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[分享]保压回路的故障分析与排除

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更多 发布于:2019-11-06 13:51
保压回路的故障分析与排除

        保压回路主要用在压力机上。在液压机中,经常遇到液压缸在工作行程终端要求在工作压力下停留保压一段时间(从几秒到数十分钟),然后再退回,这就需要保压回路。保压回路常见的故障有以下几种。

1.不保压,在保压期间内压力严重下降

        这一故障现象是指;在需要保压的时间内,液压缸的保压压力维持不住而逐渐下降。产生不保压的主要原因是液压缸和控制阀的泄漏。解决不保压故障的最主要措施和办法也是尽量减少泄漏。而由于泄漏或多或少必然存在,压力必然会慢慢下降。当要求保压时间长和压力保持稳定的保压场合,必须采用补油(补充泄漏)的方法。具体产生不保压故障的原因和排除方法如下。

        (1)液压缸的内外泄漏,造成不保压。液压缸两腔之间的内泄漏取决于活塞密封装置的可靠性,一般可靠性从大到小为:软质密封圈、硬质的铸铁活塞环密封、间隙密封。提高液压缸缸孔、活塞及活塞杆的制造精度和配合精度,利于减少内外泄漏造成的保压不好的故障。

        (2)各控制阀的泄漏,特别是与液压缸紧靠的换向阀的泄漏量大小,是造成是否保压的重要因素。液压阀的泄漏取决于阀的结构形式和制造精度。因此,采用锥阀的(如液控单向阀、逻辑阀)保压效果远好于处于封闭状态的滑阀式的保压效果。另外必须提高阀的加工精度和装配精度,即使是锥面密封的阀也要注意其圆柱配合部分的精度和锥面密合的可靠性。

        (3)采用不断补油的方法,在保压过程中不断地补足系统的泄漏,虽然比较消极,但对保压时间需要较长时,它是一种最为有效的方法。此法可使液压缸的压力始终保持不变。

        关于补油的方法可采用小泵补油或用蓄能器补油等方法。此外在泵源回路中有些方法也可用于保压,例如压力补偿变量泵等泵源回路可用于保压。图9与图10分别为用小泵补油和用蓄能器的保压回路。

图片:0842356380.png


        油泵补油回路_蓄能器补油回路

        图9中,快进时两台泵一起向系统供油,保压时左边的大流量泵靠电磁溢流阀控制卸荷,仅右边小流量高压泵(保压泵)单独提供压力油以补偿系统泄漏,实现保压。

        图10中,蓄能器的高压油与液压缸相通,补偿系统的泄漏。蓄能器出口前单向节流阀的作用是防止换向阀切换时,蓄能器突然卸压而造成冲击。一般用小型皮囊式蓄能器,这种方法节省功率,保压24h压力下降不超过0.1~0.2MPa。

2.保压过程中出现冲击、振动和噪声

        图11所示为采用液控单向阀的保压回路,该回路在小型液压机和注塑机上优势明显,但用于大型液压机和注塑机在液压缸上行或回程时,会产生振动、冲击和噪声。

图片:0842361692.png


        采用液控单向阀的保压回路_采用三位四通电磁阀的保压回路

        产生这一故障的原因是:在保压过程中,油的压缩、管道的膨胀、机器的弹性变形储存的能量及在保压终了返回过程中,上腔压力储存的能量在短暂的换向过程中很难释放完,而液压缸下腔的压力已升高,这样液控单向阀的卸荷阀和主阀芯同时被顶开,引起液压缸上腔突然放油,由于流量大,卸压又过快,导致液压系统的冲击振动和噪声。

        解决办法是必须控制液控单向阀的卸压速度,即延长卸压时间。此时可在图11中的液控单向阀的液控油路上增加一单向节流阀,通过对节流阀的调节,控制液控流量的大小,以降低控制活塞的运动速度,也就延长了液控单向阀主阀的开启时间,先顶开主阀芯上的小卸荷阀,再顶开主阀,卸压时间便得以延长,可消除振动、冲击和噪声。

3.保压时间越长,系统发热越厉害,甚至经常需要换泵

        如图12所示的回路,为了克服负载F并需要保压时,系统需使用大的工作压力,并且1YA连续通电,液压泵要不停机连续向液压缸左腔(无杆腔)供给压力油实现保压。

        此时,泵的流量除了补充液压缸泄漏外,绝大部分液压泵来油要通过溢流阀2返回油箱,即溢流损失掉。这部分损失掉的油液必然产生发热,时间越长,发热越厉害。

        解决办法:可以将定量泵1改为变量泵(例如恒压变量的压力补偿变量泵),保压时泵自动回到负载零位,仅供给基本上等于系统泄漏量的最小流量而使系统保压,并能随泄漏量的变化自动调整,没有溢流损失,所以能减少系统发热。另外在保压时间需要特别长时,可用自动补油系统,即采用电接点压力表来控制压力变动范围和进行补压动作。当压力上升到电接点高触点时,系统卸荷;反之当压力下降到低能点时,泵又补油,这样可减少发热。也可在保压期间仅用一台很小的泵向主缸供油,可减少发热。

4.蓄能器不起保压作用


        在图13所示的回路中,采用蓄能器6和单向阀4起保压作用,使夹紧液压缸7维持夹紧工件所需的夹紧压力。夹紧压力值由减压阀3调定。阀2为主油路的溢流阀,与节流阀9、二位二通阀10组成卸荷回路。

图片:0842362786.png


        采用蓄能器的保压回路回路故障是当主油路进给液压缸快速进给时,发现工件松动现象。

        工件松动说明夹紧液压缸不能保压。单向阀4密封不严,夹紧缸内泄漏,蓄能器容量小,都易形成夹不紧的故障。检查单向阀、液压缸工作正常,蓄能器的规格也符合要求。调试系统时发现在电磁换向阀5换向时,夹紧缸7在完成夹紧和松开时动作缓慢。检测蓄能器发现进气阀漏气,造成气囊内气压很低。

        这个回路是利用蓄能器和单向阀的保压回路,它适用于多缸系统中一个缸动作不影响其他缸压力的场合。例如,组合机床液压系统中,进给液压缸快速运动时,不许夹紧缸压力下降。回路中设置蓄能器6和单向阀4,当进给液压缸快速运动时,单向阀关闭,夹紧油路和进给油路隔开,蓄能器的压力油就能补偿夹紧油路中的泄漏,使其压力保持不变。压力继电器8起顺序控制作用,即在夹紧油路压力上升到设定压力值时,发出电气信号使主油路中换向阀工作,液压泵1输出的压力油进入进给液压缸。这种回路保压时间长,压力稳定性也好。但在整个工作循环过程中,必须要有一定的时间向蓄能器内充压力油。

        当蓄能器不起作用而主油路快速运动时,系统压降很大,由于单向阀和保压有关元件内外泄漏,造成夹紧压力降低。此时减压阀前压力较低,不能保证减压阀的正常调节作用,以致工件松动。

        对损坏的蓄能器要进行修复,拆卸修复时一定要按操作规程进行,不能修复则应更换新件。在拆下蓄能器前一定要打开截止阀,将其内的压力油放出来再拆。

        蓄能器、单向阀组成的保压回路是一种较好的保压方法。比较简单的保压方法还有用液控单向阀来组成保压回路,但这种办法保压时间短,压力稳定性不好。因为利用油液的压缩性和油管、液压缸的弹性来保持该密封空间的压力,不可避免地会因泄漏而使压力逐渐降下来,所以长时间保压须采用补油的办法来维持回路中的压力稳定。
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