500吨压铸机油温过高的分析及排除

河海大学  钱雪松

　　最近，某厂购进了1台意大利产500吨二手压铸机，工作时间3600h。安装、调试后，进行试生产时，发现油温上升很快。经过20～30次工作循环后，升至警戒油温，主泵电机自动停转(此时循环冷却泵仍在工作)。需等待20min左右，才能够重新起动主泵电机。工作一段时间后，再次出现故障。对压铸来说，压铸模的温度会直接影响其产品的质量。一般来说，压铸机需经过十几次工作循环，对模子进行预热，待模子达到一定温度后，才能生产出合格的产品。而本设备的油温上升太快，刚生产出合格产品，设备就自动停止，待油温下降后才能重新起动，此时模子温度也会下降，这样模子又要进入预热状态，所以工作效率大大降低。同时，产品的质量也很难保证。
　　液压系统中导致油温上升过快的原因是多方面的。主要表现为：(1)周围环境温度过高。(2)油液黏度选择不当。黏度太低，会增加泄漏造成能耗；黏度太高，油液流动时需要克服的内阻力过大，导致能耗。(3)工作过程中压力油的局部损失和沿程损失过大。(4)冷却器的冷却能力过小。其中包括冷却水温过高、热交换面积太小及冷却水的通流能力减小等。(5)系统压力调整不当。(6)压力油泄漏过多等。
　　油箱周围的空气温度为25℃左右，警戒温度为55℃，最佳工作温度为40℃左右。由此看来，环境温度不会对油温的上升产生多大的作用。本设备使用的工作液为水乙二醇，黏度为40mm²／s，符合设备的工作液使用要求。本压铸机的管路设计和安装不致于会使油温上升得如此快。冷却器入口的水温为15℃左右，同时冷却水的供给量和输出量都较大。但为充分排除冷却器的因素导致油温上升，拆开冷却器，疏通冷却水管，重新安装后，温度上升未得到控制。工作时，液压系统高压为13.5MPa，低压为5MPa，卸载时压力为0.2MPa左右，满足设备正常工作的压力指标。再观察一个工作循环中高压、低压、卸载的时间分配。本压铸机的液压泵为高、低压双联叶片泵。高压为小流量泵，低压为大流量泵。当压铸机低压工作时，大、小流量泵同时向系统供油。压铸机高压工作时，低压大流量泵卸载，高压小流量泵单独工作。系统卸载时，高、低压液压泵同时卸载。压铸机的工作过程如下：低压合模、高压锁模、浇料后压射缸实现慢压射、一级快压射、二级快压射、增压、保压、开模、压射缸退回，同进顶出缸顶出、停留等动作。观察发现，在保压阶段，以及压射缸退回后的一段时间内，液压系统仍持续高压，而这段时间占整个工作周期的60%以上。再看其液压系统图，由于系统中拥有蓄能器6，所以保压阶段的压力可以由蓄能器提供的压力油来维持。另外，压射缸退回后，仅需短时间维持系统高压，以便对蓄能器6充液。这样就可以大大降低液压系统高压工作时间，降低不必要的能量损耗，最终去控制油温的上升。从电气控制原理图上发现，保压阶段及压射缸退回后，系统高压的工作时间，是由时间继电器来控制的，把2个时间继电器高压工作时间调整为零。执行压铸机的动作循环，发现执行高压锁模时系统压力由11MPa(蓄能器6的充氮压力)经过一段时间逐步达到13.5MPa。同时，压射缸退回后，系统处于卸载状态，蓄能器6的氮气压力不断下降，直至11MPa(蓄能器6中已无压力油)。从图1看，此时，一级快压射阀4、二级快压射阀5、蓄能器6及释压阀7均处于关闭状态，单向阀1反向关闭。蓄能器6的油压下降，说明系统中存在着较严重的泄漏。造成泄漏的原因可能是蓄能器6中的高压油经释压阀7直接流回油箱，也有可能高压油经一级快压射阀4或二级快压射阀5、单向阀3再经过慢压射换向阀2的中位流回油箱。对其逐一排除，最后发现问题出在二级快压射阀5上，其密封锥面严重损坏。修复后，发现在卸载状态，蓄能器油压不再下降。同时系统执行高压时，压力很快上升至13.5 MPa。最后压铸机工作时，油温基本稳定在42℃左右。

1、3.单向阀　2.慢压射控向阀　4.一级快压射阀
5.二级快压射阀　6.蓄能器　7.蓄能器压力释放阀
图1　500吨压铸机压射及增压部分液压系统原理图

　　综上所述，500吨压铸机油温上升过快从表面上看来，是由于系统高压时间调配不当引起的，但实际上，真正的原因是由于二级快压射阀密封锥面损坏，导致蓄能器6中的高压油严重泄漏，造成能量的较大损耗，最后使得油温上升过快。同时为维持设备的正常工作频率，只能在压射缸返回后及保压状态，以较长的时间维持液压系统的高压，保证蓄能器6中有充足的高压油。所以，油温上升过快的原因是多方面的，同时又是相互联系的，针对不同的故障情况，需要进行具体分析，务求尽快的、准确的排除故障。

选自《液压与气动》