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液压系统减压回路的故障分析

作者: 大兰液压-标 编辑: DL-TGB 来源: 大兰液压 发布日期: 2021.05.03
信息摘要:
液压系统减压回路的故障分析与排除

一、减压不稳定

在图1所示的系统中,液压泵为定量泵,主油路中液压缸7和8分别由二位四通电液换向阀5和6控制运动方向,电液换向阀的控制油液来自主油路。减压回路与主油路并联,经减压阀3减压后,由二位四通电磁换向阀控制液压缸g的运动方向。电液换向阀控制油路的回油路与减压阀的外泄油路合流后通入油箱。系统的工作压力由溢流阀2调节。

减压阀出口压力不稳定示例图

液压系统中主油路工作正常,但在减压回路中,减压阀的阀后压力波动较大,使液压缸9的工作压力不能稳定在调定的压力值1MPa。

在减压回路中,减压阀的阀后压力即减压回路的工作压力波动较大是经常出现的故障现象,其主要原因有以下几个方面。

1.减压阀的阀前压力起伏变化。减压阀阀后压力能稳定在设定的压力值上的前提条件是减压阀的阀前压力要高于阀后压力,否则阀后压力就不可能稳定。由于液压系统主油路中执行机构的工况不同,工作压力变化较大,变化的最低压力值高于减压阀的阀后调定的压力值时,不会对减压阀的阀后压力产生影响。因为在减压阀的阀前压力提高时,可能要使减压阀的阀后压力瞬时提高,但经减压阀的调节作用后能迅速恢复到减压阀的阀后调定压力值;反之,当减压阀阀前压力降低时,却会使减压阀的阀后压力瞬时降低,但减压阀将迅速调节,使阀后压力升到调定值。如果减压阀前压力的最低值低于阀后压力值,则阀后压力就要相应降低,而不能稳定在调定压力值上。所以,当主油路执行机构的最低工作压力低于减压阀的阀后压力时,回路设计就应采取必要措施,如在减压阀的阀前增设单向阀,单向阀与减压阀之间还可以增设蓄能器等措施,以防止减压阀的阀前压力低于阀后压力。

2.执行机构负载不稳定的减压回路中,在执行机构具有足够负载的前提下,减压阀的阔后压力才能保持稳定值。也就是说,减压阀的阀后压力仍然要遵循压力决定于负载这一规律,没有负载就没有压力;负载低,压力也低。如果阀后压力是按某种负载工况下调定,但在工作过程中,负载降低了,阀后压力就要降低,甚至可降为零压。负载增大时,阀后压力随之增大,当压力随负载增大到减压阀的调定压力时,压力就不再增大,而是保持在减压阀的调定压力值上。所以在变负载的工况下,减压阀的阀后压力值是变化的,其变化范围是在零压和调定值之间。

3.液压缸的内外泄漏。在减压回路中,压力油经减压阀减压后,再由换向阀控制压力油的流动方向,进入液压缸推动负载运动,来完成一定的动作。这时,如果液压缸内外泄漏,特别是内泄漏,即高压腔的液压油经活塞与缸筒的间隙或渗漏}L洞流人低压腔,再由管道流入油箱。此时,虽然负载未变,但泄漏也要影响阀后压力的稳定,影响的程度要看泄漏量的大小。当泄漏量较小时,减压阀可自动调节,阀后压力不会降低;当泄漏量较大,而且液压系统的工作压力和流量不能补偿减压阀的调节作用时,减压阀的阀后压力就不能保持在稳定的压力值上。

4.液压油污染。由于液压油中污物较多,使减压阀内调节件运动不畅,甚至卡死。如减压阀的主阀芯卡死,阀后压力就要高于或低于调定值;如果减压阀的先导锥阀与阀座由于污物而封闭不严时,减压阀的阀后压力就要低于调定值。因此经常检查油液的污染状况,检查、清洗减压阀是很必要的。

5.外泄油路有背压。减压阀的控制油路为外泄,即控制油液推开锥阀后,单独回油箱。如果这个外泄油路上有背压,则将直接影响推动锥阀压力油的压力,从而导致减压阀的阀后压力的变化。

不难看出,系统中电液换向阀5和6在换向过程中,控制油路的回油量和压力是变化的。而减压阀的外泄油路的油液也是波动的,两股油液合流后产生不稳定的背压。经调试发现,当电液换向阀5和6同时动作时,压力表10的读数达15MPa,这是因为电液换向阀在高压控制油液的作用下瞬时流量较大,在泄油管较长的情况下产生较高的背压。背压增高使减压阀的主阀口开度增大,阀口的局部压力减小,所以减压阀的阀后压力降不下来。

为了排除这一故障,应将减压阀的外部泄油管与电液换向阀5和6的控制油路回油管分别单独接回油箱(见图2),这样减压阀的外泄油液便稳定地流回油箱,不会产生干扰与波动,阀后压力就会稳定在调定的压力数值上。

减压回路系统图

通过以上分析可以看出,在液压系统设计、安装的过程中,在了解各元件工作性能的同时,认真考虑元件之间的各种关系是否会相互干扰,是非常重要的。

二、多级减压回路在压力转换时产生冲击现象

图3所示为双级减压回路,它是在先导式减压阀3遥控油路上接入调压阀4,使减压回路获得两种预定的压力。如果将阀5接在调压阀4之前,两级压力转换时会产生压力冲击现象(与图儿1中采用溢流阀和远程调压阀的二级调压回路的故障原因类似,要注意分析对比)。

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