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液控單向閥的平衡回路系統(tǒng)故障與改進(jìn)
發(fā)布時間：2017-09-01
1前言
為防止液壓缸與垂直或傾斜運動的工作部件因自重而自行下滑,常采用平衡回路。即在液壓缸下行的回路中設(shè)置適當(dāng)阻力,使液壓缸的回油腔中產(chǎn)生一定的背壓,以平衡其自重,而通常采用的是在液壓缸回路上設(shè)置液控單向閥。
2液壓系統(tǒng)工作原理
液控單向閥是在單向閥的基礎(chǔ)上加上一個可控活塞頂桿,它具有二個作用:一是解除單向閥的逆止作用,二是鎖定作用(如圖1所示)。在液壓缸活塞腔的進(jìn)回油路上,裝設(shè)液控單向閥,當(dāng)液壓泵卸載或停止工作時(換向閥處于中位),液控單向閥關(guān)閉。在重力作用下,活塞腔油液產(chǎn)生背壓,以實現(xiàn)平衡,將重物停留在空中某一位置而不下滑。工作時,利用進(jìn)入活塞桿腔的壓力油打開液控單向閥,以滿足正常工作時活塞腔排油的需要。
3存在的問題及原因分析
3.1重物停位不準(zhǔn)確
當(dāng)換向閥位于中位時,重物不能立即停止,還要繼續(xù)下降一段距離,造成停位不準(zhǔn)確,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是液壓系統(tǒng)的換向閥為M型機(jī)能(或O型機(jī)能)。當(dāng)換向閥位于中位時,其A、B兩工作腔不能直通油箱而被封閉,造成液控單向閥的控制油路被封死,導(dǎo)致液控單向閥不能立即關(guān)閉,直到換向閥閥內(nèi)泄漏,繼而使液控單向閥控制壓力泄壓后,液控單向閥方能關(guān)閉。這一過程造成了液壓缸(重物)不能準(zhǔn)確的停在預(yù)定的工位上,甚至?xí)斐筛鞣N事故。
3.2當(dāng)重物向下運行時,活塞會出現(xiàn)斷續(xù)向下跳動,并伴隨有激烈振動和噪聲
由圖1知,當(dāng)活塞腔進(jìn)油時(換向閥右位),壓力油同時打開液控單向閥,構(gòu)成回油通路,活塞下移。由于重物和活塞本身自重,在下行過程中會出現(xiàn)一個速度增量△V。當(dāng)下行速度太快時,由于泵(定量泵)的排量滿足不了活塞的快速下行,油液來不及補充至桿腔,在液壓缸的有桿腔會形成一定的空間,使整個進(jìn)油路及液壓缸(活塞桿腔)之間產(chǎn)生短時的負(fù)壓效應(yīng),導(dǎo)致液控單向閥的控制油路壓力急降,液控單向閥因失壓而關(guān)閉(回油路被堵死),液壓缸急停。隨時間推移,液壓泵不停地向系統(tǒng)供油,使進(jìn)油路油壓回升,達(dá)到液控單向閥開啟壓力后,液控單向又打開。重力驅(qū)力液壓缸快速下行,周而復(fù)始,這種過程使液壓缸活塞斷續(xù)下降,并引起強(qiáng)烈振動和噪聲。
4液壓系統(tǒng)改進(jìn)
通過以上分析可知,造成重物停位不準(zhǔn)的關(guān)鍵在于液控單向閥控制油能否即時卸載?，F(xiàn)將圖1中所采用的換向閥為M型機(jī)能(或O型機(jī)能)變換成為H型機(jī)能(或Y型機(jī)能)的換向閥(如圖2所示)。當(dāng)換向閥(H型或Y型機(jī)能)處于中位時,A、B兩工作腔直通油箱,液控單向閥控制油得到即時卸載,將回路鎖緊,使工作機(jī)構(gòu)停位準(zhǔn)確。當(dāng)重物質(zhì)量越大,液壓缸活塞腔油壓越高,液控單向閥關(guān)閉就越緊。
對于重物下行時,活塞出現(xiàn)的斷續(xù)向下跳動,是因為液控單向閥因失壓而關(guān)閉所致?？刹捎迷诨芈飞习惭b單向節(jié)流閥來調(diào)整液壓缸下降速度(如圖2所示)。節(jié)流閥應(yīng)安裝于液控單向閥與液壓缸之間,系統(tǒng)構(gòu)成了回油節(jié)流調(diào)速回路。溢流閥起溢流穩(wěn)壓作用,使活塞下移運動較平穩(wěn),徹底消除了液控單向閥因失壓而關(guān)閉造成系統(tǒng)故障。
5結(jié)論
通過以上分析可知,在平衡回路的設(shè)計中,除考慮重物停位的準(zhǔn)確,停位的鎖定和持久外,還應(yīng)考慮由于重物下降運行過程中可能產(chǎn)生的“負(fù)壓效應(yīng)”,使系統(tǒng)出現(xiàn)沖擊和振動。而采用單向節(jié)流閥和液控單向閥的平衡回路(換向閥為H型或Y型機(jī)能),平衡效果較好。
摘自：中國計量測控網(wǎng)
