鄭楚威

（重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司執(zhí)行器分公司，重慶 401120）

液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期運(yùn)行在高壓環(huán)境下，油路復(fù)雜，密封顯得尤其重要，且需要保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行精度，注油完成后執(zhí)行機(jī)構(gòu)容腔中不能有空氣，注油需在密閉容腔處于真空環(huán)境下進(jìn)行。因此，設(shè)計(jì)一套液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)真空注油系統(tǒng)是很有必要的。目前針對(duì)真空注油系統(tǒng)的研究很多，張燕雄提出了一種針對(duì)變壓器真空注油設(shè)備的改進(jìn)方法；郝帥等設(shè)計(jì)了一款深海液壓系統(tǒng)專(zhuān)用注油裝置；劉文耀等對(duì)電力電容器真空壓力注油進(jìn)行了研究；吳洽對(duì)大型變壓器真空注油設(shè)備進(jìn)行了研究。現(xiàn)有的注油系統(tǒng)大多針對(duì)單一的密閉油路，很少有針對(duì)復(fù)雜液壓油路的注油方法，研究具有一定的局限性。基于此，本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)真空注油系統(tǒng)，系統(tǒng)采用1個(gè)加注頭，3個(gè)真空管、1個(gè)回吸管路的方式，1個(gè)加注頭實(shí)現(xiàn)抽真空、加注、回吸等所有工作，3個(gè)真空管路（真空管路1、真空管路2和真空管路3）實(shí)現(xiàn)抽真空與循環(huán)沖洗油路。

1 液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)真空注油系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 現(xiàn)狀與需求

目前液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)注油使用的真空注油設(shè)備功能不夠完善，存在很多的不足。現(xiàn)有的真空注油設(shè)備原理如圖1。

圖1 真空注油設(shè)備原理圖

對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)注油時(shí)，先將快換接頭1與液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)油箱加注口相連，接通電源，電磁閥3打開(kāi)，電磁閥4關(guān)閉，真空泵5啟動(dòng)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)容腔抽真空，抽到設(shè)定壓力值時(shí)，電磁閥4打開(kāi)，電磁閥3關(guān)閉，液壓油在重力作用下對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行油液加注。

現(xiàn)有設(shè)備缺點(diǎn)：液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)容腔較多，容腔之間有閥阻隔，油壓不夠時(shí)閥位不能完全打開(kāi)，不能確保完全注滿(mǎn)；僅一次抽真空，且僅對(duì)單一容腔抽真空，真空不徹底；高位油箱不合理，大型產(chǎn)品，無(wú)法形成有效高度差；沒(méi)有一鍵操作功能，每工步需人工銜接，不太方便。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)狀與需求，設(shè)計(jì)全新真空注油系統(tǒng)，對(duì)液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)油缸模塊（區(qū)域1）、蓄能模塊（區(qū)域3）、管路模塊（區(qū)域4）進(jìn)行抽真空，當(dāng)液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)容腔真空度達(dá)到設(shè)定值并保壓到指定時(shí)間后，系統(tǒng)通過(guò)注油槍對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)油箱（區(qū)域2）進(jìn)行壓力注油，油液首先經(jīng)液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)容腔從真空管路回到外接油桶，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)容腔進(jìn)行沖洗，達(dá)到指定時(shí)間后真空管路閥關(guān)閉，注油槍繼續(xù)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓力注油，直至液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)容腔注滿(mǎn)油，達(dá)到設(shè)定壓力并保壓至設(shè)定時(shí)間后完成加注。由于溶解在油液中的空氣會(huì)在壓力環(huán)境下上浮，可以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)容腔加注完成后油液中沒(méi)有空氣，有效解決執(zhí)行機(jī)構(gòu)因容腔內(nèi)空氣過(guò)多造成的爬行現(xiàn)象，且加注完成后，管路會(huì)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)回吸部分油液，保證管路拔掉后執(zhí)行機(jī)構(gòu)油口不會(huì)漏油。如圖2

圖2 真空注油系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)動(dòng)作流程：

抽真空：真空泵與電磁閥22通電，開(kāi)始抽真空，當(dāng)負(fù)壓表壓力顯示≤1KPa時(shí)，電磁閥22斷電。

注油：電機(jī)18與電磁閥23通電，開(kāi)始注油，當(dāng)液位計(jì)5讀數(shù)增加時(shí)，電磁閥23斷電。

系統(tǒng)回油：當(dāng)液位計(jì)5讀數(shù)≥指定讀數(shù)時(shí)，打開(kāi)截止閥21，啟動(dòng)電機(jī)19，將油氣分離器6中油液抽回油箱。

本文設(shè)計(jì)的真空注油系統(tǒng)，在改善現(xiàn)有注油方式的同時(shí)，增加了以下幾個(gè)功能：

（1）將加注量量化，一次加注量控制在0～50L；

（2）為保護(hù)液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)油箱，注油壓力控制在0～0.2MPa可調(diào)；

（3）注油系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)測(cè)氣密、注油、循環(huán)清潔一體化。

2 真空注油設(shè)備研發(fā)與使用

根據(jù)設(shè)計(jì)的真空注油系統(tǒng)，研制出真空注油設(shè)備。真空注油設(shè)備主要由真空加注系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、電氣動(dòng)力控制系統(tǒng)、氣路控制系統(tǒng)、加注槍及管路隨行單元等幾個(gè)部分組成。使用中發(fā)現(xiàn)新設(shè)計(jì)的注油設(shè)備操作更簡(jiǎn)單，加注更方便，加注時(shí)間更可控，加注后執(zhí)行機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性更好，爬行現(xiàn)象得到了很好的解決。設(shè)備具備加注監(jiān)控功能，加注過(guò)程全程可視化，加注過(guò)程中任一環(huán)節(jié)不滿(mǎn)足設(shè)定參數(shù)均會(huì)報(bào)警顯示，加注過(guò)程更加可控。

3 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)的真空注油系統(tǒng)通過(guò)PLC操作系統(tǒng)控制各電氣動(dòng)力部件，依次完成對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一次抽真空，大漏檢測(cè)，二次抽真空，小漏檢測(cè)，循環(huán)沖洗，定壓加注，加注完成后保壓，通大氣、回吸，將多余的液體回吸至需要的液面，從而完成對(duì)液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)加注循環(huán)。既保證了執(zhí)行機(jī)構(gòu)容腔清潔度與氣密性，也能完全注滿(mǎn)液壓油。該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)真空注油中。