方向控制回路的故障分析与排除
在液压系统中,控制执行元件的运动状态(运动或停止)。和运动方向的改变(前进或后退,上升或下降)的回路称为方向控制回路。
一、换向回路的故障分析与排除
(一)依靠压力油前进或上升,靠弹簧力返回,或靠运动部分本身的重量下降的换向回路的故障及排除
1.靠重量回程的回路〔图9-19a〕〕
当:①柱塞与缸盖密封摩擦阻力大;②换向阀3不能换向、处于左端位置(阀芯在右位)时,油缸4不能上升。
当:①柱塞与缸盖密封摩擦阻力大;②阀3不能换向处于右端工作位置;③运动部件(柱塞)重量太轻时,油缸4不能下降。
可根据情况予以排除。
2.靠弹黄返程的油缸[(图9-19b)]
当:①阀3的电磁铁未能通电;②溢流阀2故障压力上不去;③油缸4弹簧太硬活塞及活塞杆因密封过紧或其它原因产生摩擦力太大、油缸别劲等情况时,缸4不能前进。可逐一查明原因,予以排除。当:①阀3复位弹簧折断或漏装;②油缸4的弹簧太软,弹力不够等情况时,缸4不能返回,可查明原因予以排除。
值得特别提出的是,图9-19b)中的油缸4,其结构如图4-12c)所示,在近盖上务必加工一放气小孔(通常为Φ3mm),才能保证这种油缸的顺利前进和后退。
(二)依靠正反转泵改变供油方向,使油江(或油马达)换向的回路故障及排除[(图9-19c)]
这种回路产生的不换向故障和排除方法是:
①溢流阀1、2故障,系统压力上不去;
②油缸活塞与活塞杆摩擦阻力大别劲:
③两液控单向阀4与5因阀芯卡死或因控制压力不够,不能打开,而不能回油;
④液控单向阀阀芯卡死在常开位置,则系统压力上不去,使缸不能换向。可根据上述情况逐一排除。
(三)用换向阀换向的方向控制回路的故障及排除
1.油缸不换向或换向不良
产生油缸不换向或换向不良这一故障有泵方面的原因,有阀方面的原因,有回路方面的原因,也有油缸本身方面的原因,有关其故障产生的详细原因和排除方法可参阅§4-4二。
2.三位换向阀的中位职能(含两位阀的过渡位置机能)有可能出现的故障
换向阀的中位机能不仅在换向阀阀芯处于中位时对液压系统的工作状态有影响,而且在由一个工作位置向另一个工作位置转换时,对液压系统的工作性能亦有影响。换言之,选择不同中位机能的阀,会先天性地存在某些不可抗拒的故障(参阅表9-1)。例如:1)可使系统保压和不能保压的问题当通向油泵的通口P能被中位职能断开的(如O型),系统可保压,这时油泵能用于多油缸液压系统而不会产生于涉;当通口P与通油箱的通nO接通而又不太畅通时(如X型),系统能维持某一较低的一定压力,供控制油使用;当P与O畅通(如H型M型)时,系统根本不能保压。
2)系统卸荷问题
当换向阀选择中位职能为通口P与通口O畅通的阀(例如H、M、K型)时,油泵系统卸荷。此时便不能用于多油缸系统,否则其它油缸便会产生不能动作的故障。
3)换向平稳性和换向精度问题
当选用中位机能使通口A和B各自封闭的阀,油缸换向时易产生液压冲击,换向平稳性差,但换向精度高。反之,当A与B都与O接通时,换向过程中,油缸不易迅速制动,换向精度低,但换向平稳性好,液压冲击也小。
4)启动平稳性问题
换向阀在中位时,油缸某腔(或A腔或B腔)如接通油箱停机时间较长时,该腔油液流回油箱出现空腔,则启动时该腔内因无油液起缓冲作用而不能保证平稳的启动,相反的情况就易于保证平稳的启动。
5)油缸在任意位置的停止(可准停)和“浮动”的问题
当通口A和B接通时,卧式液压缸处于“浮动”状态,可以通过某些机械装置,例如齿轮齿条机构,改变工作台的位置(如外圆磨床);但它却使立式油缸因自重而不能停在任意位置上。当通口A和B与通口P连接(P型)时,油缸可实现差动连接者外,都能在任意位置上停止。当选用中位职能为H型的三位换向阀时,如果换向阀的复位弹簧折断或修理时漏装,此时虽然阀两端的电磁铁都断电,阀芯因复位弹簧断裂或漏装而不能回复到中位,因此由这种阀控制的油缸便不能在任意位置停住。
表9-1换向阀的中位机能及其特性
型式 |
位换向阀的中位机能 | 性能特点 | |||||||||||
系统保压(多缸系统不千涉) | 系统卸荷 | 後向平稳性 | 换向精度 | 启动平稳性 | 油缸在任意位置可停性 | 油缸浮动的 | 可构成差动 | 换向冲出量 | |||||
滑阀状态 |
职能符号 | ||||||||||||
四通 |
五通 | ||||||||||||
0) |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
O | ||||||
H |
|
|
|
0 |
△ |
0 |
大 | ||||||
Y |
|
|
|
0 |
0 |
O | |||||||
|
|
|
0 |
O | |||||||||
C |
|
|
|
0 |
0 | ||||||||
P |
|
|
|
0 |
0 |
0 | 存在 | ||||||
K |
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|
|
O |
A |
△ | |||||||
X |
|
|
|
△ |
△ | 较大 | |||||||
M |
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|
|
O |
0 |
0 |
0 | ||||||
U |
|
|
|
0 |
0 |
O |
0 | ||||||
N |
|
|
|
0 |
0 |
O好△较好空白:差
3.油缸返回行程时噪声振动大,经常烧坏电磁铁(交流)如图9-20所示,如果:
①电磁换向阀1的规格选得太少;
②连接阀1与缸2无杆腔的管路通径选小了,就会在缸2做返回动作,出现大的噪声和振动,在高压系统这种故障现象是很严重的。分析其原因,在图中,当2DT通电活塞杆退回时、由于A₁与A₂两侧面积不等,油缸活塞无杆侧流回的油比进入有杆侧的流量要大许多,(例如A₁=2A₂,当Q=Qp,则Q₂=2Qp)
如果只按泵流量选用阀1的规格,不但压力损失大增,阀芯上所受的液动力大增,可能远大于电磁铁的有效吸力而影响换向,导致交流电磁铁经常烧坏。另一方面,当控制环节存在间隙(如阀芯间隙)时,会引起系统振动,并且产生大的噪声。如果与无杆腔相连的管道直径只按泵供油量Qp选定,则油缸活塞返回行程时,该段管内流速将远远大于允许的最大流速,而管内沿程损失与流速的平方成正比,压力损失的增加,导致压力急降以及管内液流流态变差(紊流),出现振动和噪声。排除方法是:
①图中电磁阀1的规格型号应按额定流量=2Qp来选择其通径。
4m/s)来选择。
4.换向间处于中间位置时,虽采用如O型机能之类的阀,油江仍然产生微动。
按油缸出厂试验技术指标(JB2146—77)的规定,油缸内泄漏量允许值是以0.5毫米/5分钟的沉降量(移动量)来计算的,大于此值,称之为产生微动故障。
①因油缸本身内外泄漏量大产生的微动。
②与油缸进出油口紧相连的阀的内泄漏。例如滑阀式换向阀因阀芯与阀体孔有间隙内泄漏是不可避免的,即使是O型换向阀中位油口关闭的情况也不可避免。当内泄漏大时,会出现朝活塞杆前进方向微动。解决办法是:①消除油缸本身的内泄漏;②采用图9-21、图9-22所示的锁紧回路。
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