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        液壓系統減壓回路的故障淺析

        2021-05-08 14:15:18

        一、減壓不穩定

        在圖1所示的系統中,液壓泵為定量泵,主油路中液壓缸7和8分別由二位四通電液換向閥5和6控制運動方向,電液換向閥的控制油液來自主油路。減壓回路與主油路并聯,經減壓閥3減壓后,由二位四通電磁換向閥控制液壓缸g的運動方向。電液換向閥控制油路的回油路與減壓閥的外泄油路合流后通入油箱。系統的工作壓力由溢流閥2調節。

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        液壓系統中主油路工作正常,但在減壓回路中,減壓閥的閥后壓力波動較大,使液壓缸9的工作壓力不能穩定在調定的壓力值1MPa。

        在減壓回路中,減壓閥的閥后壓力即減壓回路的工作壓力波動較大是經常出現的故障現象,其主要原因有以下幾個方面。

        1.減壓閥的閥前壓力起伏變化。減壓閥閥后壓力能穩定在設定的壓力值上的前提條件是減壓閥的閥前壓力要高于閥后壓力,否則閥后壓力就不可能穩定。由于液壓系統主油路中執行機構的工況不同,工作壓力變化較大,變化的最 低壓力值高于減壓閥的閥后調定的壓力值時,不會對減壓閥的閥后壓力產生影響。因為在減壓閥的閥前壓力提高時,可能要使減壓閥的閥后壓力瞬時提高,但經減壓閥的調節作用后能迅速恢復到減壓閥的閥后調定壓力值;反之,當減壓閥閥前壓力降低時,卻會使減壓閥的閥后壓力瞬時降低,但減壓閥將迅速調節,使閥后壓力升到調定值。如果減壓閥前壓力的最 低值低于閥后壓力值,則閥后壓力就要相應降低,而不能穩定在調定壓力值上。所以,當主油路執行機構的最 低工作壓力低于減壓閥的閥后壓力時,回路設計就應采取必要措施,如在減壓閥的閥前增設單向閥,單向閥與減壓閥之間還可以增設蓄能器等措施,以防止減壓閥的閥前壓力低于閥后壓力。

        2.執行機構負載不穩定的減壓回路中,在執行機構具有足夠負載的前提下,減壓閥的闊后壓力才能保持穩定值。也就是說,減壓閥的閥后壓力仍然要遵循壓力決定于負載這一規律,沒有負載就沒有壓力;負載低,壓力也低。如果閥后壓力是按某種負載工況下調定,但在工作過程中,負載降低了,閥后壓力就要降低,甚至可降為零壓。負載增大時,閥后壓力隨之增大,當壓力隨負載增大到減壓閥的調定壓力時,壓力就不再增大,而是保持在減壓閥的調定壓力值上。所以在變負載的工況下,減壓閥的閥后壓力值是變化的,其變化范圍是在零壓和調定值之間。

        3.液壓缸的內外泄漏。在減壓回路中,壓力油經減壓閥減壓后,再由換向閥控制壓力油的流動方向,進入液壓缸推動負載運動,來完成一定的動作。這時,如果液壓缸內外泄漏,特別是內泄漏,即高壓腔的液壓油經活塞與缸筒的間隙或滲漏}L洞流人低壓腔,再由管道流入油箱。此時,雖然負載未變,但泄漏也要影響閥后壓力的穩定,影響的程度要看泄漏量的大小。當泄漏量較小時,減壓閥可自動調節,閥后壓力不會降低;當泄漏量較大,而且液壓系統的工作壓力和流量不能補償減壓閥的調節作用時,減壓閥的閥后壓力就不能保持在穩定的壓力值上。

        4.液壓油污染。由于液壓油中污物較多,使減壓閥內調節件運動不暢,甚至卡死。如減壓閥的主閥芯卡死,閥后壓力就要高于或低于調定值;如果減壓閥的先導錐閥與閥座由于污物而封閉不嚴時,減壓閥的閥后壓力就要低于調定值。因此經常檢查油液的污染狀況,檢查、清洗減壓閥是很必要的。

        5.外泄油路有背壓。減壓閥的控制油路為外泄,即控制油液推開錐閥后,單獨回油箱。如果這個外泄油路上有背壓,則將直接影響推動錐閥壓力油的壓力,從而導致減壓閥的閥后壓力的變化。

        不難看出,系統中電液換向閥5和6在換向過程中,控制油路的回油量和壓力是變化的。而減壓閥的外泄油路的油液也是波動的,兩股油液合流后產生不穩定的背壓。經調試發現,當電液換向閥5和6同時動作時,壓力表10的讀數達15MPa,這是因為電液換向閥在高壓控制油液的作用下瞬時流量較大,在泄油管較長的情況下產生較高的背壓。背壓增高使減壓閥的主閥口開度增大,閥口的局部壓力減小,所以減壓閥的閥后壓力降不下來。

        為了排除這一故障,應將減壓閥的外部泄油管與電液換向閥5和6的控制油路回油管分別單獨接回油箱(見圖2),這樣減壓閥的外泄油液便穩定地流回油箱,不會產生干擾與波動,閥后壓力就會穩定在調定的壓力數值上。

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        通過以上分析可以看出,在液壓系統設計、安裝的過程中,在了解各元件工作性能的同時,認真考慮元件之間的各種關系是否會相互干擾,是非常重要的。

        二、多級減壓回路在壓力轉換時產生沖擊現象

        圖3所示為雙級減壓回路,它是在先導式減壓閥3遙控油路上接入調壓閥4,使減壓回路獲得兩種預定的壓力。如果將閥5接在調壓閥4之前,兩級壓力轉換時會產生壓力沖擊現象(與圖兒1中采用溢流閥和遠程調壓閥的二級調壓回路的故障原因類似,要注意分析對比)。


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