数控液压折弯机工进无压力故障处理

1序言

数控液压折弯机主要用于工件的折弯加工，由机架、滑块、工作台、液压缸、

液压比例伺服系统、位置检测系统、数控系统和电气系统组装而成。该折弯机在

空载速度、工作速度和回程速度工况下，始终能保持滑块的位置同步（与工作台

平行），并能在行程终点处实现高精度的定位。因此广泛用于汽车、造船、集装

箱、工程机械、建筑机构、金属结构、灯杆及电力杆等行业的构件折弯加工。

2故障描述

数控液压折弯机（见图1）运行时，滑块在数控系统和液压伺服系统的控制

下，完成一次行程需要经过以下6个阶段：快速下行、减速下行、压料并保压、

卸压、快速上行以及停止在上死点。本文为分析方便，将6个阶段合为3个阶段，

即快进、工进及快速回程（快退）。

图1数控液压折弯机

该折弯机在工作中出现的故障现象是：滑块可快速下行，但在压料时压力明显穴足,

无法完成折弯作业。

3液压系统概述

系统液压原理如图2所示，电磁阀动作顺序见表1。

1一充液阀2—比例伺服阀3—溢流阀4一插装阀15—比例溢流阀6-

插装阀27—滤油装置8—液压泵

表1电磁阀动作顺序

电磁阀快进工进快退

4Y51交1交1直

4Y3101

1Y2010

1Y1011

（1）滑块快速下行（快进）4Y5（交叉）、4Y3得电,液压缸下腔的油液

很快经插装阀1、比例伺服阀回到油箱，同时失去支撑滑块所需要的油压。滑块

的自重带动活塞快速下降，液压缸上腔瞬间形成负压「吸开”充液阀，大量油液

由油箱经充液阀进入液压缸上腔，滑块快速向下运行。

（2）工进加压当滑块下行至转换点后，4Y3失电，插装阀关闭，液压缸下

腔的油经溢流阀产生压力，使滑块不能自由下落。此时1Y1得电，使比例溢流阀

建立系统压力，1Y2得电，充液阀关闭，油液经比例伺服阀进入液压缸上腔，迫

使滑块向下运动，完成压料动作。

（3）滑块快速回程（快退）4Y3得电，插装阀1开启，4Y5得电（直通），

此时油泵输出的油经比例伺服阀、插装阀1进入液压缸下腔，且1Y1保持得电，

比例溢流阀继续建立压力。同时，1Y2失电，充液阀在控制油路压力作用下开启，

液压缸上腔的油液经充液阀（大量）快速回到油箱，滑块完成快速回程动作。

4故障分析与排查

根据故障现象，分析液压系统原理图可知,折弯机工进无压力，推测故障原

因如下。

1）压力控制阀组中比例溢流阀的1Y1电磁铁未得电，此时比例溢流阀为普

通溢流阀，系统不能建立起足够的压力。

2）压力控制阀组中插装阀2的锥孔磨损或密封失效等，阀口未关闭，导致系

统建压时，油液经过该插装阀口，直接回到油箱，系统无压力。

3）充液阀阀口不能正常关闭、阀芯损坏或密封失效，液压缸上腔经充液阀内

腔与油箱互通，折弯机工进时，油液从液压缸上腔经充液阀直接回到油箱，导致

压力不足。

根据从简到难逐一排除法，故障点排除过程如下。

1）检查压力控制阀组中的比例溢流阀是否正常得电。折弯机工进状态下检查

该比例溢流阀，触头1Y1灯亮，且比例溢流阀正常动作，排除比例溢流阀故障。

2）检查压力控制阀组的插装阀2。拆卸插装阀2，检查锥孔磨损情况，并清

洗阀芯后重新安装，折弯机工进仍压力不足，可暂时排除插装阀故障。

3）检查充液阀控制油路电磁换向阀。折弯机工进时，该电磁换向阀处于关闭

状态，指令充液阀关闭，电磁换向阀无异常。

4）检查充液阀。拆卸充液阀，发现充液阀阀端部锁紧螺栓松动脱落，先导阀

芯损坏（见图3）,导致先导阀口处于常开状态，充液阀无法紧闭，至此发现故

障原因.

图3先导阀芯损坏情况

5故障处理

5.1充液阀工作原理

充液阀（见图4、图5）常用于液压缸与油箱之间的吸排油，通流性大，排量

为800L/min,其工作原理如下。

图4充液阀结构示意

1一锁紧螺栓12—弹簧13—先导阀芯4一顶杆5—主阀芯6—主阀芯阀体

7—弹簧28—弹簧座9一弹簧310—锁紧螺栓211—充液阀阀体12—滑体13—

端盖

图5冲液阀实物

(1)滑块快速下行状态滑块的自重带动活塞快速下行时，液压缸上腔容积

变化率大于油泵流量，液压缸上腔产生负压，克服弹簧2的弹簧力，主阀芯下移，

充液阀主阀芯直接被吸开,油箱油液经充液阀进入液压缸上腔。

(2)滑块快速上行状态控制油路压力作用在滑体上,并克服弹簧3的弹簧

力，使滑体顶开顶杆，先导阀芯下移，先导阀口开启，液压缸上腔油液经先导阀

口进入充液阀内腔与油箱连通，液压缸上腔压力降低，滑体进一步作用在主阀芯

上，克服弹簧2的弹簧力，顶开主阀芯阀口，大量油液从液压缸上腔经充液阀流

回油箱.

因充液阀的端部锁紧螺栓1松动脱落，先导阀芯也随之掉落，在液压缸活塞

上下快速移动的过程中，被活塞与缸体挤坏，导致先导阀口处于常开状态。滑块

工进压料时，油液经液压泵进入液压缸上腔，建立压力，但因先导阀口开启，油

液经先导阀口流回油箱，所以造成一定程度的卸荷，导致折弯机压料时压力不足

（即无压力）。

5.2故障处理过程

（1）定制采购充液阀因先导阀采用活塞环密封，与阀体配合精度要求高，矶械

加工工艺要求较高，且无图样，无法准确测量其尺寸，自行制作难度大，以致无法修复，

且该设备为国外进口设备，后又经国内大修厂家进行改造，故只能向大修厂家定制采购

充液阀。充液阀到货后发现，充液阀阀体与折弯机安装接口不匹配。为尽快恢复设备，

决定采用将新购充液阀主阀芯安装在旧充液阀阀体的方式进行修复。但新购阀芯与旧充

液阀阀体并非完全匹配，安装完成后，在滑块回程时充液阀无法正常打开。折弯机在工

作时出现的新问题为：可快速下行并加压，但无法快速回程。

（2）确定改造方案再次拆卸并解体充液阀，经测量发现新、旧阀体主阀芯的轴

径尺寸完全吻合，可确认组装充液阀的密封性能良好，但滑体在行程最大位置处仍无法

接触到顶杆，导致先导阀口无法开启。

解决方案为加长先导阀杆或者加长滑体，使滑体在行程范围内可以推动先导阀顶杆、顶

开主阀芯。因滑体与充液阀体之间存在配合关系，故滑体表面需做精磨处理，保证表面

粗糙度,工艺要求较高。相比之下,加长先导阀顶杆校为简单、可葬。

（3）先导阀顶杆尺寸测量顶杆尺寸确定原则：因滑块上方左右两个充液阀的控

制油路压力相同，弹簧的弹性系数一致，故顶杆改造完成后，需保证滑体在初始位置（即

控制油路无压力，滑体端面与充液阀端盖相接触）时，两充液阀滑体底部与顶杆之间的

间隙相同，即滑体的动作准备距离相同，两充液阀可同时开启，从而保证滑块在上行过

程中两端保持同步运行。经测量（测量方法与下述方法相同），无故障充液阀的滑体动

作准备距离为t=4mmo

1）先导阀顶杆需加长的尺寸x计算。测量端盖、阀体接触面到顶杆的距离XI、端

盖深度X2和滑体总长X3（见图6〜图8）,各测量数据间的函数关系为：Xl+X2=X3+x+t。

由图9顶杆加长尺寸关系可得，先导阀顶杆需加长的尺寸为：x=66+30-74-4=18（mm）o

图6测量顶杆到阀体端面深度X1

图7测量端盖深度X2

图8测量滑体高度X3

74

10

顶杆滑体

'端盖

端面

6630

端盖、阀体接触而

图9顶杆加长尺寸关系示意

2）顶杆结构设计。由充液阀工作原理及结构可知，充液阀开启，是通过控制油路,

迫使滑体下移推动先导阀顶杆，打开先导阀，进而由滑体继续下移作用在主阀芯上，打

开充液阀口。

如果只是将先导阀顶杆加长，则滑体推动先导阀顶杆，在继续下行时，将由先导阀

顶杆底部作用在锁紧螺栓1,进而推开主阀芯。这种情况将导致锁紧螺栓1、先导阀芯

及顶杆等频繁受力，使先导阀部分更易损坏。可在顶杆加长时做巧妙的结构设计，避免

这种情况的发生。

在加长顶杆时，可把加长部分改造成凸台结构（见图10）,凸台直径与滑体下端凸

台直径一致，这样打开主阀芯时，将由凸台端面作用在主阀芯上，上述问题就此得到解

决。

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00

5.3安装及试运行

组装充液阀，主阀芯部分安装完成后，将滑体放置在最大行程位置，验证滑体动作

准备距离t及主阀芯开口，验证无误后，安装充液阀，试机运行