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平衡回路的故障分析與排除

文章出處:勃特克 人氣:發表時間:2018-11-02 17:11
在立式液壓機械中,當不用平衡重時,為了防止活塞和運動部件因自重而下落和因載荷突然減少時產生活塞的突然前進,可以采用平衡回路,設置一個適當的阻力(液壓支承),使之產生一定的背壓以便與自重相平衡。
 
(一)采用單向順序閥的平衡回路的故障
如圖9-16所示,單向順序閥5的調整壓力稍大于工作部件的自重G在油缸6下腔中形成的壓力,這樣工作部件在靜止時,單向順序閥5關閉,缸6不會自行下滑;工作時(下行),閥5開啟,缸下腔產生的背壓力能平衡自重,不會產生下行時的超速現象,但由于有背壓必須提高油缸上腔進油壓力,要損失一部分功率。這種平衡回路的故障有:
1.停位位置點不準確
按理說當換向閥處于中位時,油缸6活塞可停留在任意位置上,而實際的情況是當限位開關或按鈕發出停位信號后,缸6活塞要下滑一段距離后才能停止,即出現停位位置點不準確的故障。產生這一故障的原因是:
停位電信號在控制電路中傳遞的時間△t電太長,電磁閥4的換向時間△t換長,使發訊后閥4要經△t總=△t電十△換時間(約0.2~0.3秒)和缸位移S=△總V紅距離(約50~70mm)后,油缸才能停位(V虹為油缸運動速度)。
2)從油路分析,出現下滑說明油缸下腔的油液在停位信號發訊后還在繼續回油。當缸6瞬時停止和換向閥4瞬時關閉時,油液會產生一沖擊壓力,負載的慣性也會產生一個沖擊壓力,二者之和使油缸下腔產生的總的沖擊壓力往往遠大于閥5的調定壓力,而將閥5打開,此時雖然閥4處于中位關閉,但油液可從閥5的外部泄油道流回油箱,直到壓力降為調定值時為止。所以油缸下腔的油要減少一些,必然導致停位點不準確。

解決辦法是:1檢查控制電路的各元器件的動作靈敏度,盡力縮短?電,另外將閥4換成交流電磁換向閥,可使?換由0.2秒降為0.07秒;2在圖中閥5的外泄油道a處增加一二位兩通交流電磁閥7,正常工作時,3DT通電,停位時3DT 斷電,外部泄油通路堵死,保證缸6下缸回油無處可泄,保證了活塞桿不繼續下滑,滿足了停位精度。
2.缸停止(或停機)后緩慢下滑
主要是油缸活塞桿密封的外泄漏、單向順序閥5及換向閥4的內泄漏較大所致。解決這些泄漏便可排除此一故障,另外可將閥5改成液控單向閥,對防止緩慢下滑有益。
 
(二)采用液控單向閥的平衡回路的故障及排除
如圖9-17所示,由于液控單向閥是錐面密封的,泄漏幾乎為零,所以閉鎖性好,可有效防止活塞等運動部件在停止時的緩慢下落,起到可靠平衡支撐作用。但它也會出現下述故障:
1. 油缸在低負載下下行時平穩性差
不到必要的控制壓力值,閥3關閉,缸1停止運動;油泵又不斷供油,缸1上腔壓力又升高,閥3又打開,缸1向下運動。負載小又使缸1上腔壓力降下來,閥3又關閉,缸1又停止運動.如此不斷交替出現,缸1
這是閥3只有在油缸1上腔壓力達到液控單向閥3的控制壓力才能打開。當負載小時,缸1上腔壓力達
無法得到在低負載下的平穩運動。
為了提高運動平穩性,可在圖9-17中的閥3和閥2之間的管路上加接單向順序閥,可提高運動的平穩性。
2.油缸下腔產生增壓事故
在圖9-17所示的回路中,如果油缸上下腔的作用面積之比S:S2大于波控耳問閥3的控制活塞
用面積與單向閥閥芯上部作用面積之比S.:S.(DFY型液控單向閥S3:S4-3.3~2.511,IY型液控單向閥S3:S4=6.25~4.69:1).例如如果S1:S2>4:1(對DFY型),或者S1:S2大于等于7:1(對IY型),則液控單向閥將永遠打不開,此時油缸1將如同一個增壓器一樣,缸1下腔將嚴重增壓,其缸1下腔壓力相應為上腔壓力的4倍(對DFY型)或者7倍(對IY型),造成油缸下腔增壓事故
解快辦法是油缸1在設計時,應合理選擇上下腔的工作面積,即應S1:S2<S3:S4.
 
3.油缸下行過程中發生高頻振動或低頻振動
18a)所示的采用液控單向閥的平衡回路。實際使用中,這種回路在重物下降時,可能出現兩種振動:一是高頻小振幅振動并伴有很大的尖叫聲;二是低頻大振幅振動。前者是液控單向閥本身的共振現象,后者則是包含液控單向閥在內整個液壓系統的共振現象。
1) 高頻振動
如圖9-18b)所示位置時,液控單向閥的控制壓力便上升,控制活塞頂開(向左)單向閥,油缸下腔
開始有油流往回油池,但由于此時因背壓和沖擊壓力的影響,單向閥回油腔壓力瞬時上升,又由于液控單向閥為內泄式,當此上升壓力(作用在控制活塞左端)比作用在控制活塞右端的控制壓力大時,推回(向右)控制活塞,使單向閥關閉。單向閥一關閉,回油腔的油流停止,壓力下降,控制活塞又推開單向閥,這種頻繁的重復導致高頻振動并伴隨尖叫聲。
2) 低頻振動
當油缸活塞在重物W的作用下下降時,由于液控單向閥全開,下腔又沒有背壓,很可能接近自由落體,重物下降很快,使泵來不及填充油缸上腔,導致油缸上腔壓力降低,甚至產生真空,液控單向閥因控制壓力下降而關閉。單向閥關閉后,控制壓力再一次上升,單向閥又被打開,油缸活塞又開始下降。由于管路體積也參與影響,通常這種現象為緩慢的低頻振動。
3) 解決高頻振動和低頻振動故障的措施:
at e理
可按圖9-18c)中所示的方法采取下述各種措施:

 
1,將內泄式液控單向閥改為外泄式。這樣,控制活塞承受背壓和換向沖擊壓力的面積(左端)大大減而控制壓力油作用在控制沽基石瑞的面積沒有變化,這樣大大減少了控制活塞上向右的力,確保液控單向閥開啟的可靠性,避免了高頻振動。
2,加粗并減短回油配管,減少管路的沿程損失和局部損失,減少背壓對控制活塞的作用力,對避免高場場動效果也很顯著。開且盡可能在回油管路上不使用流量調節閥,萬一要使用,開度要調得比較大。
3在油缸和液控單向閥之間增設一流量調節閥。通過調節,防止油缸因下降過快而使油缸上腔壓力下降到低于液控單向閥的必要控制壓力;另一方面也可防止液控單向閥的回油腔背壓沖擊壓力的增大,對提高控制活塞動作的穩定性有好處.對消除上述兩種振動均有利。
要注意的是,對于負載變化較大時,最好使用調速閥,并且要調節好。
4,在液控單向閥的控制油管路上增設一單向節流閥,可防止由于單向閥的急速開閉產生的沖擊壓力。
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