原理圖。
系統的主要驅動對象有卡盤、回轉刀架、尾座套筒、靜壓導軌、液壓撥叉、變速液壓缸、主軸箱的液壓平衡與液壓驅動機械手和主軸的松刀液壓缸等。數控機床液壓系統引發的故障有：①主軸部件切削振動大、齒輪和軸承損壞、主軸無變速、主軸不轉動、主軸發熱、液壓變速時齒輪推不到位；②絲杠螺母潤滑不良；③轉塔刀架沒有抬起動作、轉塔轉位速度緩慢或不轉位、轉塔刀重復定位精度差、刀具不能夾緊、機械手換刀速度過快；④尾座頂不緊或不運動；⑤導軌潤滑不良。
液壓系統的故障嚴重地影響了數控機床的正常工作，如數控機床主軸部件是影響機床加工精度的主要部件，它的回轉精度影響工件的加工精度，功率大小與回轉速度影響加工效率，自動變速、準停和換刀等影響機床的自動化程度。因此，高效率地查找液壓故障顯得尤其重要。
(2)故障檢測排序
一般情況下人們都采用現場診斷技術來診斷數控機床的液壓故障，由現場維修人員使用一般的檢查工具或通過感覺器官的問、看、聽、摸、嗅等對機床進行故障診斷。目前，現場診斷技術被廣泛采用，但它需要有豐富的實踐經驗。為了高效率地查找液壓故障原因，必須設定一個合理的故障檢測次序。確定故障檢測次序有兩個原則：一是根據故障原因可能性大小排序；二是根據元件或部件的拆卸和裝配的難易程度排序。
①按故障原因可能性大小排序 在故障分析過程中，應先對最可能存在的故障懷疑點作深入的檢查，排除后，再檢查可能性相對較大的故障懷疑點。確定故障原因可能性大的依據如下。
a．比較明顯地出現與故障原因相關的特征信息的元件出故障的可能性大。如圖E所示MJ-50型數控車床在工作中若卡盤、刀架、尾座套筒的運動都不正常，則應該首先懷疑各個分支油路的公共部分——液壓油、過濾器、液壓泵和公共管路是否通暢。
b．在相同情況下，先檢查使用時間長的元件、負載率高的元件、被證明是質量差易出故障的元件以及對液壓油污染敏感的元件。也可按照有關的統計結論確定故障原因可能性的大小，就是當出現故障以后，根據長年積累獲得的統計結論，先檢查概率值大的故障點。
②按拆卸與觀測的難易程度排序 面對液壓故障的多種可能原因，在各種故障原因可能性大小并不清楚的情況下，應按照拆卸分解及觀測液壓元件的難易程度設定檢測次序，即先檢查比較容易觀察測試或易于拆卸的元件與環境因素（如油、電氣系統、冷卻水等），再檢查較難拆卸的元件，特別是體積大、質量大的元件；先檢查外部因素，再檢查元件內部；先檢查比較簡單的元件，再檢查結構功能比較復雜、其狀況不甚明了的元件。就各元件而言，應先檢查閥，再檢查泵，最后檢查液壓缸與液壓馬達。
(3)診斷舉例
某MJ-50型數控車床故障癥狀為尾座套筒在工作中突然停止運行，如何檢測這一故障呢？
首先讀懂系統圖。由圖E所示液壓系統知，尾座套筒的工作原理如下。
①當電磁鐵5YA斷電、6YA通電時，套筒伸出。此時進油路為：油箱→過濾器→泵→單向閥→減壓閥8→閥5（左位）→液壓缸無桿腔；回油路為：液壓缸有桿腔→單向調速閥11→閥5（左位）→油箱。
套筒伸出時的工作預緊力大小通過減壓閥8來調整，并由壓力表13顯示，伸出速度由調速閥11控制。
②當5YA通電、6YA斷電時，套筒退回。此時進油路為：油箱→過濾器→泵→單向閥→減壓閥8→閥5（右位）→單向調速閥11→液壓缸有桿腔；回油路為；液壓缸無桿腔→閥5（右位）→油箱。
然后聯系尾座工作原理分析故障原因有：壓力不足、泄漏、液壓泵不供油或流量不足、液壓缸活塞拉毛、磨損或密封圈損壞、液壓閥斷線或卡死等。
針對以上這些故障原因，按照拆卸分解及觀測液壓元件的難易程度設定檢測次序如下。
①檢查卡盤、回轉刀架的運動按下卡盤、回轉刀架的運動按鈕：若運動正常，則可排除液壓泵裝反，液壓泵轉向相反、定子偏心方向相反、泵轉速太低而使葉片不能甩出、葉片在轉子槽內卡死、油的黏度過高而使葉片運動不靈活等故障原因。接下來進行②～⑩步驟的檢查；否則進行第②步，檢查油箱若沒問題，則依次檢查過濾器、吸油管是否堵塞、油的黏度是否過高、泵是否調節不當或損壞。
②查看系統管道、接頭、元件處是否有泄漏。
③檢查油箱油位，看看是否在最低油位以上，吸油管、過濾器是否露出油面，回油管是否高出油面而使空氣進入油箱。
④手動操縱方向控制閥5（電磁閥通過電磁鐵兩端的手動按鈕推動），如果閥芯推不動，說明是方向閥出了故障。如果方向閥可以換向，且液壓缸動作了，說明是電磁閥的電氣線路出了故障。如果液壓缸還不能動作，則進行第⑤步檢查。
⑤手動操縱單向調速閥11，將單向調速閥開口調大，若液壓缸動作了，說明是單向調速閥11堵塞了；否則將單向調速閥旋鈕調至最松，然后進行第⑥步檢查。
⑥調節減壓閥8，若液壓缸動作了，說明是減壓閥堵塞或調節不當；否則將減壓閥旋鈕調至最松，然后進行下一步檢查。
⑦檢查泵站壓力方向閥5處于中位，查看泵出口處壓力表14的讀數是否調至設定值。如果不是，做下列檢查：a．壓力表開關是否打開了，壓力表是否損壞；b．液壓泵15壓力調節彈簧是否過松；c．吸油過濾器是否部分堵塞、容量是否不足；d．吸油管是否部分堵塞；e．泵是否損壞、是否有嚴重的內泄漏將泵壓力調高。再控制換向閥換向，液壓缸應動作，如果液壓缸的運動速度滿足工作要求，故障就排除了，如果速度不能滿足要求，則需修理液壓泵；如果在泵壓力值調高后液壓缸仍不能動作，則進行下一步檢查。
⑧將方向控制閥5切換至右位，查看壓力表13的讀數。如果讀數與主壓力表14讀數不接近，說明右邊管路、單向調速閥11堵死；如果接近，說明沒有堵死。
⑨上述工作做完以后，仍沒有排除故障，那么可能就是液壓缸出故障了。首先不要’急于拆卸液壓缸，把方向閥打開到左位或右位，啟動液壓泵一段時間以后，仔細摸一摸整個缸壁，看看是否有局部發熱處。如果活塞處密封損壞了，就會有油液從高壓腔漏至低壓腔，油液從狹窄的縫隙流過時，液壓能便轉化為熱能；如果沒有局部熱點，進行下一步檢查。
⑩拆開液壓缸另一端的管接頭t1，把它連接到一個三通管接頭上，三通的另外兩端分別接壓力表與截止閥，方向閥5換向至左位，讀壓力表的讀數。同樣，如果讀數與主壓力表14讀數不接近，說明管路堵死；如果接近，說明沒有堵死。如果管路無堵塞，進行下一步。
⑥拆卸分解并檢測液壓缸。
(4)小結
液壓傳動故障的發生也是有一定條件和規律的。在工作中嚴格按使用說明書的要求來操作可大大降低故障發生率。發生故障時先讀懂系統圖，后按照合理的故障檢測次序去查找原因、排除故障并不困難。