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[摘要]：液压和气动系统即气液动力系统是数控机床不可或缺的组成部分，是实现数控加工高自动化的重要保证。其主要功能有：辅助完成自动换刀功能、实现主轴自动松开和夹紧、实现工作台的松开和夹紧、完成主轴箱齿轮变挡、车床尾座的伸缩、工件的自动装夹、保证机床部件的平稳运动、实现机床运动部件的制动和离合器控制以及机床的润滑冷却等。该系统一旦出现故障，将会影响机床的整体使用。
[关键词]：液压气动系统 维护 清洁
中图分类号：TG315.4 文献标识码：TG 文章编号：1009-914X（2013）01- 0023-01
1、气液动力系统的结构组成
一个完整的气液动力系统由以下几部分组成。
（1）动力元件：包括泵装置和储能器，输出压力油并储存能量。
（2）执行元件：包括气液压缸和气液压马达等，将气液体压力转换成工作部件运动的机械能从而带动运动部件。
（3）控制元件：各种用于控制气液体的压力、流量和流动方向的气液压阀，可以控制执行部件的运动速度、运动方向和作用力、，也可以用来实现过载保护等。
（4）辅助元件：系统中除上述部分之外的所有元件，如压力表、油箱、管路、过滤器、管接头、加热器和冷却器等。
2、气液动力系统的日常维护
（1）应保持气源、液压油的清洁，不能含有水分、杂质，压缩空气中应含有适量的润滑油，以保证气压元件润滑充分、动作正常；
（2）应严格控制气液介质的温升。温度变化过大，将导致压力变化大，系统工作不稳定；
（3）应定期检查气液系统的密封性，使用压力表或用涂抹肥皂水的办法检查，定期更换密封元件；
（4）应定期检查气液泵、马达运转是否有异常噪声，气液压缸工作是否平稳；
（5）应经常检查行程开关、限位挡块的位置是否有松动，油箱油量是否在标准值内；
（6）应尽量避免气液动力系统在振动环境中工作，定期检查螺栓和接头是否松动，对松动的加以紧固；
（7）应经常对气液压元件进行清洗和维修，保证其动作的灵敏度3、中间继电器的可靠性试验方法。
3、气液动力系统典型故障实例
例一：某立式加工中心进行自动换刀主轴锥孔在吹气时发现有水分与铁锈附着在主轴刀柄和锥孔上，引起了主轴和刀柄接触不良。维修过程：故障产生的根本原因是水分存在于压缩空气。可以采用空气干燥机，使用干燥后的压缩空气进行吹气。没有空气干燥机的场合，可以通过主轴锥孔吹气的管路上进行两次自动放水和分水过滤，并对相关零件进行防锈处理，即可排除故障。
例二：一立式加工中心在自动换刀时发现主轴松刀动作缓慢，影响了机床加工的效率。维修过程：通常引起加工中心主轴松刀动作缓慢的原因有气动系统流量不足或压力太低、主轴松刀气缸不良、机床主轴拉刀系统有故障。根据以上分析，首先检查气动系统的压力，发现压力表显示为0.6Mpa，压力正常。进行手动操作，用手动控制主轴松刀，发现气缸的活塞杆缓慢伸出，系统压力明显下降，因此，可以判定气缸内部可能存在漏气。拆下气缸并打开气缸端盖检查，发现气缸内壁已经拉毛，密封环破损。更换新气缸故障排除。
例三：某立式加工中心，在主轴换挡变速时，发现变速气缸不动作，变速无法完成。维修过程：对照该立式加工中心的气动控制原理图，分析变速气缸不动作的原因有气动系统压力太低或流量不足；换向阀不良或气动换向阀未通电；变速气缸存在故障。根据以上分析，先检查气动系统的压力，发现压力表显示气压为0.7Mpa，压力正常，用手动换向阀时变速气缸发生动作，因此，认为气动换向阀可能存在故障。拆下检查发现阀芯中有污物，清洗后重新装好，故障被排除。
例四：某数控钻床在工作过程中，出现执行“主轴变挡”指令后，主轴处于慢速来回摇摆状态，主轴变挡无法完成。维修过程：为了保证“主轴变挡”时滑移齿轮移动能够顺利啮合于正确位置，主轴驱动器在接到变挡指令后，主电动机需要带动主轴作慢速来回摇摆运动，这是对电气控制系統的通常要求。但是如果电磁阀发生故障（阀芯卡孔或电磁铁失效），造成油路不能切换，液压缸将不能动作，就会造成机床循环动作中断。在本机床上，更换新的液压阀后，故障被排聊。
例五：某厂一加工中心，开机后回转轴回参考点时，工作台不运动，并且CNC出现位置跟随误差报警。维修过程：利用PLC诊断，通过对工作台夹紧开关的检查，确认回转工作台已经正常松开。但工作台松开后，此信号在工作台抬起时，又由“1”变成了“0”，致使驱动器的使能信号被撤销，CNC出现位置跟随误差报警。为了检查故障原因，经过多次试验，最终发现工作台的液压存在问题。该机床液压系统的正常工作压力为4.0～4.5MPa，但在工作台抬起时，压力迅速由4.0MPa下降到2.5MPa左右，致使工作台不能完全抬起，电机旋转时产生过载。拆开回转工作台，检查发现工作台抬起油缸的活塞支撑环的。型密封圈有直线性磨损，油缸的内壁粗糙，环状刀纹明显。更换液压缸套和密封环，重新调整试车，故障被排除。
参考文献：
1.陆俭国主编.《电器可靠性理论及其应用》.机械工业出版社. 1996
2.刘本锁主编。《数控机床故障分析与维修实例》。冶金工业出版社
3.陆俭国王景芹.低压保护电器可靠性理论及其研究.机械工业出版社
4.刘炳彰.低压电器可靠性及其试验研究（四）.江苏电器，2003.2
5.何瑞华，尹天文.我国低压电器行业现状与发展趋向.低压电器，2004
6.杨晨光，JZ7中间继电器失效分析与可靠性研究。2006.12
7.孙顺利，接触器式继电器的可靠性研究。2006.12
[关键词]：液压气动系统 维护 清洁
中图分类号：TG315.4 文献标识码：TG 文章编号：1009-914X（2013）01- 0023-01
1、气液动力系统的结构组成
一个完整的气液动力系统由以下几部分组成。
（1）动力元件：包括泵装置和储能器，输出压力油并储存能量。
（2）执行元件：包括气液压缸和气液压马达等，将气液体压力转换成工作部件运动的机械能从而带动运动部件。
（3）控制元件：各种用于控制气液体的压力、流量和流动方向的气液压阀，可以控制执行部件的运动速度、运动方向和作用力、，也可以用来实现过载保护等。
（4）辅助元件：系统中除上述部分之外的所有元件，如压力表、油箱、管路、过滤器、管接头、加热器和冷却器等。
2、气液动力系统的日常维护
（1）应保持气源、液压油的清洁，不能含有水分、杂质，压缩空气中应含有适量的润滑油，以保证气压元件润滑充分、动作正常；
（2）应严格控制气液介质的温升。温度变化过大，将导致压力变化大，系统工作不稳定；
（3）应定期检查气液系统的密封性，使用压力表或用涂抹肥皂水的办法检查，定期更换密封元件；
（4）应定期检查气液泵、马达运转是否有异常噪声，气液压缸工作是否平稳；
（5）应经常检查行程开关、限位挡块的位置是否有松动，油箱油量是否在标准值内；
（6）应尽量避免气液动力系统在振动环境中工作，定期检查螺栓和接头是否松动，对松动的加以紧固；
（7）应经常对气液压元件进行清洗和维修，保证其动作的灵敏度3、中间继电器的可靠性试验方法。
3、气液动力系统典型故障实例
例一：某立式加工中心进行自动换刀主轴锥孔在吹气时发现有水分与铁锈附着在主轴刀柄和锥孔上，引起了主轴和刀柄接触不良。维修过程：故障产生的根本原因是水分存在于压缩空气。可以采用空气干燥机，使用干燥后的压缩空气进行吹气。没有空气干燥机的场合，可以通过主轴锥孔吹气的管路上进行两次自动放水和分水过滤，并对相关零件进行防锈处理，即可排除故障。
例二：一立式加工中心在自动换刀时发现主轴松刀动作缓慢，影响了机床加工的效率。维修过程：通常引起加工中心主轴松刀动作缓慢的原因有气动系统流量不足或压力太低、主轴松刀气缸不良、机床主轴拉刀系统有故障。根据以上分析，首先检查气动系统的压力，发现压力表显示为0.6Mpa，压力正常。进行手动操作，用手动控制主轴松刀，发现气缸的活塞杆缓慢伸出，系统压力明显下降，因此，可以判定气缸内部可能存在漏气。拆下气缸并打开气缸端盖检查，发现气缸内壁已经拉毛，密封环破损。更换新气缸故障排除。
例三：某立式加工中心，在主轴换挡变速时，发现变速气缸不动作，变速无法完成。维修过程：对照该立式加工中心的气动控制原理图，分析变速气缸不动作的原因有气动系统压力太低或流量不足；换向阀不良或气动换向阀未通电；变速气缸存在故障。根据以上分析，先检查气动系统的压力，发现压力表显示气压为0.7Mpa，压力正常，用手动换向阀时变速气缸发生动作，因此，认为气动换向阀可能存在故障。拆下检查发现阀芯中有污物，清洗后重新装好，故障被排除。
例四：某数控钻床在工作过程中，出现执行“主轴变挡”指令后，主轴处于慢速来回摇摆状态，主轴变挡无法完成。维修过程：为了保证“主轴变挡”时滑移齿轮移动能够顺利啮合于正确位置，主轴驱动器在接到变挡指令后，主电动机需要带动主轴作慢速来回摇摆运动，这是对电气控制系統的通常要求。但是如果电磁阀发生故障（阀芯卡孔或电磁铁失效），造成油路不能切换，液压缸将不能动作，就会造成机床循环动作中断。在本机床上，更换新的液压阀后，故障被排聊。
例五：某厂一加工中心，开机后回转轴回参考点时，工作台不运动，并且CNC出现位置跟随误差报警。维修过程：利用PLC诊断，通过对工作台夹紧开关的检查，确认回转工作台已经正常松开。但工作台松开后，此信号在工作台抬起时，又由“1”变成了“0”，致使驱动器的使能信号被撤销，CNC出现位置跟随误差报警。为了检查故障原因，经过多次试验，最终发现工作台的液压存在问题。该机床液压系统的正常工作压力为4.0～4.5MPa，但在工作台抬起时，压力迅速由4.0MPa下降到2.5MPa左右，致使工作台不能完全抬起，电机旋转时产生过载。拆开回转工作台，检查发现工作台抬起油缸的活塞支撑环的。型密封圈有直线性磨损，油缸的内壁粗糙，环状刀纹明显。更换液压缸套和密封环，重新调整试车，故障被排除。
参考文献：
1.陆俭国主编.《电器可靠性理论及其应用》.机械工业出版社. 1996
2.刘本锁主编。《数控机床故障分析与维修实例》。冶金工业出版社
3.陆俭国王景芹.低压保护电器可靠性理论及其研究.机械工业出版社
4.刘炳彰.低压电器可靠性及其试验研究（四）.江苏电器，2003.2
5.何瑞华，尹天文.我国低压电器行业现状与发展趋向.低压电器，2004
6.杨晨光，JZ7中间继电器失效分析与可靠性研究。2006.12
7.孙顺利，接触器式继电器的可靠性研究。2006.12