一、減壓不穩(wěn)定
在圖1所示的系統(tǒng)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(yùn)動(dòng)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(lián),經(jīng)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(yùn)動(dòng)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(tǒng)的工作壓力由溢流閥2調(diào)節(jié)。
液壓系統(tǒng)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(dòng)較大,使液壓缸9的工作壓力不能穩(wěn)定在調(diào)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(dòng)較大是經(jīng)常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象,其主要原因有以下幾個(gè)方面。
1.減壓閥的閥前壓力起伏變化。減壓閥閥后壓力能穩(wěn)定在設(shè)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(wěn)定。由于液壓系統(tǒng)主油路中執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(diào)定的壓力值時(shí),不會(huì)對(duì)減壓閥的閥后壓力產(chǎn)生影響。因?yàn)樵跍p壓閥的閥前壓力提高時(shí),可能要使減壓閥的閥后壓力瞬時(shí)提高,但經(jīng)減壓閥的調(diào)節(jié)作用后能迅速恢復(fù)到減壓閥的閥后調(diào)定壓力值;反之,當(dāng)減壓閥閥前壓力降低時(shí),卻會(huì)使減壓閥的閥后壓力瞬時(shí)降低,但減壓閥將迅速調(diào)節(jié),使閥后壓力升到調(diào)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(yīng)降低,而不能穩(wěn)定在調(diào)定壓力值上。所以,當(dāng)主油路執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最 低工作壓力低于減壓閥的閥后壓力時(shí),回路設(shè)計(jì)就應(yīng)采取必要措施,如在減壓閥的閥前增設(shè)單向閥,單向閥與減壓閥之間還可以增設(shè)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(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載不穩(wěn)定的減壓回路中,在執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有足夠負(fù)載的前提下,減壓閥的闊后壓力才能保持穩(wěn)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(fù)載這一規(guī)律,沒有負(fù)載就沒有壓力;負(fù)載低,壓力也低。如果閥后壓力是按某種負(fù)載工況下調(diào)定,但在工作過程中,負(fù)載降低了,閥后壓力就要降低,甚至可降為零壓。負(fù)載增大時(shí),閥后壓力隨之增大,當(dāng)壓力隨負(fù)載增大到減壓閥的調(diào)定壓力時(shí),壓力就不再增大,而是保持在減壓閥的調(diào)定壓力值上。所以在變負(fù)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(diào)定值之間。
3.液壓缸的內(nèi)外泄漏。在減壓回路中,壓力油經(jīng)減壓閥減壓后,再由換向閥控制壓力油的流動(dòng)方向,進(jìn)入液壓缸推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng),來完成一定的動(dòng)作。這時(shí),如果液壓缸內(nèi)外泄漏,特別是內(nèi)泄漏,即高壓腔的液壓油經(jīng)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(shí),雖然負(fù)載未變,但泄漏也要影響閥后壓力的穩(wěn)定,影響的程度要看泄漏量的大小。當(dāng)泄漏量較小時(shí),減壓閥可自動(dòng)調(diào)節(jié),閥后壓力不會(huì)降低;當(dāng)泄漏量較大,而且液壓系統(tǒng)的工作壓力和流量不能補(bǔ)償減壓閥的調(diào)節(jié)作用時(shí),減壓閥的閥后壓力就不能保持在穩(wěn)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(nèi)調(diào)節(jié)件運(yùn)動(dòng)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(diào)定值;如果減壓閥的先導(dǎo)錐閥與閥座由于污物而封閉不嚴(yán)時(shí),減壓閥的閥后壓力就要低于調(diào)定值。因此經(jīng)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(dú)回油箱。如果這個(gè)外泄油路上有背壓,則將直接影響推動(dòng)錐閥壓力油的壓力,從而導(dǎo)致減壓閥的閥后壓力的變化。
不難看出,系統(tǒng)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(dòng)的,兩股油液合流后產(chǎn)生不穩(wěn)定的背壓。經(jīng)調(diào)試發(fā)現(xiàn),當(dāng)電液換向閥5和6同時(shí)動(dòng)作時(shí),壓力表10的讀數(shù)達(dá)15MPa,這是因?yàn)殡娨簱Q向閥在高壓控制油液的作用下瞬時(shí)流量較大,在泄油管較長的情況下產(chǎn)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(yīng)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(dú)接回油箱(見圖2),這樣減壓閥的外泄油液便穩(wěn)定地流回油箱,不會(huì)產(chǎn)生干擾與波動(dòng),閥后壓力就會(huì)穩(wěn)定在調(diào)定的壓力數(shù)值上。
通過以上分析可以看出,在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝的過程中,在了解各元件工作性能的同時(shí),認(rèn)真考慮元件之間的各種關(guān)系是否會(huì)相互干擾,是非常重要的。
二、多級(jí)減壓回路在壓力轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象
圖3所示為雙級(jí)減壓回路,它是在先導(dǎo)式減壓閥3遙控油路上接入調(diào)壓閥4,使減壓回路獲得兩種預(yù)定的壓力。如果將閥5接在調(diào)壓閥4之前,兩級(jí)壓力轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力沖擊現(xiàn)象(與圖兒1中采用溢流閥和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的二級(jí)調(diào)壓回路的故障原因類似,要注意分析對(duì)比)。
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