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溢流阀主阀芯可能会导致调压不正常


《液压维修》 / 2012-04-28

    调压不正常的原因是什么?如何排除?


    (1)溢流阀主阀芯卡住
    在图4-2所示系统中29545780,液压泵为定量泵,三位四通换向阀中位机能为Y型。所以当液压缸停止工作时,系统不卸荷,液压泵输出的压力油全部由溢流阀溢回油箱。
    系统中溢流阀为YF型先导式溢流阀。这种溢流阀的结构为三节同心式,即主阀芯上端的圆柱面、中部大圆柱面和下端锥面分别与阀盖、阀体和阀座内孔配合,三处同心度要求较高。这种溢流阀用在高压大流量系统中,调压溢流性能较好。
    将系统中换向阀置于中位,调整溢流阀的压力时发现,当压力值在lOMPa之前溢流阀正常工作,当压力调整到高于lOMPa的任一压力值时,系统发出像吹笛一样的尖叫声,此时,可看到压力表指针剧烈振动。经检测发现,噪声来自溢流阀。
    在三节同心高压溢流阀中,主阀芯与阀体、阀盖两处滑动配合。如果阀体和阀盖装配后的内孔同心度超出设计要求时,主阀芯就不能圆滑地动作,而是贴在内孔的某一侧做不正常的运动。当压力调整到一定值时,就必然激起主阀芯振动。这种振动不是主阀芯在工作运动中伴随着常规的振动,而是主阀芯卡在某一位置,被液压卡紧力卡紧而激起的高频振动。这种高频振动必将引起弹簧,特别是先导阀的锥阀调压弹簧的强烈振动,并发出异常噪声。
    另外,由于高压油不是在正常溢流,而是在不正常的阀口和内泄油道中溢回油箱。这股高压油流将发出高频率流体噪声。这种振动和噪声是在系统的特定条件下激发出来的,这就是为什么在压力低于lOMPa时不发生尖叫声的原因。
    可见,YF型溢流阀的精度要求是比较高的,阀盖与阀体连接部分的内外圆同轴度,主阀芯三台肩外圆的同轴度都应在规定的范围内。
    有些YF型溢流阀产品,阀盖与阀体配合时有较大的间隙,在装配时,应使阀盖与阀体具有较好的同轴度,使主阀芯能灵活滑动,无卡紧现象。在拧紧阀盖上四个固紧螺钉时,应按装配工艺要求,按一定顺序拧紧,其拧紧力矩应基本相同。
    在检测溢流阀时,若测出阀盖孔有偏心时,应进行修磨,消除偏心。主阀芯与阀体配合滑动面有污物,应清洗干净,若被划伤,应修磨平滑。目的是恢复主阀芯滑动灵活的工作状况,避免产生振动和噪声。另外,主阀芯上的阻尼孔在主阀芯振动时有阻尼作用。当工作油液温度过高黏度降低时,阻尼作用将相应减小。因此,选用合适黏度的油液和控制系统温升也有利于减振降噪。


    (2)溢流阀回油口液流波动
    在图4-3所示液压系统中,液压泵1和2分别向液压缸7和8供压力油,换向阀5和6都为三位四通Y型电磁换向阀。
    系统故障现象是:启动液压泵,系统开始运行时,溢流阀3和4压力调整不稳定,并发出振动和噪声。
    试验表明,只有一个溢流阀工作时,调整的压力稳定,也没有明显的振动和噪声。当两个溢流阀同时工作时104-1811-006,就出现上述故障。
    分析液压系统可以看出.两个溢流阀除了有一个共同的回油管路外,并没有其他联系。显然,故障原因就是由于一个共同的回油管路造成的。
    从溢流阀的结构性能可知,溢流阀的控制油道为内泄,即溢流阀的阀前压力油进入阀内,经阻尼孔流进控制容腔(主阀上部弹簧腔)。当压力升高克服先导阀的调压弹簧力时t压力油打开锥阀阀口,油液过阀口降压后,经阀体内泄孔道流进溢流阀的回油腔,与主阀口溢出的油流汇合经回油管路一同流回油箱,因此,溢流阀的回油管路中油流的流动状态直接影响溢流阀的调整压力。例如,压力冲击、背压等流体波动将直接作用在先导阀的锥阀上,并与先导阀弹簧力方向一致。于是控制容腔中的油液压力也随之增高,并随之出现冲击与波动,导致溢流阀调整的压力不稳定,并易激起振动和噪声。
    上述系统中,两个溢流阀共用一个回油管,由于两股油流的相互作用,极易产生压力波动。同时,由于流量较大,回油管阻力也增大。这样相互作用,必然造成系统压力不稳定,并产生振动和噪声。为此,应将两个溢流阀的回油管路分别接回油箱,避免相互干扰。若由于某种原因,必须合流回油箱时,应将合流后的回油管加粗,并将两个溢流阀均改为外部泄漏型,即将经过锥阀阀口的油流与主阀回油腔隔开,单独接回油箱,就成为外泄型溢流阀了,就能避免上述故障的发生。


    (3)溢流阀产生共振
    在图4-4 (a)所示液压系统中,泵1和2是同规格的定量泵,同时向系统供液压油,三位四通换向阀7中位机能为Y型,单向阀5、6装于泵的出油路上,溢流阀3、4也是同规
格,分别并联于泵1、2的出油路上。溢流阀的调定压力均为14MPa,启动运行时,系统发出鸣笛般的啸叫声。
    经调试发现噪声来自溢流阀。并发现当只有一侧液压泵和溢流阀工作时,噪声消失,两侧液压泵和溢流阀同时工作时,就发生啸叫声。可见,噪声原因是由于两个溢流阀在流体作用下发生共振。
    据溢流阀的工作原理可知,溢流阀是在液压力和弹簧力相互作用下进行工作的,因此极易激起振动而发生噪声。溢流阀的人出口和控制口的压力油一旦发生波动,即产生液压冲击,溢流阀内的主阀芯,先导锥阀及其相互作用的弹簧就要振动起来,振动的程度及其状态,随流体的压力冲击和波动的状况而变。因此,与溢流阀相关的油流越稳定,溢流阀就越能稳定地工作。
    上述系统中,双泵输出的压力油经单向阀后合流,发生流体冲击与波动,引起单向阀振荡,从而导致液压泵出口压力不稳定。又由于泵输出的压力油本来就是脉动的,因此泵输出的压力油将强烈波动,便激起溢流阀振动。又因为两个溢流阀的固有频率相同,便引起溢流阀共振,并发出异常噪声。
    排除这一故障一般有以下几种方法。
    ①将溢流阀3和4用一个大容量的溢流阀代替,安置于双泵合流处,这样溢流阀虽然也会振动,但不会很强烈,因为排除了产生共振的条件。
    ②将两个溢流阀的调整压力值错开lMPa左右,也能避免共振发生。此时,若液压缸的工作压力在13~14MPa之间,应分别提高溢流阀的调整值,使最低调整压力满足液压缸的工作要求,并仍应保持lMPa的压力差值。
    ③将上述回路改为图4-4 (b)的形式,即将两个溢流阀的远程控制口接到一个远程调压阀11上,系统的调整压力由调压阀确定,与溢流阀的先导阀无直接关系,只是要保证先导阀的调压弹簧的调整压力值必须高于调压阀的最高调整压力P772580。因为远程调压阀的调整压力范围是在低于溢流阀的先导阀的调整压力才能有效工作,否则远程调压阀就不
起作用了。

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