0 前言

绝缘纸筒热粘机是变压器行业中对大型绝缘纸筒进行热压粘合的一种设备。该设备通过专门的液压系统提供特定的压力，对绝缘纸筒进行热压粘合成型，工作原理概括为: 多条液压缸同步均匀缓慢上升后对可升降粘合模具进行加压，并固定一定时间后使粘结剂凝固，通过液压缸顺利打开模具开关用以脱模。该液压系统在多年的使用过程中不断地出现一些问题，作者在不断地解决问题的同时，也对该液压系统进行了不少的分析研究，并针对特定的问题对液压原理图进行一定的修改变更。

1 液压回路的工作要求和工作原理

1) 对回路的要求

热压粘合机设备液压系统如图 1 所示。由于设备模具长度较长可达 2． 5 m 甚至更长，需要 5 条油缸同时加压才能完成绝缘纸筒的粘合成型，故本液压系统特别要求用于顶升加压的 5 条粘合模具油缸的动作尽量同步，以确保加压模具对加压绝缘纸筒的顶压压力一致，粘结剂的厚度均匀美观。粘合模具在一定的时间内需要保持一定的压力，在液压系统原理上采用了液控单向阀，可以实现对顶升油缸进行锁紧，为粘合模具提供所需的压力。为了增加系统的保压效果的可靠性，又在液控单向阀的附近增加了蓄能器，实现了系统的保压双保险。

2) 液压系统的要求

在大量的应用实例中，不同的客户根据自己的使用要求对该液压系统有不同的要求。有的客户对油缸的伸出速度有要求，但无同步要求，就会根据客户要求在模具升降油缸前端增加管式节流阀，用户根据自己需要调节所需要的速度。有的客户会对模具升降油缸的同步提出要求，就会将管式节流阀调换为两路式分流集流阀，以达到粘合模具两端的两条油缸速度同步的要求。

3) 液压系统的工作原理

液压系统原理如图 2 所示，液压泵运转后，调整元件 4 到系统所需压力。3DT 通电后，液压油通过 Y 型机能电磁换向阀、液控单向阀、单向节流阀向 5 条模具升降液压缸的无杆腔充油，顶起可升降粘合模具。5DT通电，开关油缸的无杆腔充油，热压粘合开关关闭。随后可以进行绝缘纸筒的热压粘合动作。热压粘合完成后，6DT 通电，开关油缸有杆腔充油，热压粘合开关开启，2DT、4DT 通电，模具升降液压缸两端油缸( 序号 1和序号 5) 的有杆腔充油，无杆腔通过节流阀回油，而中间 3 条模具升降液压缸( 序号 2、3、4) 则通过可升降模具重力的挤压被动回油，实现了升降模具的平稳下落，避免了因模具太重下降而形成的巨大冲击。

从该系统的原理图上可以看出，只要电机一直运转，就可以保证热压粘合模具的热压压力，但是从节约耗能的角度上讲，无疑这样是不科学的。液控单向阀后的蓄能器处在液压回路的 P 口，目的就是保证在粘合保压过程( 电机停转的情况) 时热压粘合模具的热压压力仍可稳定在系统所要求的压力，即使在管路或者阀( 因制造原因) 出现微小的内泄漏而使系统压力减小引起的保压压力瞬间波动时，液压油能立即从蓄能器内部对系统油液的泄漏作适量的油液补充。使用膜盒压力表发出压力高低信号用以控制电机的停启动作。

2 液压系统出现过的典型故障分析与对策

1) 膜盒压力表频繁损坏

随着该液压系统的大量应用，作者逐渐发现系统膜盒压力表被损坏故障率较大。

系统所用的溢流阀为直动式溢流阀。经仔细分析发现，系统在正常使用压力下，换向阀换向的瞬间系统压力会有压力冲击，直动式溢流阀由于其自身的结构原因在换向瞬间内不能及时将系统冲击压力得到释放，系统的瞬间压力冲击就会通过换向阀之前的回路中承压较弱的承压点将压力释放，大量故障证明整个系统中膜盒压力表连接处就是系统承压较弱点，瞬间内的巨大压力就会冲击膜盒压力表致使膜盒压力表被冲击损坏。分析明白了故障原因后，作者随即将直动式溢流阀更换为先导式溢流阀，先导式溢流阀其自身的结构特点是: 溢流阀的进口压力油先通过阻尼孔进入到先导阀，又通过推动先导阀阀芯进入到主阀阀芯的上腔，通过主阀芯下腔和上腔的压力差打开主阀芯进行压力调节。在压力冲击的瞬间，系统内有部分的冲击压力通过阻尼孔内的油流克服先导阀调压弹簧的弹簧力得到一定释放，避免了换向瞬间形成的巨大压力冲击损坏膜盒压力表。

通过上述对系统溢流阀形式的调整，又经过长时间大量的观察，发现膜盒压力表的损坏率大大下降。

2) 蓄能器处异常噪声

液压系统出现噪声有多种原因，除去因系统吸油管吸空和电磁换向阀换向产生的噪声外，蓄能器连接处产生的噪声更不容忽视。

经过分析发现，蓄能器的安装位置处在无杆腔，当3DT 通电时，液压系统的 A 口向无杆腔内充油的同时也会对蓄能器内部皮囊进行充油。当 2DT 通电时，液压系统 A 口向 T 口回油的同时蓄能器皮囊内的油也因外部压力变小进行快速放油，在放油时大量油流会对释放管路进行冲击产生的异常噪声。针对这种故障现象，作者在安装蓄能器时所连接的管路接头内部增加了一个阻尼孔，蓄能器内的大量油流向外释放时会通过阻尼孔对油流流量进行节流限制，对释放管路进行冲击力变小。此方法可有效防止蓄能器卸压时产生的压力冲击所产生的异常噪声。

3) 系统无法保压

本液压系统在使用过程中出现的系统保不住压力的情况也属于比较常见现象。经分析，系统保不住压力的情况有以下几种情况:

( 1) 油缸、液控单向阀及电磁换向阀的内泄漏过大，当系统在保压过程中，因电机停转，系统保压需要通过液控单向阀的锁紧功能来完成，在保压过程中，因油缸、液控单向阀和电磁换向阀自身的加工精度原因而出现很微小的泄漏，将使系统保不住压力;

( 2) 蓄能器选择容量过小，在系统中增加蓄能器后，油缸活塞杆的缓慢伸出是由蓄能器内部释放出的液压油流来保证的，当蓄能器选择容量过小，而阀的泄漏量大于蓄能器的容量时，就会出现系统保不住压力的故障;

( 3) 蓄能器的充气压力过大，在系统运行过程中，蓄能器一直在做 3DT 通电时充油、2DT 通电时放油的动作。如果蓄能器内部初始压力过大( 大于工作压力的 80%) ，在 3DT 通电时因为蓄能器内部皮囊压力过高而不会被压缩，系统内油液不能充入蓄能器内部，蓄能器内部就没有足够的油液，当液压系统的压力达到电接点设定的压力而电机停止运转时，蓄能器因为没有存储足够的系统所需要的液压油对系统进行油液补充时，就会因为系统各元件本身的泄漏致使系统压力保不住。

针对问题( 1) ，可以选择加工质量较好的液压元件，增加系统的保压效果，较好在系统内增加蓄能器作为辅助保压设施。针对问题( 2) ，根据系统保压时间要求，选择适当容量的蓄能器。针对问题( 3) ，根据系统压力选择蓄能器的初使压力，一般来讲，蓄能器的初使压力为系统的工作的 60% ～80%为宜。

4) 油缸速度调节困难、同步困难在使用过程中，有的客户反应粘合模具升降油缸的速度调节困难，调节精度低，油缸同步差。针对此种情况，作者根据客户的使用要求，对速度要求高的情况下，就将单向节流阀调换成调速阀; 对有同步要求的就在系统中增加分流集流阀; 对既有速度要求又有同步要求的就会在单向节流阀前端增加分流集流阀，成功解决了同步差、速度调节精度低故障。

5) 液压站上未预备回油口

液压站上未预备回油口，此故障是在客户处做设备联动时发现，属于较容易忽略的安装故障。

模具油缸序号 2、3、4 三条油缸通过原理图可以看出，有杆腔直接回到油箱，并没有像序号 1、5 一样接入系统的 B 口。不管是油缸在出厂试验时还是在正常使用过程中，在有杆腔中，或多或少都会存在油液，如果有杆腔没有在油箱上预留回油口，有杆腔的油液无法流回油箱，流到其他地方就会对整台设备造成污染，这显然是不被允许的。所以必须在油箱上预留油缸回油口。

在此特别提出这个故障，也是想警示一下，不能忽视任何细节，否则就会给用户和自己造成不必要的困扰。

3 结论

本文所述的液压系统虽然原理比较简单，但是在实际应用中，仍然出现了各种各样的故障。作者在对故障进行分析原因的同时也对该液压系统进行了各种改进和修改。作者在及时解决问题的同时也更多的了解了客户的实际需求，对作者以后的工作有很大的帮助。同时也警示作者不管是在设计环节还是在安装调试环节，一定要重视细节，每一个环节都要按照客户和图纸要求认真的完成，才能保证系统稳定可靠的工作。