Ремонт гидравлических приводов
В статье освещены вопросы правильной эксплуатации гидросистем металлорежущего оборудования. Приведены рекомендации по определению нарушений в работе гидроприводов и способы их устранения или ремонта.
Практика эксплуатации гидрофицированного оборудования различного служебного назначения показывает, что гидравлический привод по сравнению с его механической частью требует другой системы организации проведения ремонта. Долговечность гидравлического привода и его работа определяются качеством технического обслуживания и своевременного ремонта. На эффективность выполнения профилактических мероприятий во многом влияют квалификация ремонтного персонала и организация эксплуатации гидрофицированного оборудования.
Текущий и капитальный ремонты гидравлических приводов, например, металлообрабатывающих станков на заводах осуществляют централизованные службы — бригады по ремонту гидравлических приводов, бюро или отделения гидравлических приводов при ремонтно-механических цехах. Эти службы производят запуск и отладку нового гидрофицированного оборудования, выполняют аварийные ремонты, устраняют наиболее сложные неисправности в гидравлических системах. Обслуживание и текущий ремонт гидрофицированного оборудования осуществляют ремонтные службы механиков цехов.
Гидравлическое оборудование целесообразно ремонтировать одновременно с механической частью станка согласно графику планово-предупредительного ремонта. Однако изнашивание элементов гидравлического привода протекает менее интенсивно, чем других элементов станка, поэтому ремонтный цикл привода должен быть иным.
Гидравлические приводы включают направляющую гидроаппаратуру, регулирующую гидроаппаратуру, вспомогательные элементы, исполнительные механизмы (гидроцилиндры, гидродвигатели, электрогидравлические шаговые приводы и другую гидравлическую аппаратуру).
1. Продолжительность работы узлов и устройств гидросистем
Наименование узла (устройства)
Следящие распределительные устройства копировальных токарных полуавтоматов
поршней копировальных цилиндров
Следящие приводы, поршневые и лопастные гидромоторы, лопастные и шестеренчатые насосы
Аппаратура управления и распределения копировальных систем
Аппаратура управления и распределения общего назначения
Аппаратура регулирования скорости
Силовые цилиндры следящих систем
Аппаратура контроля давления
Силовые цилиндры общего назначения
При определении ремонтных циклов гидравлического привода нужно учитывать, что различные его элементы имеют разный срок службы (табл. 1) [1]. Контрольно-регулирующая аппаратура общего назначения изнашивается и выходит из строя после 3. 4 лет эксплуатации, шестеренчатые и лопастные насосы — после 1. 1,5 года, гидравлические цилиндры — после 8. 10 лет. Структура ремонтного цикла металлообрабатывающих станков с массой до 10 т: К-ТР1-ТР2-ТР3-ТР4-ТР5-ТР6-ТР7-К. При трехмесячном межремонтном периоде первый текущий ремонт (ТР1) механической части станка должен осуществляться после 1,5 лет его эксплуатации, второй (ТР2) — после 3 лет, капитальный (К) — после 4,5. 5 лет. Учитывая среднюю долговечность работы гидравлического оборудования, текущий ремонт гидравлического привода станка следует выполнять после 3 лет эксплуатации, т. е. при втором текущем ремонте механических частей станка, а второй текущий ремонт — после 6 лет эксплуатации, капитальный — при втором капитальном ремонте механической части, т. е. примерно после 9 лет эксплуатации станка. Таким образом, продолжительность ремонтного цикла гидравлического привода в 2 раза больше, чем механической части станка. Структура ремонтного цикла гидравлических приводов металлообрабатывающих станков с массой до 10 т имеет вид: К— 14(TP) — К [1].
При эксплуатации гидравлического привода необходимо систематически контролировать уровень и качество масла в резервуарах-баках, устранять протечки в неподвижных и подвижных соединениях, выявлять причины перегрева масла и вовремя устранять их, содержать в чистоте всю гидравлическую систему.
Масло, заливаемое в гидравлическую систему, должно быть чистым. Следует использовать масло ВНИИНП-403 (минеральное) или «Турбинное 22П», температура масла 10. 30 ºС. Допускается применять масло «Индустриальное 20» или «Турбинное 22». Соответствие состава масла заданным требованиям устанавливают при анализе проб, взятых из бака. Масло подлежит замене при уменьшении вязкости на 25. 30 %, при увеличении кислотного числа в 2 раза и загрязнении. Если производственные условия не позволяют выполнить анализ масла, то его необходимо заменять новым не реже одного раза в шесть месяцев.
Перед заменой масла гидробак нужно тщательно очистить и промыть керосином. Перед заливкой в гидробак масло необходимо тщательно отфильтровать. Смешивание различных марок масел не допускается. Масло нужно наливать до верхней отметки указателя уровня масла с последующим добавлением (после заполнения гидравлической системы при пуске насоса). В процессе эксплуатации станка необходимо постоянно поддерживать чистоту масла. Для этого нужно выполнять следующие условия [2]:
- не реже одного раза в месяц удалять грязь из корпусов всех фильтров, продувать и промывать керосином фильтрующие элементы;
- один раз в шесть месяцев работы гидравлического привода заменять фильтрующие элементы в фильтрах тонкой очистки;
- один раз в неделю спускать отстой масла из корпусов;
- не реже одного раза в неделю поворотом рукоятки следует осуществлять очистку пластинчатых фильтров;
- при пуске станка и после замены масла в течение трех дней фильтры следует очищать ежедневно.
При работе гидравлического привода нужно строго следить за уровнем масла в баке, не допускать пуска привода при недостаточном уровне масла в гидробаке. Во избежание утечки масла и попадания в гидравлическую систему воздуха необходимо следить за герметичностью всех соединений. Перед пуском станка масло следует прогреть. Для этого нужно гидравлическую систему включить на несколько минут. Все работы, которые связаны с разборкой и сборкой гидравлической аппаратуры, должен выполнять квалифицированный слесарь.
Если замечены нарушения нормальной работы гидравлического привода, то не рекомендуется выполнять перенастройку регулирующей гидроаппаратуры. Нужно, прежде всего, определить, не вызваны ли нарушения попаданием воздуха в гидравлическую систему или загрязнением масла. Наличие пузырьков и пены на поверхности масла в гидробаке свидетельствует о присутствии воздуха в гидравлической системе. В нее воздух может попасть при сборке и разборке станка и замене масла; в процессе эксплуатации из-за ослабления соединений трубопроводов и их повреждения на линии всасывания; через поврежденные или изношенные уплотнения насоса; вследствие слива масла в резервуар через трубопровод, конец которого находится выше уровня масла. В последнем случае масло, сливаясь через воздушное пространство, увлекает за собой воздух, который, смешиваясь с маслом, всасывается насосом вместе с ним. Масло при этом становится мутным, а на его поверхности образуется пена. Наличие в гидравлической системе воздуха вызывает скачкообразное (прерывистое) перемещение исполнительных органов (суппортов, столов и др.) станка [3].
Загрязнение масла, питающего гидравлическую систему, вызывает обычно заедание клапанов, золотников и другой контрольно-регулирующей аппаратуры.
Если гидравлическая система станка исправна, а воздух в нее попал в процессе сборочно-разборочных работ, то необходимо осуществить несколько полных холостых ходов исполнительных органов станка на максимальной скорости подачи — воздух при этом попадает вместе с маслом в гидробак, а из него уходит в атмосферу. Затем на малой скорости подачи нужно проверить плавность перемещения исполнительных органов станка. Если имеется некоторая неравномерность движения исполнительных органов, то предыдущую проверку необходимо повторить.
Резкий шум при работе насоса указывает на то, что засорен фильтр, расположенный на линии всасывания. Причиной этого может быть ослабление соединения, в результате чего конец всасывающей трубы оказался на незначительном расстоянии (меньше полутора диаметров трубы) от дна гидробака. В таких условиях затрудняется всасывание насосом масла и происходит засасывание воздуха. Нормальная работа насоса нарушается в результате изнашивания его деталей. Указанные неисправности можно устранить соответственно очисткой фильтра, закреплением соединений трубопроводов (особенно на линии всасывания), заменой изношенных деталей насоса. Фильтр можно очищать, промывая его в керосине или щелочной ванне, ультразвуком или другими способами.
При эксплуатации гидроприводов в шестеренчатых насосах наблюдается неравномерное изнашивание колодцев (со стороны камеры всасывания, в сопряжении с втулками и шестернями), втулок, боковых поверхностей зубьев и торцов шестерен. При первом ремонте корпуса насоса его можно восстановить, изменяя направление вращения шестерен. Для этого нужно рассверлить нагнетательные отверстия до размеров всасывающих отверстий и выполнить новый дренажный канал на неизношенной стороне, а старый канал залить баббитом и заполнить эпоксидной пастой. Втулки насосов можно восстановить обжатием. Уменьшение наружного диаметра компенсируют постановкой алюминиевых колец на клей. После обжатия втулки необходимо расточить на номинальный или ремонтный размер в зависимости от диаметрального размера цапфы валика. Для лучшей приработки внутреннюю поверхность втулки следует покрыть тонким слоем свинца.
С торцов и боковых поверхностей зубьев шестерен необходимо удалить заусенцы, а цапфы отшлифовать на ремонтный размер.
При ремонте лопастных насосов гидравлических приводов с лопаток необходимо удалить заусенцы и, не обезличивая их положение относительно паза ротора, притереть лопатки по пазу. При значительном изнашивании по кромке, соприкасающейся со статором, лопатки поворачивают на 180°. Царапины, риски на поверхности статора глубиной до 0,25 мм можно устранить шлифованием. Роторы, имеющие значительное изнашивание пазов, глубокие царапины и другие дефекты, следует выбраковывать.
В металлообрабатывающих станках, в которых гидравлические системы имеют дроссельное регулирование, плавность перемещения исполнительных органов может нарушаться из-за неустойчивой работы сливного (предохранительного) клапана. Это может быть обусловлено повреждением его седла или засорением, что вызывает кратковременные сбросы давления. Такую неисправность можно устранить промывкой клапана, фильтрацией или заменой масла, а при необходимости — притиркой седла. В ряде случаев клапан необходимо заменить.
В шариковых клапанах могут происходить утечки масла из-за деформации шарика или повреждения седла клапана. Эту неисправность можно устранить заменой шарика. Новый шарик устанавливают в незакаленное седло и обстукивают молотком через выколотку из латуни или меди, обеспечивая плотный контакт шарика с седлом.
При эксплуатации металлообрабатывающих станков может происходить постепенное падение скорости перемещения исполнительных органов. Причиной этого может являться рост утечки масла из-за его разжижения, обусловленного нагревом при безостановочной работе гидравлической системы в течение нескольких часов. Скорость перемещения исполнительных органов гидрофицированного оборудования значительно уменьшается и при изнашивании уплотнительных элементов поршней и цилиндров. В металлорежущих станках, оснащенных гидравлическими приводами с дроссельным регулированием, скорость перемещения исполнительных органов уменьшается в основном из-за засорения фильтра перед дросселем или самого дросселя. Такая неисправность часто наблюдается на токарных, продольно-фрезерных, расточных станках, которые работают с малыми скоростями подач, а дроссель настроен на малое проходное сечение. В результате уменьшения скорости подачи снижается производительность обработки.
Неисправность этого вида устраняют ремонтом, заменой уплотнений поршня с цилиндром или промывкой всей гидравлической системы чистым маслом с керосином. При промывке дроссель нужно открыть на максимальную скорость подачи и включить гидравлический привод на 3. 5 мин, а затем снова настроить дроссель на рабочую подачу. Если это мероприятие не обеспечивает нужных результатов, то следует разобрать всю гидравлическую систему и промыть все детали в керосине или в щелочных ваннах.
Увеличение давления в гидравлическом цилиндре может происходить из-за засорения фильтра на выходе нагнетающей магистрали, а также вследствие возрастания сил трения на направляющих станка. Эту неисправность можно устранить промывкой фильтра, а также очисткой и смазыванием направляющих.
В процессе эксплуатации металлообрабатывающего оборудования работа гидравлических систем может ухудшаться по следующим причинам [3]: чрезмерное усилие затяжки исполнительного органа (стола, суппорта и др.) на направляющих, а также клиньев и планок, сальника штока; неправильное центрирование штока в его соединении с исполнительным органом; неравномерное изнашивание штока, поршня и гидравлического цилиндра; схватывание трущихся поверхностей перемещающихся сборочных единиц из-за недостаточного количества смазочного материала или неправильного его выбора. Для устранения неисправности, прежде всего, необходимо определить отсутствие воздуха в гидравлической системе и затем выполнить соответствующие регулировки, выверку мест сопряжения поверхностей, ремонт, а также заменить смазочный материал.
В случае нарушения плавности перемещения какого-либо исполнительного органа станка, нужно проверить, есть ли в гидравлической системе воздух. При его отсутствии гидравлический привод останавливают и ослабляют крепление планок и клиньев исполнительного органа. Затем гидравлический привод пускают в работу и проверяют результат первого регулирования. Если движение исполнительного органа не стало более плавным, то ослабляют затяжку уплотнения штока и крепление штока с кронштейном и повторяют соответствующее регулирование.
При работе гидравлического привода может происходить нарушение последовательности перемещения рабочих органов, что является следствием неправильного функционирования золотников. Для нормального перемещения золотника из одного положения в другое необходимо усилие, которое определяется: диаметральным размером золотника; давлением, под действием которого осуществляется его переключение; временем, в течение которого золотник находится под давлением в неподвижном состоянии. Если переключения золотника, выполняемые от упоров посредством рычагов, а также электромагнитов, происходят с запаздываниями или какое-либо переключение отсутствует, то весь цикл работы металлообрабатывающего станка нарушается, что может привести к аварийной ситуации.
Нарушения в переключениях золотника могут происходить из-за уменьшения усилия, необходимого для его перемещения, или увеличения сопротивления золотника перемещению, вследствие этого нормальное усилие оказывается недостаточным для переключения золотника. Это усилие значительно возрастает из-за работы золотника в загрязненном масле, при сильном нагреве золотника, что приводит к увеличению его объема, в результате чего уменьшаются зазоры в сопряжении золотника с корпусом. Это усилие также возрастает, если золотник работает в корпусе при высоком давлении масла или находится неподвижно в корпусе под давлением в течение нескольких часов. Последнее обстоятельство сопровождается осаждением продуктов разложения масла в зазоры между золотником и корпусом, в которых они могут образовывать значительные скопления. Эти скопления можно удалить легкими ударами молотка через выколотку выколотку по корпусу. В результате этого усилие, необходимое для перемещения золотника, уменьшается, и золотник начинает работать нормально. Защемление золотника при высоком давлении масла устраняют уменьшением давления.
Возможные неисправности гидравлического привода, их причины и способы устранения приведены в табл. 2 [2].
2. Характерные неисправности гидравлического привода, их причины и способы устранения
Возможные причины неполадок
Указания для выявления и устранения неполадок
1. Насос не подает масло в систему
1.1. Неправильное направление вращения вала насоса
1.2. Чрезмерно низкий уровень масла в баке
1.3. Засорение всасывающей трубы или фильтра
1.4. Подсос воздуха во всасывающей магистрали
Источник