1、设备简介
150kN
液压电镦机是生产大型机动车气门的液压专用设备，其主要功能首先将圆柱状合结构钢通过感应加热，然后再经过液压缸的“镦粗”成“大蒜头”状，为后续的机械加工准备。该液压设备共有三条液压缸：夹紧缸、砧子缸、电镦缸。夹紧缸用于夹紧工件、砧子缸用于均匀移动感应电极，电镦缸完成对工件的“镦粗”动作。
2、系统工作原理与故障现象
(1)工作原理
150kN液压电镦机液压原理如图7-5所示。液压泵启动后，由于电磁阀的电磁铁均处于断电状态，此时夹紧缸处于夹紧工件状态，夹紧缸输出力的大小由减压阔调定；三位电磁换向阀在两端弹簧的作用下处于中位，电镦缸、砧子缸复位，停留在原始位置。对于电镦缸，当三位电磁换阀左端电磁铁1YA通电时，电镦缸无杆腔进油，有杆腔回油，活塞杆伸出，电镦缸处于快进或工进状态(顶锻状态)；当三位阀右端电磁铁2YA通电时，液压缸有杆腔进油，无杆腔回油，活塞杆缩回；系统压力随着负载的压力而变化，同时变量柱塞泵根据负载大小自动工作在快进(定量泵段)阶段或工进(变量泵段)阶段。对于砧子缸，其主要作用是带动感应加热圈给工件均匀加热，同时要承担电镦缸作用在工件上的部分作用力；砧子缸输出力的大小由减压阀调定。当三位电磁换阀左端电磁铁3YA通电时，砧子缸下腔进油上腔圈油，活塞杆向上伸出，伸出速度由调速阀调整；当三位阀右端电磁铁4YA通电融液压缸上腔进油，下腔回油，活塞杆缩回。当电磁铁5YA通电时，夹紧缸松开工件，从而完成一个动作循环。
从工作原理来看，150kN液压电镦机的设计中，电镦缸支路采用了变量泵与节流阀组成的容积节流调速回路，有效解决了轻载快进和重载慢进的矛盾，功率利用合理；砧子缸采用了调速阀的出口节流调速网路，提高了执行元件的运动平稳性，保障了对工件加热的均匀性；夹紧缸采用了断电夹紧工作状态，符合安全操作规程。从工作原理设计的角度来看，该系统的设计是合理的。然而，在该系统的调试过程中却存在着以下故障现象。
(2)故障现象
①执行元件(砧子缸、夹紧缸)只能动作一次，减压阀“不起作用”，减压阀后面的压力表显示的是系统压力，并非减压阀的调定压力。
②电镦缸返程时间太长，要求10s以内，实际近15s，严重影响生产效率(汽车配件大批量生产，对生产节拍要求很严格)。
③开机20min后，系统过热。
④电镦缸的速度稳定性差，出现了时快时慢的爬行现象。
图 150kN液压电镦机液压原理图
3、
液压机原因分析与故障排除
应当指出的是：150kN液压电镦机液压系统由于结构上的原因，采用了分离式结构，即液压元件集成在一起，液压泵电动机组、冷却器一起安装在油箱上，相互之间通过管路连接。针对以上故障现象，逐一进行了分析。
对于故障现象①：通过对现场的考察和询问，得知单独测试液压元件集成单元时，减压阀后的压力表显示的是减压阀的调定压力，并非系统压力，说明该单元本身没有问题。所以将问题集中在液压泵电动机组、冷却器、油箱上面，由于系统有压力，所以液压泵电动机组的原因也被排除在外，很自然原因出在冷却器及其连接管路上。经分段现场检查，冷却器本身没有问题，原因出现在冷却器出口至油箱的回油管路(钢管连接)上。由于回油钢管需要弯管，现场施工人员采用了灌砂后加热弯曲的方法。加热后，砂子粘在钢管内，造成系统回油被堵。那么如何解释执行元件(砧子缸、夹紧缸)只能动作一次呢?很显然，由于砧子缸、夹紧缸两个执行元件开始时的两个腔都没有油液存在，所以可以“动作”一次。而砧子缸、夹紧缸两个执行元件动作一次后，由于系统回油路被堵，进油腔的液压油变为静止崩态，所以减压阀“不起作用”了，压力表显示系统压力是正常的(静止液体压力处处相等)．通过清理钢管内的砂子，并进一步清洗钢管后，安装在冷却器后面，系统正常动作。
对于故障现象②：首先计算电镦缸的返回速度
从计算数据来看，返程时间9s，小于10s的工作要求。但是仔细分析液压原理图，可见控制电镦缸的电磁换向阀(D5—02—3C2一D2)是6通径的，其最大额定流量仅为40L/min，而电镦缸无杆腔返回时所需流量为：q=vA=430×0.785×12.52=52.74(L/min)
显然，回油腔的实际流量大于其额定流量，所以造成了电镦缸返回时间过长的故障。这就是由于设计时考虑不周原因造成的。
解决方法：将电镦缸的控制阀全部改为10通径(最大额定流量为80L/min)，问题得翻了圆满解决。
对于故障现象③：由于现场操作人员不看使用说明书，将安全阀调到了最高压力(打开压力表开关时，指针指到约32MPa)，然后再调节减压阀的压力，使得大量的压力损失在减压阀上，同时操作人员为了试车省事，未将油箱内的油加至液位计而且未给冷却器通永，遗成了系统过热。
解决方法：加油至液位计中间位置偏上并给冷却器通水，将安全阀最高压力调至比最大工作压力(13MPa)高2MPa左右，然后调节两个减压阀至工作压力，系统过热问题得到解决。
从这一故障的原因可以看出：系统故障完全是由于使用者操作不当造成的。
对于故障现象④：从现象可以判断出，故障原因来自单向节流阀，更换了几个单向节流阀后，电镦缸爬行现象仍然未能解决，这样自然考虑到节流阀的结构上来，通过对比发现，原来所选的单向节流阀其锥度较大，调节范围小，出现了上述故障现象。
解决方法：更换了锥度较小的单向节流阀，问题得到解决。
这里举例所发生的故障出现在系统调试阶段，如果出现在使用一段时间后，
液压机液压系统的使用与维护方面的内容会逐渐显现出来，例如液压油的污染引起的种种故障问题。由于现场的故障多种多样，所以读者在现场解决实际问题时，应灵活运用所介绍的故障诊断方法，具体问题具体分析，同时注意积累经验，为液压系统的故障诊断奠定良好的基础。
