焊条制备机液压故障诊断与基于AMESim伺服仿真.pdf

精密制造与 自动化 2 0 1 6 年第 1 期 焊条制备机液压故障诊断与基于 A ME S i m 伺服仿真 乔女 陕西国防工业职业技术学院西安 7 1 0 3 0 0 摘要针对焊条制备机出现的故障，利用堵截法进行检测，能够在不拆解结构本身的情况下迅速找到故障点， 为相关液压设备的故障诊断与检修提供了相关经验和借鉴，基于 A ME S i m的仿真，为下一步对整个液压系统的伺 服改造和对整个焊条制备机的物理设计和改进提供了非常坚实的基础，具有很强的推广和指导意义。 关键词焊条制备机液压故障A ME S i m仿真 焊条液压制备机又称为液压粉 团机，与焊条涂 粉机配合使用 ，用法是将散装焊剂 药皮粉料 放 入料缸后 ，压制成圆柱体形状 ，供涂粉机使用 ，焊 条压制质量 的优劣与焊条制备机有着直接的关系 。 由于工作环境复杂，焊条制备机 的液压系统在长时 间的使用过程中经常会 出现泄漏 、爬行、工作效率 低下等情况， 而且出现故障的部位非常不容易查找， 这就给焊条制备机的故障排除增加了难度 。 本文结合生产实际和现场经验 ，对 出现 的故障 采用一种新的检测方法进行查找并加以排除，最后 利用 A ME S i m R1 0软件对液压系统结构进行伺服 设计，然后进行数据分析 ，可 以进一步提升设备 的 自动化程度 ，能够快速 、准确 的使输 出压 力和 流量随输入 量的变化而变 化 ，其 响应速度 快 、负 载刚度大 、控制功率高 的优 点可 以对相关 设备 的 改造 ，具有 一定 的借 鉴意义 。 1 焊条制备机工作结构 如图 1 所示为焊条制备机外部结构图，它 由上 缸、下缸、压力表、控制手柄、下缸液压管路、电 机、散热片和控制油路等部分组成 。当拨动控制手 柄 ，制备机上缸顶 出，当到达指定位置后拨动右手 柄 ， 下缸伸 出，将焊剂挤压成型 ， 成型时间约为 1 0 s 后松开手柄 ，下缸缩回到指定位置后上缸缩 回，此 时取出压制成型的焊条，检验成型质量 。其主要工 作参数为 最大压制力 2 2 0 k N， 最大液压力 1 6 MP a ， 焊条最大焊剂压力 1 8 MP a ， 上下缸规格 1 7 2 X 3 4 0 、 1 8 0 3 4 0 、内壁镀硬 C r 层， 供油采用主副双泵供 油系统、 自动卸荷。 压力表 下缸液压管路 图 1 液压粉团机外部结构图 油路 2 堵截法进行液压系统故障诊断 焊条制备机在使用一段时间后，出现系统压力 达到一定值后无法继续升高的现象。具体表现为 液压系统 如 图 2所示 ，正常压力为 1 5 MP a ，当 出现系统压力升高到 1 0 MP a时就无法继续升高， 本文根据现场实际提出一种堵截法诊断系统故障， 找出问题原因。 2 ． 1 判断油泵、溢流阀、压力表是否正常 在图 2中的 A、 B阀将油路堵截， 溢流 阀松开， 启动后逐渐调整溢流阀将压力迅速升高，此时压力 表显示油压已经升高到 1 6 MP a时停止。这说明高 压油泵、溢流阀、压力表均无故障。 2 ． 2 判断换向阎 3 D T和上缸是否正常 打开 A，关 闭 B，此 时换 向阀 3 DT、上 缸 以 及 油管被 检测 。首先使 得继 电器 1 YJ吸合 ，3 DT 4 7 精密制造与 自动化 2 0 1 6 年第 1 期 动 上 及 作，上缸伸出，当其碰到下缸活塞时，油压 2 ． 5 判断换向阀 2 D T至下缸下部的油路是否泄漏 升可达 到 1 5 MP a 。这说 明换 向阀 3 DT 、上缸 打开 B、E，封 闭A、F 。启动油泵 ，令继电器 输 油管 路均正常 。 2 YJ吸合，2 D T动作，向被检查的管路进油，此时 发现油压升到 1 0 MP a时再也无法升高，这就说 明 l 了故障在这一段管路上，经检查发现是一个接头漏 ； 油，由于整根管子浸在油中，不做细致检修平时根 盈 侃 _ _ _I 本不易发现。 0 一 ． I j’ 一J J 通过堵截法完成这样一个检测循环，可以发现 L 、 ． 1 。 在一个完整的液压系统中会有多个并联的回路，而 ． 每个回路又有多个液压元件及相应的组件，当液压 系统出现压力不足或流量下降时，很难准确找到故 ，。 障点。所 以通过刚才的堵截法进行故障检测，在现 ，‘ 。f 场隔离有关回路或组件，缩小考察范围来寻找故障 原 因，能够在不大拆大动液压系统的基础之上快速 ” 一 l 。 准确的检测到故障的位置，并及时的进行修复 ’ 。 压 力表 。 l l l ll J 溢流阀 叫 1 ，r 3 基于／ l E i m的液压回路伺服化改造 __ 前文说过焊条的的压制质量与成型压力有着 一 。 l _ _ 直接的关系，能否通过改造来进一步提升设备的 白 。 。 』 』 动化程度，并且通过反馈进行位置控制，从而提高 ＼ ll 、 l lll 产品的压制成型质量。通过设计 一 种伺服控制的液 ， 0 _l 压结构来更好的提高设备的自动化程度和压制质量， ， ⋯ _ l 一 由于改 造周 期较 长 且具 有不 确 定性 ，所 以采用 液I 椠 高 压泵 AME S i m软件首先截取该设备 的 “ 上缸 ”部分进行 图2 液压系统图 2 ． 3 判断换向阀 2 D T 和下缸是否正常 打开 B，堵住 A，于是换向阀 2 D T、下缸及油 管被测试。令继电器 2 YJ 吸合，2 D T动作，向下缸 下部进油，下缸活塞上升 ，当其碰到上缸活塞时， 油压上升，但升到1 0 MP a时，就不再上升。这说 明该部分有故障，但无法判断故障点在哪，所 以分 别检查这部分中的各元件 。 2 ． 4 判断换向阀2 D T 是否正常 上一项检查说明故障在下缸，2 DT及其油路之 中，打开 B，封闭 A及 E，此时仅查 2 DT。启动油 泵，令继电器 2 Y J吸合，2 D T动作 ，压力一直可升 到 1 5 MP a ， 说明换向阀2 D T及被检查的管路正常。 然后继续检查下缸活塞环是否泄漏 ，经检查后发现 下缸活塞环及下缸内壁均完好无损，说明下缸没有 问题 。 伺服改造并分析其数据结果 ，来进一步分析其可靠 性和 自适应性。 由于国内尚未有完整的 AME S i m 中文书籍， 但 是计算机仿真 已经成为研究液压机械系统动态特性 的重要手段 ，由于传统建模仿真方法比较复杂，累 计计算时间很长，这就给实际的物理系统设计增加 了难度和使用周期， 本文从 AME S i m在工程应用角 度 出发总结建模基本特征和关键特征，这样可以从 繁琐的数学建模工作 中解放出来更专注于物理系统 本身 的设 计 。 。 ’ 。 首先用 A ME S i m软件进行仿真分析 ， 图 3为原 液压设备结构仿真 图，本文截取 出上缸控制部分进 行仿真 ， 图 4为截取的上缸部分进行位置控制分析， 具体设置参数与前文设置的参数一致，得 出图 5 和 图 6的数据结果。从图 5数据的结果上来看 ，进油 口压力最终停 留在 1 5 MP a左右，最 高压力值为 1 5 ． 0 1 5 MP a ，超出预置压力 0 ． 0 1 5 MP a ，控制精度 非常高，流量在前期短暂波动后也趋于稳定，停止 精密制造与 自动化 2 0 1 6 年第 1 期 a c r t a n a 3 ／ L 1 ￡ 1 为力臂梁长 。 图 8 扭转刚度校准原理图 4 结语 结合一种轴承类零件 ，阐述了弯曲间隙和扭转 间隙的测试方法，对间隙测试原理进行 了详细分析 说明，并给 出了测量装置测试精度和刚度变形的测 试方法 ，对工程技术人员有一定的指导意义和借鉴 价值。 参考文献 [ 1 ] 常 洪 ， 轴 承 装 配 工 艺 [ M] ． 郑 州 河 南 人 民 出 版 社， 2 0 0 6 ． [ 2 ] 郭宝霞． 滚动 轴承基础知识 [ M] ． 郑州 河南人 民出版 社 ，2 0 0 6 ． [ 3 ] 孙绍黎， 空空 导弹电动舵机 结构测试规 范 [ R] ． 洛 阳 中国空空导弹研 究院标准 ，2 0 0 9 ． [ 4 ] 乔英姿 ． 薄壁轴承 径 向游 隙的测 量 [ J j ． 哈尔 滨轴 承 ， 2 0 1 4 ， 3 5 1 4 2 4 3 ． [ 5 ] 蒋作民． 角度测量[ M] ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 5 ． [ 6 ] 孙 红旗． 材料力 学 [ M] ． 哈尔滨 哈尔滨 工业大学 出版 社 ，2 0 0 8 上接第 4 2页 制 造技 术， 2 0 1 0 2 2 4 4 4 6 ． [ 3 ] 逢 启寿 ， 时 国平 ． 在线 测量技 术在 数控加 工 中的应用 [ J ] ． 机械 工程 与 自动化 ， 2 0 0 6 0 2 1 7 1 1 7 2 ． [ 4 ] 鲍 中美． 触发式测 头 自动检测 系统在数控 机床上 的应 用 [ J ] ． 计量与测试技术， 2 0 0 6 0 2 0 0 4 ． [ 5 ] Ma r p o s s 安装说 明书 5 1 7 ． [ 6 ] 刘利剑， 陈曹维， 张新聚等． 测量宏程序编制方法的研 究[ J ] ． 制造技术与机床， 2 0 0 5 7 7 6 7 8 ． [ 7 ] 戴能云． 复杂形 状轮廓 的几何形状误 差评定方 法研究 [ D] ． 长沙 中南大学， 2 0 1 0 ． [ 8 ] C h o i J P , Mi n B K， L e e S J ． R e d u c t i o n o f ma c h i n i n g e r r o r s o f a t h r e e -- a x i s ma c h i n e t o o l b y o n ma c h i n e me a s u r e me n t a n d e r r o r c o mp e n s a t i o n s y s t e m[ J ] ． J o u rna l o f Ma t e r i a l s Pr oc e s s i ng Te c h nol o gy， 2 00 4，1 55 205 6 20 6 4． [ 9 ] 唐文杰． 数控加工精度在线检测技术研究与应用 [ D] ． 北京 清华大学精密仪器与机械学系， 2 0 0 9 2 7 8 4 ．