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比例阀的常见故障及故障引起原因分析


《液压维修》 / 2012-04-22

 
    比例阀的常见故障有哪些?其故障原因是什么?如何排除?


    (1)比例电磁铁故障
    ①由于插头组件的接线插座(基座)老化、接触不良以及电磁铁引线脱焊等原因,导致比例电磁铁不能工作(不能通入电流)。此时可用电表检测,如发现电阻无限大,可重新将引线焊牢,修复插座并将插座插牢。
    ②线圈组件的故障有线圈老化、线圈烧毁、线圈内部断线以及线圈温升过大等现象。线圈温升过大会造成比例电磁铁的输出力不够,其余会使比例电磁铁不能工作。
    对于线圈温升过大,可检查通人电流是否过大,线圈是否漆包线绝缘不良,阀芯是否因污物卡死等,一一查明原因并排除之;对于断线、烧坏等现象,须更换线圈。
    ③衔铁组件的故障主要有衔铁因其与导磁套构成的摩擦副在使用过程中磨损,导致阀的力滞环增加。还有推杆导杆与衔铁不同心,也会引起力滞环增加,必须排除之。
    ④因焊接不牢,或者使用中在比例阀脉冲压力的作用下使导磁套的焊接处断裂,使比例电磁铁丧失功能。
    ⑤导磁套在冲击压力下发生变形,以及导磁套与衔铁构成的摩擦副在使用过程中磨损,导致比例阀出现力滞环增加的现象。
    ⑥比例放大器有故障H-BE 16BS DR 10185000,导致比例电磁铁不工作。此时应检查放大器电路的各种元件情况,消除比例放大器电路故障。
    ⑦比例放大器和电磁铁之间的连线断线或放大器接线端子接线脱开,使比例电磁铁不工作。此时应更换断线,重新连接牢靠。


    (2)比例压力阀故障分析与排除
    由于比例压力阀只不过是在普通的压力阀的基础上,将调压手柄换成比例电磁铁而已。因此,普通压力阀所产生的各种故障,它也会产生普通压力阀的故障原因和排除方法也完全 适用于对应的比例压力阀(如溢流阀对应比例溢流阀),可参照进行处理。此外还有:
    ①比例电磁铁无电流通过,使调压失灵此时可按上述“(1)比例电磁铁故障”的内容进行分析。发生调压失灵时,可先用电表检查电流值,断定究竟是电磁铁的控制电路有问题,还是比例电磁铁有问题,或者阀部分有问题,可对症处理。
    ②虽然流过比例电磁铁的电流为额定值,但压力一点儿也上不去,或者得不到所需压力  如图3-45所示的比例溢流阀,在比例先导调压阀1(溢流阀)和主溢流阀5之间,仍保留了普通先导式溢流阀的先导手调调压阀4,在此处起安全阀的作用。当阀4调节压力过低时,虽然比例电磁铁3的通过电流为额定值,但压力也上不去,若阀4的设定压力过低,则先导流量从阀4流回油箱,使压力上不来。此时应将阀4的调定压力比阀1的最大工作压力调高lMPa左右。
    ③流过比例电磁铁的电流已经过大,但压力还是上不去,或者得不到所要求的压力  此时可检查比例电磁铁的线圈电阻,若远小于规定值,那么是电磁铁线圈内部断路了;若电磁铁线圈电阻正常,那么是连接比例放大器的连线短路。此时应更换比例电磁铁,将连线接好,或者重绕线圈装上。
    ④使压力阶跃变化时,小振幅的压力波动不断,设定压力不稳定产生原因主要是比例电磁铁的铁芯和导向部分(导套)之间有污物附着,妨碍铁芯运动。另外,主阀芯滑动部分粘有污物,妨碍主阀芯的运动。由于这些污物的影响,滞环增大了。在滞环的范围内,压力不稳定,压力波动不断。另一个原因是铁芯与导磁套配合副的磨损,间隙增大,也会出现所调压力(通过某一电流值)不稳定的现象。
    此时可拆开阀和比例电磁铁进行清洗,并检查液压油的污染度。如超过规定就应换油;对于铁芯磨损造成间隙过大从而引起力滞环增加,导致调压不稳,应加大铁芯外径尺寸,保持与导套的良好配合。
    ⑤压力响应迟滞,压力改变缓慢  产生原因为比例电磁铁内的空气未被放干净;电磁铁铁芯上设置的阻尼用的固定节流孔及主阀芯节流孔(或旁路节流孔)被污物堵住,比例电磁铁铁芯及主阀芯的运动受到不必要的阻碍;另外系统中进了空气,通常发生在设备刚装好后开始运转时或长期停机后有空气混入的场合。
    解决办法是比例压力阀在刚开始使用前要先拧松放气螺钉,放干净空气,有油液流出为止。对于污物堵塞阻尼孔等情况要拆开比例电磁铁和主阀进行清洗,并在空气容易集中的系统油路的最高位置,最好设置放气阀放气或者拧松管接头放气。
    ⑥CGE型电液比例溢流阀的两个故障
    a·当线圈输入额定电流(50mA)时,进口压力达不到额定工作压力(21MPa),而是比额定压力低2~6MPa。产生原因是:长期使用后,由于磁隙调整垫片的紧固螺钉松动,使磁隙增大,磁路中磁隙(空气隙)磁阻很大,从电磁铁的吸力公式
    F=k(iN/Rm)2S
式中k-常数;
    i——线圈输入电流;
    N-线圈匝数;
    Rm——磁阻;
    S-磁路的截面积。
可知,只要磁隙稍许增大,磁阻Rm便显著增大,电磁力F便呈平方关系下降。液压间隙增大,喷嘴上游压力降低,因而主阀芯上腔压力降低,此降低的压力与主阀上腔的弱弹簧相加的力减小,使主阀芯开启压力下降,亦即进口压力下降,而不能达到最高压力(21MPa)。
    解决办法:适当增减磁隙调整垫片的厚度,拧紧磁隙调整垫片紧固螺钉,减小磁隙,可使进口压力升高。初始设置的磁隙应为0. 89~0. 94mm。
    b.线圈的输入电流为零时,阀的初始压力太高(4~7MPa)。正常时,初始压力应为lMPa左右。最低设定压力主要取决于喷嘴挡板的初始间隙8(参阅图3-46),正常间隙为0. 1~0. 13mm,过小,则初始压力过高。
   
    (3)比例流量阀的故障分析与排除
    ①流量不能调节,节流调节作用失效  其故障产生原因和排除方法除了可参阅调速阀的故障分析与排除方法外,还有以下两点。
    a·比例电磁铁未能通电。产生原因有:比例电磁铁插座老化,接触不良;电磁铁引线脱焊;线圈内部断线等,可参照上述“(1)比例电磁铁故障”的方法进行故障排除。
    b.比例放大器故障。同上述(2)部分的①、⑤、⑥。
    ②调好的流量不稳定  比例流量阀流量的调节是通过改变通入其比例电磁铁的电流实现的。当输入电流值不变时,调好的流量应该不变。但实际上调好的流量(输入同一信号值时)在工作过程中常发生某种变化,这是力滞环增加所致。滞环是指当输入同一信号(电流)值时,由于输入的方向不同(正、反两个方向),经过某同一电流信号值时,引起输出流量(或压力)的最大变化值。
    影响力滞环的因素主要是存在径向不平衡力及机械摩擦所致。那么减小径向不平衡力及减小摩擦因数等措施可减少机械摩擦对滞环的影响。滞环减小,调好的流量自然变化较小。具体可采取如下措施。
    a.尽量减小衔铁和导磁套的磨损。
    b.推杆导杆与衔铁要同心。
    c.注意油液清洁,防止污物进入衔铁与导磁套之间的间隙内而卡住衔铁,使衔铁能随输入电流值按比例地均匀移动,不产生突跳现象。突跳现象一旦产生,比例流量阀输出流量也会跟着突跳而使所调流量不稳定。
    d.导磁套衔铁磨损后,要注意修复,使二者之间的间隙保持在合适的范围内。这些措施对维持比例流量阀所调流量的稳定性是相当有好处和有效的。
    另外,一般比例电磁铁驱动的比例阀滞环为3%~7%,H-BE 16SS DR 10184000力矩马达驱动的比例阀滞环为1.5%~3%,伺服电机驱动的比例阀为1. 5%左右,亦即采用伺服电机驱动的比例流量阀,流量的改变量相对要小一些。


    (4)比例方向阀(方向流量阀)和其他比例阀的故障分析与排除
    可参照上述比例压力阀和比例流量阀的思路和方法进行故障分析与排除。

 

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