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1、课题描述图1 20锻造机械手20T锻造机械手（如图1所示），随着锻造、锻压行业的发展，锻造机械手已成为该行业不可缺少的加工设备。该设备具有大车行走、夹钳夹紧、钳头旋转、钳架升降、钳架回转等功能。它主要用于夹持轴类锻件及坏料配合锻锤进行锻造操作，并且很大程度地提高生产效率和锻件质量，减轻工人劳动强度，实现锻件生产机械化。由于该设备体形庞大，造成日常保养及其管理较困难，加之设备使用人员素质参差不齐，容易使设备出现异常或发生故障。本课题的研究包括了20T锻造液压机械手的常见故障排除与日常保养，可作为20T锻造机械手简单故障排除和日常保养的重要资料。一、20T锻造机械手的功用锻造机械手用以夹持锻坯配合
2、水压机或锻锤完成送进、转动、调头等主要动作的辅助锻压机械。根据需要，操作机也可用于装炉、出炉，并可实现遥控和与主机联动。在模锻和大件冲压中，机械手的应用已日益普遍，这样的机械手实际上是一种自动的锻造操作机。二、20T锻造机械手的技术特点1.采用全液压传动，高集成阀块，超大流量通径，使系统压力损失少。2.密封性能高，采用进口密封元件。3.油温控制好,在长期大负荷情况下工作，也能轻松胜任。4.运动系统采用了摆线齿轮马达和渐开线减速机组合，完美地实现了大车的无级变速行走、台架回转。5.特殊的夹紧机构配以储能器压力补偿使夹紧有力而稳定。6.三级连动机构使钳口平行升降，钳杆倾斜，360度旋转，三维空间任
3、意灵活转动。7.机械手造型美观，结构紧凑，动作极其灵活，能出色地完成庞大的操作机无法完成的动作，让操作工体验到人机合一、随心所欲的感觉，充分体现操作机向机械手转变的根本意义。三、20T锻造机械手液压系统的工作原理图2 20T锻造机械手液压原理图1 油箱 2 过滤器 3高压齿轮泵 4单向阀 5电磁溢流阀 6、7、8、9、10调速阀 11、12、13、14、15电磁换向阀 16、17、18、19、22、23、24、25、31、35单向阀 20、26先导式溢流阀 21大车行走马达 27钳杆旋转马达 28钳口松卡液压缸 29液控单向阀 30、34过载溢流阀 32、33夹钳平行升降液压缸 36、37夹钳
4、倾斜液压缸（一）液压系统原理图及说明20T锻造机械手的液压系统主要有大车行走、钳杆旋转、钳口松卡、夹钳平行升降和夹钳倾斜五部分组成。1.大车行走系统由双向马达21，单向阀16、17、18、19，过载溢流阀20，电磁换向阀11，和调速阀6组成 。2.钳杆旋转系统由双向马达27，单向阀22、23、24、25，过载溢流阀26，电磁换向阀12，和调速阀7组成。3.钳口松卡系统由钳口松卡液压缸28、液控单向阀29、电磁换向阀13、和调速阀8组成。4. 夹钳平行升降系统由夹钳升降液压缸32、33，单向阀31，过载溢流阀30，电磁换向阀14，和调速阀9组成。5.夹钳倾斜系统由夹钳倾斜液压缸36、37，单向阀
5、35，过载溢流阀34，电磁换向阀15，和调速阀10组成。（二）各液压支路系统油路分析1.系统卸荷液压泵旋转，油液由液压泵吸出，顶开单向阀4，当11YA得电时电磁换向阀左位接入系统，控制油液经K口回油箱，此时电磁溢流阀主阀芯打开，大量油液经电磁溢流阀主阀芯回油箱，此时系统无压力，机械手不工作。以下机械手工作情况11YA均不得电。2.大车行走液压泵旋转，油液由液压泵吸出，顶开单向阀4，当1YA（2YA）得电时电磁换向阀11左（右）位接入系统，油液经过管道到达并推动液压马达21运转，实现大车的行进（后退）然后油液经过调速阀6回到油箱，控制通过调速阀6的流量可以调节大车行走的速度。当大车在行进（后退）
6、过程中压力过高，超过溢流阀20的调节压力时，油液经单向阀18（19）和溢流阀20流回油箱，实现对大车行走支路的保护作用。当大车在行进（后退）过程中转速过快出现供油不足时，油液经单向阀16（17）供入系统，实现对大车行走系统的补油作用。3.钳杆旋转液压泵旋转，油液由液压泵吸出，顶开单向阀4，当3YA（4YA）得电时电磁换向阀12左（右）位接入系统，油液经过管道到达并推动液压马达27运转，实现钳杆正转（反转）然后油液经过调速阀7回到油箱，控制通过调速阀7的流量可以调节钳杆旋转的速度。当钳杆正转（反转）过程中压力过高，超过溢流阀26的调节压力时，油液经单向阀22（23）和溢流阀26流回油箱，实现对钳
7、杆旋转支路的保护作用。当钳杆正转（反转）过程中转速过快出现供油不足时，油液经单向阀24（25）供入系统，实现对钳杆旋转系统的补油作用。4钳口松卡液压泵旋转，油液由液压泵吸出，顶开单向阀4，当6YA得电时电磁换向阀13右位接入系统，油液经过液控单向阀29直接进入液压缸28有杆腔，无杆腔油液经过调速阀8回油箱，实现钳口的卡紧。当5YA得电时电磁换向阀13左位接入系统，当油液压力逐渐升高，顶开液控单向阀29，油液经过管道到达液压缸28无杆腔，有杆腔油液经过液控单向阀29、调速阀8流回油箱，实现钳口的松开。控制通过调速阀8的流量可以调节钳口松卡的速度。5夹钳平行升降液压泵旋转，油液由液压泵吸出，顶开单
8、向阀4，当7YA（8YA）得电时电磁换向阀14左（右）位接入系统，油液经过管道到达液压缸32、33的无杆腔（有杆腔），有杆腔（无杆腔）油液经调速阀回油箱，实现夹钳的平行上升（下降）。通过调节调速阀9的油液流量可以实现夹钳平行升降的快慢，当夹钳上升压力过大时油液经过溢流阀30流回油箱，实现对油路的保护作用。当夹钳受到冲击力量，活塞向下移动时，油液经单向阀31进入液压缸32、33有杆腔实现对系统的补油作用。 6夹钳倾斜液压泵旋转，油液由液压泵吸出，顶开单向阀4，当9YA（10YA）得电时电磁换向阀15左（右）位接入系统，油液经过管道到达液压缸36、37的无杆腔（有杆腔），有杆腔（无杆腔）油液经调速
9、阀回油箱，实现夹钳的倾斜（水平）。通过调节调速阀10的流量可以实现夹钳倾斜的快慢，当液压缸36、37上升压力过大时油液经过溢流阀34流回油箱，实现对油路的保护作用。当夹钳受到冲击力量，活塞向下移动时，油液经单向阀35进入液压缸36、37有杆腔实现对系统的补油作用。（三）各液压元件的作用及失效产生的故障现象1油箱作用 ：油箱1的功能主要是储存油液，此外还起着散发油液中热量（在周围环境温度较低的情况下则是保持油液中热量）、释放出混在油液中的气体、沉淀油液中污物等。2滤油器作用：滤油器2的功能是过滤混在液压油液中的杂质，降低进入系统中油液的污染程度，保证系统正常的工作。失效后现象：液压泵出油量小，噪
10、声大。3液压泵作用：液压泵3是液压系统的动力元件，将电动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。失效后现象：系统压力不足，各执行元件均不能正常工作。4单向阀（1）单向阀4作用：防止油液倒流回液压泵3，起保护和锁紧作用。失效后现象：液压泵发热，大车行走、钳杆旋转、夹钳平行升降和夹钳倾斜过程中不能锁紧。（2）单向阀16作用：当大车在行进过程中转速过快出现供油不足时，油液经单向阀16供入系统，实现对大车行走系统的补油作用。失效后现象：油液直接通过单项阀16回油箱大车不能行走或当大车行进过程中转速过快时，无法通过单向阀16进行补油。（3）单向阀17作用：当大车在后退过程中转速过快出现供油
11、不足时，油液经单向阀17供入系统，实现对大车行走系统的补油作用。失效后现象：油液直接通过单项阀17回油箱大车不能后退或当大车后退过程中转速过快时，无法通过单向阀17进行补油。（4）单向阀18、19作用：在大车行进过程中，只允许油液从单向阀18流向溢流阀20。当大车后退过程中，只允许油液从单向阀19流向溢流阀20。起配流作用。失效后现象：当大车在行进（后退）过程中压力过高，超过溢流阀20的调节压力时，油液不能经单向阀18（19）和溢流阀20流回油箱或油液直接经过单向阀18、19流回油箱，大车不能行走。（5）单向阀22、23作用：在钳杆旋转过程中，只允许油液从单向阀22流向溢流阀26。当钳杆反转过
12、程中，只允许油液从单向阀23流向溢流阀26。起配流作用。失效后现象：当钳杆正转（反转）过程中压力过高，超过溢流阀26的调节压力时，油液不能经单向阀22（23）和溢流阀26流回油箱或油液直接经过单向阀22、23流回油箱，钳杆无法旋转。（6）单向阀24作用：当钳杆正转过程中转速过快出现供油不足时，油液经单向阀24供入系统，实现对钳杆旋转系统的补油作用。失效后现象：油液直接通过单项阀24回油箱钳杆无法旋转或当钳杆旋转过程中转速过快时，无法通过单向阀24进行补油。（7）单向阀25作用：当钳杆反转过程中转速过快出现供油不足时，油液经单向阀25供入系统，实现对钳杆旋转系统的补油作用。失效后现象：油液直接通
13、过单项阀25回油箱钳杆不能反转或当钳杆反转过程中转速过快时，无法通过单向阀25进行补油。（8）单向阀31作用：当夹钳受到冲击力量，活塞向下移动时，油液经单向阀31进入液压缸32、33有杆腔实现对夹钳平行升降系统的补油作用。失效后现象：无法对夹钳平行升降系统进行补油。（9）单向阀35作用：当夹钳受到冲击力量，活塞向下移动时，油液经单向阀35进入液压缸36、37有杆腔实现对夹钳倾斜系统的补油作用。失效后现象：无法对夹钳倾斜系统进行补油。（10）液控单向阀29作用：锁紧钳口松卡液压缸，防止油液倒流。失效后现象：钳口松卡液压缸不能锁紧。 5调速阀（1）调速阀6作用：控制大车行走速度。失效后现象：大车行
14、走无法调速。（2）调速阀7作用：控制钳杆旋转速度。失效后现象：钳杆旋转无法调速。（3）调速阀8作用：控制钳杆松卡速度。失效后现象：钳杆松卡无法调速。（4）调速阀9作用：控制夹钳平行升降速度。失效后现象：夹钳平行升降无法调速。（5）调速阀10作用：控制夹钳倾斜速度。失效后现象：夹钳倾斜无法调速。6溢流阀（1）溢流阀20作用：对大车行走系统起安全保护作用。失效后现象：当大车行走过程中压力过高时，无法通过溢流阀20卸荷。（2）溢流阀26作用：对钳杆旋转系统起安全保护作用。失效后现象：当钳杆旋转过程中压力过高时，无法通过溢流阀26卸荷。（3）溢流阀30作用：对夹钳平行升降系统起安全保护作用。失效后现象
15、：当夹钳平行升降过程中压力过高时，无法通过溢流阀30卸荷。（4）溢流阀34作用：对夹钳倾斜系统起安全保护作用。失效后现象：当夹钳倾斜过程中压力过高时，无法通过溢流阀34卸荷。（5）电磁溢流阀5作用：调节系统压力，远程卸荷的作用。失效后现象：系统压力无法调节，不能远程卸荷。7电磁换向阀（1）电磁换向阀11作用：控制大车行进、后退和停止。失效后现象：大车行走不受控制。（2）电磁换向阀12作用：控制钳杆正转、反转和停止。失效后现象：钳杆旋转不受控制。（3）电磁换向阀13作用：控制钳口松开或卡紧。失效后现象：钳口松卡不受控制。（4）电磁换向阀14作用：控制夹钳平行上升、下降和停止。失效后现象：夹钳平行升降不受控制。（5）电磁换向阀15作用：控制夹钳倾斜、水平和停止。失效后现象：夹钳倾斜不受控制。8液压马达、液压缸（1）液压马达21作用：带动大车车轮进行旋转。失效后现象：大车不能行走或行走缓慢。（2）液压马达27作用：带动钳杆进行旋转。失效后现象：钳杆不能旋转或旋转缓慢。（3）液压缸28作用：带动夹钳进行卡紧和松开。失效后现象：夹钳夹紧不牢或根本不能卡紧。（3）液压缸32、33作用：带动夹钳进行平行升降。失效后现象：夹钳上升后有下滑现象或根本升不上去。（3）液压缸36、37作用：带动夹钳倾斜。
