小代君说
摘要
注塑机是机、电、液一体化系统，自动化程度高，它涉及知识面广，复杂程度大，对维修者的专业技术要求也很高，不正确的检修往往会造成故障扩大、设备损坏，本文介绍了注塑机的结构组成和几例液压系统故障检修方法。
引 言
Introduction
注塑机维修工作的核心是故障的判断和处理。既要有机械设备维修知识，又要有液压维修知识。学习注塑机检修也是不断学习积累的过程，只要掌握基本工作原理，掌握基本工作方法，不论各种机型，万变不离其宗，都能探索出一套维修方法来。
注塑机液压系统结构
液压系统的作用是将电机的动能转化为液压力，传递到机身每个工作单元，对注塑机的技术性能、节能起着很重要的作用。注塑机的油路主要有主回路、执行回路组成，如下图所示。
▲图1
1.1 主回路系统
主回路系统也叫动力源系统，是由电机、油泵、油过滤器、油冷却器及压力控制系统组成，为执行系统提供液压动力。从泵来的高压油受P/Q阀控制，可根据电脑发出的电流控制信号改变工作状态，控制压力和流量的变化，在液压系统中起着非常重要的作用。
1.2执行回路系统
主要由各执行油缸和指令及控制电磁阀组成。其功能是将高压油路中的油按程序导入油缸中，推动活塞杆执行动作。高压油进入的时间、顺序都由电磁换向阀来控制实现的，最终做功完成后的回油经回油管路和油冷却器返回油箱。
如何看懂液压原理图
首先要熟悉各种液压元件的工作原理、功用和特性，熟悉液压系统的各种控制方法和图中的符号标记；其次还要掌握一些液压知识，了解液压系统的基本回路和油路的一些性质。
2.1要熟知一些常用液压元件
2.1.1液压泵
液压泵是液压系统的能量来源，现代注塑机基本都使用可变量液压泵。可变量液压泵主要由转子、斜盘、柱塞、配油盘组成，由转轴带动斜盘和柱塞旋转，改变斜盘的角度可以改变柱塞延配油盘旋转一周时的拉升和压缩量，因此斜盘的角度可以影响油泵的输出量。
▲1-驱动轴 2-斜盘 3-柱塞 4-转子 5-配油盘 6-角度调节器 图2
2.1.2液压油缸
液压油缸是将液压能转换为机械能的组件，主要由缸体、活塞、柱塞杆、密封圈组成，有一个进油口和一个出油口，一般来说缸体的直径越大产生的力就越大。
2.1.3单向阀
单向阀的作用是只允许液体向一个方向流动，主要用于a.液压油泵反向保护、b.分割油路防止干扰、c.组成正反向功能不同的复合阀
▲单向阀 液控单向阀
图3
液控单向阀与普通单向阀不同之处是多了一个控制油路K，当控制油路未接通压力油液时，压力油只从进油口流向出油口。当控制油路有控制压力输入时，就会失去单向阀的作用，油液也可以反向流动。
2.1.4伺服阀
伺服阀在接受控制系统模拟信号后，相应的调整阀的开度，用小功率的微弱电信号控制大功率的液压能的改变，结构与电磁阀类似，但不同之处在于电磁阀是“位动”，而伺服阀是“微动”。在液压统中，它将电气部分与液压部分连接起来，实现压力和流量自动控制。
2.1.5溢流阀
溢流阀有2个作用，一是在恒流液压系统中，当系统中流量需求减小时，溢流阀开启，多余流量溢回油箱，并保持溢流阀进口压力不变。 二是安全保护作用，当系统正常工作时，阀门保持关闭，此时如果系统超压，则溢流阀开启泄压，进行过载保护。
2.1.6换向电磁阀
换向电磁阀是利用阀芯对于阀体的相对运动，使油路接通、关闭或是改变方向，从而使液压执行元件及其驱动机构运动、停止或改变运动方向。按工作状态分为2位阀或3位阀；按流路接口分为2通阀、3通阀等。
▲2位3通阀 2位4通阀 3位4通阀 溢流阀
图4
2.2要会看液压符号图
在液压符号中几位阀就有几个方框，如图4中2位阀就有2个方框图，每个框图中的油路流向都不相同，切换工作状态时2个方框内的流路互相替换，流路随切换后的箭头改变， P代表高压、T代表低压、A、B代表执行元件流路，相比于2位阀，3位阀多了个中间位，有2个电磁铁控制阀体切换，两侧长方形框中的斜杠代表电磁铁，三角箭头代表可以手动操作，即该阀有电动和手动2种操作模式。电磁铁都不动作时阀停止在中间位置，此时P、T、A、B全部封闭，处于截止状态。
溢流阀符号中P代表高压入口，右侧的弹簧和箭头代表可以手动调节溢流压力、虚线代表控制油路，最下方的方盒代表油箱，即当P的压力升高时，压力也会通过虚线作用在方框左侧，推动箭头向右移动，并压缩弹簧，当箭头移动到P口对应的直线时，液压油会通过箭头油路泄放至油箱，使压力不再继续上升。
2.3知道基本液压系统构成
最基本的液压系统通常由液压泵、压力控制阀（溢流阀）、方向切换阀和执行器（液压缸）组成。
▲基本液压系统
图5
图5是一个基本液压系统，由一个恒流量液压泵、2个3位4通电磁阀、3个溢流阀、1个液压缸组成，能实现液压活塞前进、后退和停止和三级油压调节功能，溢流阀在此图中担任稳压阀的作用。V1是油缸控制阀，V2是油压调节阀，当2个切换阀都不动作时，所有油路都处于封闭状态，由于使用非变量泵，所有液压油只能从4.5MPa的溢流阀泄出，此时系统压力稳定在 4.5MPa； 4DT电磁阀得电后，该阀右侧 “X”形流路切入中间位，液压油从油缸右侧进入，推动活塞向左运行，此时若10T得电，油缸内压力变为3.5MPa；同理若2TD得电，则缸内压力变为2MPa。
当4DT断电活塞停止运动，3DT得电后，油从左侧进入油缸，活塞向右移动，返回初始位。
液压系统调压与气压调压不同之处在于，气体调压用“堵”的方法，缺多少补多少，而液压调压使用“泄”的方法，超多少泄多少，所以液压系统任何时候都要保持至少一个溢流阀在流路中，否则就会引起爆管事故！
故障检修案例
3.1样品顶出动作异常故障
3.1.1故障现象
故障表现为在全自动注塑时，样品顶出以后自动停止，再启动一次全自动注塑，也只能生产一个注塑样条，无法实现连续循环。
3.1.2故障原因分析
按预定设置，每一个样条注塑完成后都要执行3次顶出动作，确保注塑的产品能完全脱模。因此可以确定此故障是没有按预定程序完成顶出动作，造成程序中断，有可能是几个方面造成的：
（1）顶针、连接杆存在机械故障，不能正常运动，达不到设定的距离而中断。
（2）程序设置异常，设置了无法达到的条件，使得进程无法继续进行而中断。
（3）电子标尺故障，不能正确显示油缸的的运动距离，使得系统判断错误而无法执行。
（4）液压系统故障，无法为液压缸提供连续的和足够的液压力，造成顶出力不足,行程不够而程序中断。
3.1.3检修方法
（1）拆除顶杆和顶针，分段检查有无机械故障。
（2）检查顶针设置，顶出的行程不能超出模具顶针的最大伸出量，此处设置为14mm，允许偏差为±5mm，符合模具要求。
（3）检查电子标尺，电子标尺为超声波非接触式测距器件，安装在射台、油缸等运动部件上，操作顶针活塞杆向后移动，如果电子标尺给出的位移变化连续、均匀且无跳动，实测移动的距离与显示值相符，因此判断电子标尺正常。
（4）液压系统检查：①、液压缸体检查；对于小缸体可以拆除进出油管后，用比较小的外力推动，查看是否有卡涩现象。移动时溢出的液压油要回收，测试完毕要进行排气操作。②、电磁切换阀检查；首先应检查2个电磁线圈的电阻，该电阻约为几十欧姆，用万用表就可以检查；其次阀芯有可能产生内漏，这种问题最好用相同型号的阀代换测试。③、液压泵压力检查；在仪器控制菜单调出泵压显示选项，按顶出键时观察油压，屏幕显示为4bar，在松开按键的同时压力会短暂波动。与正常注塑机对比，正常机在这一操作时压力值稳定在9bar左右。
由于其他时段工作完全正常，而只有顶出时压力不够，说明泵运行基本正常，这时候需要对油泵进行校准。在最高级别管理员权限下，执行泵校准程序，约5分钟后校准结束，泵压上升为8bar。再次试机顶出动作流畅，循环注塑也恢复正常。
3.1.4总结
注塑机长期使用后，泵的轻微内漏或其他因素变化都会使基础压力降低，这时候使用校准程序，让泵自动适应，调整输出油量，使其既能满足压力输出要求，又不会造成过多能量损耗。
3.2不能锁模故障
3.2.1故障现象
该故障表现为在自动注塑模式下，当运行至合模程序时，动模板运动与静模板接触后就停止工作，几秒后报“循环时间超出”。
3.2.2故障原因分析
在这个时间节点出现故障可能有2种情况：
（1）模保程序动作；
（2）加压锁模机构异常；在合模程序完成后不能执行锁模程序，应检查锁模电磁阀是否动作、液压油压力是否足够。
3.2.3检修方法
（1）首先检查动模板当前是否运动至模具零位，以确定当前停止位置是否还在模保监测范围之内，一般会将模具刚刚接触的位置设为零位。如果程序停止在模保监测范围内，就要检查模具及其相关附件有没有损坏。
（2）查看液压流路图，由电磁阀2Y82给主油缸供油，电磁阀2Y160锁定增速油缸，在设备控制选项查看这两个阀都已动作，但液压油压力只有32bar，正常锁模时油压应在100至180bar左右。
油压调节功能由安装在泵头上的P/Q阀和角度传感器实现，高压油压不能调节首先应检查这两个器件，P/Q阀是比较复杂的电液控制器，在没有发现有明显烧坏或漏液的情况下最好以代换的方法测试，由于没有现成的备件可供代换，先从较为简单的角度传感器入手检查，打开角度传感器外壳上的一字螺钉封盖，内部是一个可调电位器，可以一定范围内调节传感器的输出值，开机状态下尝试调节该电位器，但当螺丝刀刚接触到电位器时油泵有明显反应，油压上升，随即停机，拆下检查发现此电位器接触不良，更换新的电位器后仪器完全恢复正常，锁模油压上升至147bar。
3.2.4总结
角度传感器的作用是给控制电脑反馈斜盘的实时角度信息，传感器电路故障后主机不能接收到泵的状态，无法对斜盘进行控制，使压力不能调节，造成本故障。
结论
注塑机的机械、电气和液压三个方面都会互相关联、相互影响，给故障判断带来一定的难度，如何准确的判断故障部位变得尤为重要，所以要维修者平时要多学习、多思考、勤总结，逐步积累经验，才能不断提高维修技术水平。
参考文献：[1] 张新未, 张宏.PQ阀控液压系统动态特性模拟[M].大连理工大学、机械工程学院辽宁大连 116023
