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平衡回路的故障分析与排除

在(zai)立式液(ye)压机(ji)械(xie)中,当(dang)不用平衡(heng)(heng)(heng)重时(shi)(shi),为了防止(zhi)活(huo)塞和运动(dong)部件因自重而下落(luo)和因载荷突然减少时(shi)(shi)产生(sheng)活(huo)塞的(de)突然前(qian)进,可以采用平衡(heng)(heng)(heng)回(hui)路,设置一(yi)个适当(dang)的(de)阻力(li)(液(ye)压支承),使(shi)之(zhi)产生(sheng)一(yi)定的(de)背压以便(bian)与(yu)自重相平衡(heng)(heng)(heng)。
 
(一)采用单向顺序阀的平衡回路的故障
如图(tu)9-16所示,单(dan)向顺序阀(fa)5的(de)(de)(de)调(diao)整压(ya)(ya)力(li)稍大于(yu)(yu)工作部件的(de)(de)(de)自重(zhong)G在油缸(gang)6下(xia)(xia)(xia)腔(qiang)中形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)压(ya)(ya)力(li),这(zhei)样工作部件在静止(zhi)时,单(dan)向顺序阀(fa)5关闭(bi),缸(gang)6不会(hui)自行下(xia)(xia)(xia)滑;工作时(下(xia)(xia)(xia)行),阀(fa)5开启,缸(gang)下(xia)(xia)(xia)腔(qiang)产生的(de)(de)(de)背压(ya)(ya)力(li)能平衡自重(zhong),不会(hui)产生下(xia)(xia)(xia)行时的(de)(de)(de)超速现(xian)象,但由于(yu)(yu)有背压(ya)(ya)必须提高(gao)油缸(gang)上腔(qiang)进油压(ya)(ya)力(li),要(yao)损失一部分功率。这(zhei)种平衡回(hui)路(lu)的(de)(de)(de)故障(zhang)有:
1.停位位置点不准确
按(an)理说当换向阀处于中位(wei)(wei)时,油缸6活(huo)塞可(ke)停(ting)留在任意位(wei)(wei)置上,而(er)实际的情况是(shi)当限位(wei)(wei)开关或按(an)钮发出停(ting)位(wei)(wei)信号(hao)后(hou)(hou),缸6活(huo)塞要下滑(hua)一(yi)段(duan)距离后(hou)(hou)才(cai)能(neng)停(ting)止,即出现停(ting)位(wei)(wei)位(wei)(wei)置点不准确的故(gu)障(zhang)(zhang)。产生(sheng)这一(yi)故(gu)障(zhang)(zhang)的原(yuan)因(yin)是(shi):
停位电信(xin)号在控制电路中传递(di)的(de)时间(jian)△t电太长(zhang),电磁(ci)阀(fa)4的(de)换向时间(jian)△t换长(zhang),使发讯后(hou)阀(fa)4要经△t总(zong)=△t电十△换时间(jian)(约(yue)0.2~0.3秒)和缸位移(yi)S=△总(zong)V红距离(约(yue)50~70mm)后(hou),油(you)缸才能停位(V虹为油(you)缸运(yun)动速度)。
2)从油(you)(you)(you)路分析,出现下(xia)滑(hua)说明(ming)油(you)(you)(you)缸下(xia)腔的(de)油(you)(you)(you)液在停(ting)位(wei)信号发讯后还在继续回油(you)(you)(you)。当缸6瞬(shun)时(shi)停(ting)止和换向阀(fa)4瞬(shun)时(shi)关闭时(shi),油(you)(you)(you)液会(hui)产生一(yi)冲击(ji)压(ya)力(li)(li),负载的(de)惯性(xing)也(ye)会(hui)产生一(yi)个冲击(ji)压(ya)力(li)(li),二者之和使油(you)(you)(you)缸下(xia)腔产生的(de)总(zong)的(de)冲击(ji)压(ya)力(li)(li)往往远大于阀(fa)5的(de)调(diao)定压(ya)力(li)(li),而将阀(fa)5打(da)开,此时(shi)虽然(ran)阀(fa)4处于中位(wei)关闭,但油(you)(you)(you)液可(ke)从阀(fa)5的(de)外部(bu)泄油(you)(you)(you)道流回油(you)(you)(you)箱,直到(dao)压(ya)力(li)(li)降为调(diao)定值时(shi)为止。所以油(you)(you)(you)缸下(xia)腔的(de)油(you)(you)(you)要减少一(yi)些,必(bi)然(ran)导致停(ting)位(wei)点不准确。

解(jie)决办法是(shi):1检查控制(zhi)电(dian)路(lu)(lu)的(de)各(ge)元器件的(de)动(dong)作灵敏度,尽(jin)力缩(suo)短스电(dian),另外(wai)将阀4换(huan)成交(jiao)流电(dian)磁(ci)换(huan)向阀,可(ke)使스换(huan)由0.2秒(miao)降为0.07秒(miao);2在图(tu)中(zhong)阀5的(de)外(wai)泄油道a处增加一二位两通(tong)交(jiao)流电(dian)磁(ci)阀7,正常工作时,3DT通(tong)电(dian),停位时3DT 断电(dian),外(wai)部泄油通(tong)路(lu)(lu)堵死,保证缸6下(xia)缸回油无(wu)处可(ke)泄,保证了(le)活塞杆不继续下(xia)滑,满(man)足了(le)停位精(jing)度。
2.缸停止(或停机)后(hou)缓慢下滑
主(zhu)要是油缸(gang)活塞杆密封的外泄漏(lou)、单向顺序阀(fa)5及(ji)换向阀(fa)4的内泄漏(lou)较大所致。解决这(zhei)些(xie)泄漏(lou)便可排除此一故(gu)障,另外可将阀(fa)5改(gai)成液控单向阀(fa),对(dui)防(fang)止(zhi)缓慢(man)下滑有益。
 
(二)采用液控单向阀的平衡回路的故障及排除
如(ru)图9-17所示,由于液(ye)控单向阀是锥面密封的,泄漏几乎为(wei)零,所以闭锁性好,可(ke)(ke)有效(xiao)防止活塞等运(yun)动部件在停止时的缓(huan)慢下(xia)落,起到可(ke)(ke)靠平衡支撑作用(yong)。但(dan)它也会出现下(xia)述故障(zhang):
1. 油缸在低(di)负载下(xia)下(xia)行时平稳性(xing)差
不(bu)(bu)到(dao)必要的(de)控(kong)制压(ya)力(li)(li)值,阀3关闭(bi),缸(gang)1停止(zhi)运动(dong);油泵又(you)不(bu)(bu)断供(gong)油,缸(gang)1上腔压(ya)力(li)(li)又(you)升高,阀3又(you)打开,缸(gang)1向下(xia)运动(dong)。负载(zai)小又(you)使(shi)缸(gang)1上腔压(ya)力(li)(li)降下(xia)来(lai),阀3又(you)关闭(bi),缸(gang)1又(you)停止(zhi)运动(dong).如此不(bu)(bu)断交替出现,缸(gang)1
这是阀(fa)3只(zhi)有在油缸1上腔(qiang)(qiang)压(ya)力(li)(li)达到液控(kong)单向阀(fa)3的控(kong)制压(ya)力(li)(li)才(cai)能(neng)打开(kai)。当(dang)负载小时,缸1上腔(qiang)(qiang)压(ya)力(li)(li)达
无法得到在低(di)负载下的(de)平稳运动。
为了(le)提高(gao)运(yun)动平稳性,可在图9-17中的(de)(de)(de)阀(fa)3和(he)阀(fa)2之间(jian)的(de)(de)(de)管路上加(jia)接单向(xiang)顺序阀(fa),可提高(gao)运(yun)动的(de)(de)(de)平稳性。
2.油缸下腔产生增压事故
在图(tu)9-17所(suo)示的回路中,如果(guo)油缸上下腔的作用面积之比S:S2大于波控耳问阀3的控制活塞
用面(mian)积(ji)与单(dan)向(xiang)(xiang)阀(fa)阀(fa)芯上(shang)部(bu)作(zuo)用面(mian)积(ji)之比S.:S.(DFY型液控(kong)单(dan)向(xiang)(xiang)阀(fa)S3:S4-3.3~2.511,IY型液控(kong)单(dan)向(xiang)(xiang)阀(fa)S3:S4=6.25~4.69:1).例如如果S1:S2>4:1(对(dui)DFY型),或者S1:S2大(da)于等于7:1(对(dui)IY型),则液控(kong)单(dan)向(xiang)(xiang)阀(fa)将(jiang)(jiang)永远打不开,此时油缸(gang)1将(jiang)(jiang)如同一个增压器一样,缸(gang)1下(xia)(xia)腔将(jiang)(jiang)严重增压,其(qi)缸(gang)1下(xia)(xia)腔压力相应为(wei)上(shang)腔压力的(de)4倍(bei)(对(dui)DFY型)或者7倍(bei)(对(dui)IY型),造成油缸(gang)下(xia)(xia)腔增压事故
解快办法是油缸1在设计(ji)时,应(ying)合(he)理选择上下腔的工作面积,即应(ying)S1:S2<S3:S4.
 
3.油缸下行过程中发生高频振动或低频振动
18a)所(suo)示(shi)的采用(yong)液(ye)控(kong)单(dan)向阀的平衡(heng)回路(lu)。实际使用(yong)中,这种回路(lu)在重物(wu)下降时(shi),可能出(chu)现(xian)两种振(zhen)(zhen)(zhen)动:一是高频小(xiao)振(zhen)(zhen)(zhen)幅(fu)振(zhen)(zhen)(zhen)动并伴有(you)很大(da)的尖叫声;二是低频大(da)振(zhen)(zhen)(zhen)幅(fu)振(zhen)(zhen)(zhen)动。前(qian)者是液(ye)控(kong)单(dan)向阀本身的共振(zhen)(zhen)(zhen)现(xian)象,后者则是包(bao)含液(ye)控(kong)单(dan)向阀在内整个液(ye)压系统的共振(zhen)(zhen)(zhen)现(xian)象。
1) 高频振动
如(ru)图9-18b)所(suo)示位置时,液控单向(xiang)阀的控制压力便上升(sheng),控制活塞顶开(kai)(向(xiang)左)单向(xiang)阀,油缸(gang)下腔
开始有油流往回(hui)(hui)油池,但由于此时因背压(ya)和(he)冲击压(ya)力(li)的(de)影响,单(dan)向(xiang)(xiang)阀回(hui)(hui)油腔(qiang)压(ya)力(li)瞬时上升(sheng),又由于液控(kong)单(dan)向(xiang)(xiang)阀为内泄式,当此上升(sheng)压(ya)力(li)(作(zuo)用在控(kong)制活塞左端(duan))比(bi)作(zuo)用在控(kong)制活塞右(you)端(duan)的(de)控(kong)制压(ya)力(li)大时,推回(hui)(hui)(向(xiang)(xiang)右(you))控(kong)制活塞,使单(dan)向(xiang)(xiang)阀关(guan)闭。单(dan)向(xiang)(xiang)阀一关(guan)闭,回(hui)(hui)油腔(qiang)的(de)油流停(ting)止,压(ya)力(li)下降,控(kong)制活塞又推开单(dan)向(xiang)(xiang)阀,这种频(pin)繁的(de)重复导致(zhi)高(gao)频(pin)振动并伴随尖叫声(sheng)。
2) 低频振动
当油(you)(you)缸活(huo)塞在重物W的作(zuo)用下下降(jiang)(jiang)时,由(you)(you)于(yu)液控单(dan)向(xiang)阀(fa)全开(kai),下腔又没(mei)有背压,很可(ke)能接(jie)近自由(you)(you)落体,重物下降(jiang)(jiang)很快,使泵来不(bu)及填充油(you)(you)缸上(shang)(shang)腔,导致油(you)(you)缸上(shang)(shang)腔压力降(jiang)(jiang)低,甚至(zhi)产生真空(kong),液控单(dan)向(xiang)阀(fa)因控制压力下降(jiang)(jiang)而关闭(bi)。单(dan)向(xiang)阀(fa)关闭(bi)后(hou),控制压力再一(yi)次上(shang)(shang)升,单(dan)向(xiang)阀(fa)又被打开(kai),油(you)(you)缸活(huo)塞又开(kai)始下降(jiang)(jiang)。由(you)(you)于(yu)管路体积也参与(yu)影响,通(tong)常这种现(xian)象为缓(huan)慢(man)的低频(pin)振动。
3) 解决(jue)高频振动和低(di)频振动故(gu)障的措(cuo)施:
at e理
可按(an)图9-18c)中(zhong)所示的(de)方法采取下述各种措施:

 
1,将内泄式液控(kong)单(dan)向(xiang)阀(fa)改为外泄式。这样,控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)活(huo)塞承受背压和(he)换(huan)向(xiang)冲击压力(li)的(de)(de)(de)面积(左端)大(da)大(da)减而控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)压力(li)油作用在(zai)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)沽基石瑞的(de)(de)(de)面积没有变化,这样大(da)大(da)减少了控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)活(huo)塞上向(xiang)右的(de)(de)(de)力(li),确保液控(kong)单(dan)向(xiang)阀(fa)开启的(de)(de)(de)可靠(kao)性,避免了高频振(zhen)动(dong)。
2,加粗(cu)并(bing)减短回油配管,减少(shao)管路(lu)(lu)的沿(yan)程损失和局部损失,减少(shao)背压对(dui)控制活塞的作用(yong)力,对(dui)避免高场(chang)(chang)场(chang)(chang)动效果也(ye)很显著。开(kai)且(qie)尽(jin)可能在回油管路(lu)(lu)上不使(shi)用(yong)流(liu)量调(diao)节阀,万一要使(shi)用(yong),开(kai)度要调(diao)得比较大。
3在油(you)(you)缸和液控(kong)单(dan)向(xiang)阀之间(jian)增(zeng)设一流量调节阀。通(tong)过调节,防(fang)止(zhi)(zhi)油(you)(you)缸因下降过快而使油(you)(you)缸上腔压(ya)力下降到低于液控(kong)单(dan)向(xiang)阀的必(bi)要控(kong)制压(ya)力;另(ling)一方面也可(ke)防(fang)止(zhi)(zhi)液控(kong)单(dan)向(xiang)阀的回(hui)油(you)(you)腔背压(ya)冲击压(ya)力的增(zeng)大,对(dui)(dui)提高控(kong)制活(huo)塞动(dong)作(zuo)的稳(wen)定性有好处.对(dui)(dui)消除上述两种振动(dong)均(jun)有利。
要注意的(de)是(shi),对于负载变化(hua)较大时,最(zui)好(hao)使用调(diao)速阀(fa),并且要调(diao)节好(hao)。
4,在液(ye)控(kong)单向(xiang)阀(fa)的(de)(de)控(kong)制油管路上增设(she)一(yi)单向(xiang)节(jie)流阀(fa),可防止(zhi)由于单向(xiang)阀(fa)的(de)(de)急速开闭产生(sheng)的(de)(de)冲击(ji)压力(li)。

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