溢流閥在裝配或使用中,,由于“O”形密封圈、組合密封圈的損壞,,或者安裝螺釘,、管接頭的松動,都可能造成不應有的外泄漏,。 如果錐閥或主閥芯磨損過大,,或者密封面接觸不良,還將造成內泄漏過大,,甚至影響正常工作,。 電磁溢流閥常見的故障有先導電磁閥工作失靈、主閥調壓失靈和卸荷時的沖擊噪聲等,。后者可通過調節(jié)加置的緩沖器來減少或消除,。如不帶緩沖器,則可在主閥溢流口加一背壓閥,。(壓力一般調至5kgf/cm2左右,,即0.5MPa)液壓閥中DB/DBW型先導溢流閥是用來控制液壓系統(tǒng)的壓力。下面我們就來詳細的介紹一下其解工作原理及故障排除,。
1. 結構和工作原理 DB型閥是先導控制式的溢流閥,;DBW型閥是先導控制式的電磁溢閥,。DB 型閥是用來控制液壓系統(tǒng)的壓力;DBW型閥也可以控制液壓系統(tǒng)的壓力,,并且能在任意時刻使系統(tǒng)卸荷,。 DB型閥主要是由先導閥和主閥組成。DBW型閥是由電磁換向閥,、先導閥和主閥組成,。
DB型溢流閥 DB型溢流閥: A腔的壓力油作用在主閥芯(1)下端的同時,通過阻尼器(2),、(3)和通道(12),、(4)、(5)作用在主閥芯上端和先導閥(7)的錐閥(6)上,。當系統(tǒng)壓力超過彈簧(8)的調定值時,,錐閥(6)被打開。同時主閥芯上端的壓力油通過阻尼器(3),、通道(5),、彈簧腔(9)及通道(10)流回B腔(控制油內排型)或通過外排口(11)流回油箱(控制油外排型)。這樣,,當壓力油通過阻尼器(2),、(3)時在主閥芯(1)上產(chǎn)生了一個壓力差,主閥芯在這個壓差的作用下打開,,這樣在調定的工作壓力下壓力油從A腔流到B腔(即卸荷)。 DBW型電磁溢流閥: 此閥工作原理與DB型閥相同,,只是可通過安裝在先導閥上的電磁換向閥(14)使系統(tǒng)在任意時刻卸荷,。 DB/DBW型閥均設有控制油內部供油道(12)、(4)和內部排油道(10),;控制油外供口X和外排口Y,。這樣就可根據(jù)控制油供給和排出的不同形式的組合內供內排、外供內排,、內供外排和外供外排4種型式,。
2. 溢流閥常見故障及排除 溢流閥在使用中,常見的故障有噪聲,、振動,、閥芯徑向卡緊和調壓失靈等。
(一) 噪聲和振動 液壓裝置中容易產(chǎn)生噪聲的元件一般認為是泵和閥,,閥中又以溢流閥和電磁換向閥等為主,。產(chǎn)生噪聲的因素很多。溢流閥的噪聲有流速聲和機械聲二種,。流速聲中主要由油液振動,、空穴以及液壓沖擊等原因產(chǎn)生的噪聲,。機械聲中主要由閥中零件的撞擊和磨擦等原因產(chǎn)生的噪聲。
(1) 壓力不均勻引起的噪聲 先導型溢流閥的導閥部分是一個易振部位如圖3所示,。在高壓情況下溢流時,,導閥的軸向開口很小,僅0.003~0.006厘米,。過流面積很小,,流速很高,可達200米/秒,,易引起壓力分布不均勻,,使錐閥徑向力不平衡而產(chǎn)生振動。另外錐閥和錐閥座加工時產(chǎn)生的橢圓度,、導閥口的臟物粘住及調壓彈簧變形等,,也會引起錐閥的振動。所以一般認為導閥是發(fā)生噪聲的振源部位,。 由于有彈性元件(彈簧)和運動質量(錐閥)的存在,,構成了一個產(chǎn)生振蕩的條件,而導閥前腔又起了一個共振腔的作用,,所以錐閥發(fā)生振動后易引起整個閥的共振而發(fā)出噪聲,,發(fā)生噪聲時一般多伴隨有劇烈的壓力跳動。
(2) 空穴產(chǎn)生的噪聲 當由于各種原因,,空氣被吸入油液中,,或者在油液壓力低于大氣壓時,溶解在油液中的部分空氣就會析出形成氣泡,,這些氣泡在低壓區(qū)時體積較大,,當隨油液流到高壓區(qū)時,受到壓縮,,體積突然變小或氣泡消失,;反之,如在高壓區(qū)時體積本來較小,,而當流到低壓區(qū)時,,體積突然增大,油中氣泡體積這種急速改變的現(xiàn)象,。氣泡體積的突然改變會產(chǎn)生噪聲,,又由于這一過程發(fā)生在瞬間,將引起局部液壓沖擊而產(chǎn)生振動,。先導型溢流閥的導閥口和主閥口,,油液流速和壓力的變化很大,很容易出現(xiàn)空穴現(xiàn)象,,由此而產(chǎn)生噪聲和振動,。
(3) 液壓沖擊產(chǎn)生的噪聲 先導型溢流閥在卸荷時,,會因液壓回路的壓力急驟下降而發(fā)生壓力沖擊噪聲。愈是高壓大容量的工作條件,,這種沖擊噪聲愈大,,這是由于溢流閥的卸荷時間很短而產(chǎn)生液壓沖擊所致在卸荷時,由于油流速急劇變化,,引起壓力突變,,造成壓力波的沖擊。壓力波是一個小的沖擊波,,本身產(chǎn)生的噪聲很小,,但隨油液傳到系統(tǒng)中,如果同任何一個機械零件發(fā)生共振,,就可能加大振動和增強噪聲,。所以在發(fā)生液壓沖擊噪聲時,一般多伴有系統(tǒng)振動,。
(4) 機械噪聲 先導型溢流閥發(fā)出的機械噪聲,,一般來自零件的撞擊和由于加工誤差等產(chǎn)生的零件磨擦。 在先導型溢流閥發(fā)出的噪聲中,,有時會有機械性的高頻振動聲,,一般稱它為自激振動聲。這是主閥和導閥因高頻振動而發(fā)生的聲音,。它的發(fā)生率與回油管道的配置,、流量、壓力,、油溫(粘度)等因素有關,。一般情況下,管道口徑小,、流量少、壓力高,、油液粘度低,,自激振動發(fā)生率就高。 減小或消除先導型溢流閥噪聲和振動的措施,,一般是在導閥部分加置消振元件,。 消振套一般固定在導閥前腔,即共振腔內,,不能自由活動,。在消振套上都設有各種阻尼孔,以增加阻尼來消除震動,。另外,,由于共振腔中增加了零件,,使共振腔的容積減小,油液在負壓時剛度增加,,根據(jù)剛度大的元件不易發(fā)生共振的原理,,就能減少發(fā)生共振的可能性。 消振墊一般與共振腔活動配合,,能自由運動,。消振墊正反面都有一條節(jié)流槽,油液在流動時能產(chǎn)生阻尼作用,,以改變原來的流動情況,。由于消振墊的加入,增加了一個振動元件,,擾亂了原來的共振頻率,。共振腔增加了消振墊,同樣減少了容積,,增加了油液受壓時的剛度,,以減少發(fā)生共振的可能性。 在消振螺堵上設有蓄氣小孔和節(jié)流邊,,蓄氣小孔中因留有空氣,,空氣在受壓時壓縮,壓縮空氣具有吸振作用,,相當于一個微型吸振器,。小孔中空氣壓縮時,油液充入,,膨脹時,,油液壓出,這樣就增加了一個附加流動,,以改變原來的流動情況,。故也能減小或消除噪聲和振動。 另外,,如果溢流閥本身的裝配或使用權用不當,,也都會造成振動,產(chǎn)生噪聲,。如三節(jié)同心式溢流閥,,裝配時三節(jié)同心配合不當,使用時流量過大或過小,,錐閥的不正常磨損等,。在這種情況下,應認真檢查調整,或更換零件,。
(二) 閥芯徑向卡緊 因加工精度的影響,,造成主閥芯徑向卡緊,使主閥開啟不上壓或主閥關閉不卸壓,,另因污染造成徑向卡緊,。
(三) 調壓失靈 溢流閥在使用中有時會出現(xiàn)調壓失靈現(xiàn)象。先導型溢流閥調壓失靈現(xiàn)象有二種情況:一種是調節(jié)調壓手輪建立不起壓力,,或壓力達不到額定數(shù)值,;另一種調節(jié)手輪壓力不下降,甚至不斷升壓,。出現(xiàn)調壓失靈,,除閥芯因種種原因造成徑向卡緊外,還有下列一些原因: 是主閥體(2)阻尼器堵塞,,油壓傳遞不到主閥上腔和導閥前腔,,導閥就失去對主閥壓力的調節(jié)作用。因主閥上腔無油壓力,,彈簧力又很小,,所以主閥變成了一個彈簧力很小的直動型溢流閥,在進油腔壓力很低的情況下,,主閥就打開溢流,,系統(tǒng)就建立不起壓力。 壓力達不到額定值的原因,,是調壓彈簧變形或選用錯誤,,調壓彈簧壓縮行程不夠,閥的內泄漏過大,,或導閥部分錐閥過度磨損等,。 第二是阻尼器(3)堵塞,油壓傳遞不到錐閥上,,導閥就失去了支主閥壓力的調節(jié)作用,。阻尼器(小孔)堵塞后,在任何壓力下錐閥都不會打開溢流油液,,閥內始終無油液流動,,主閥上下腔壓力一直相等,由于主閥芯上端環(huán)形承壓面積大于下端環(huán)形承壓面積,,所以主閥也始終關閉,,不會溢流,,主閥壓力隨負載增加而上升,。當執(zhí)行機構停止工作時,系統(tǒng)壓力就會無限升高。除這些原因以外,,尚需檢查外控口是否堵住,,錐閥安裝是否良好等。先導型溢流閥 Pilot-operated Pressure Relief Valve,,先導型溢流閥有多種結構,。圖6.9所示是一種典型的三節(jié)同心結構先導型溢流閥,它由先導閥(Pilot Valve)和主閥(Main Valve)兩部分組成,。
錐式先導閥1,、主閥芯上的阻尼孔(固定節(jié)流孔)5及調壓彈簧9一起構成先導級半橋分壓式壓力負反饋控制,負責向主閥芯6的上腔提供經(jīng)過先導閥穩(wěn)壓后的主級指令壓力P2,。主閥芯是主控回路的比較器,,上端面作用有主閥芯的指令力P2A2,下端面作為主回路的測壓面,,作用有反饋力P1A1,,其合力可驅動閥芯,調節(jié)溢流口的大小,,達到對進口壓力P1進行調壓和穩(wěn)壓的目的,。
圖6.9 YF型三節(jié)同心先導型溢流閥結構圖(管式)
1—錐閥(Pilot Valve)(先導閥);2—錐閥座(Poppet Seat),;3—閥蓋(Valve Cap),;4—閥體(Valve Body);5—阻尼孔(Orifice),;6—主閥芯(Main Spool),;7—主閥座(Main Valve Seat);8—主閥彈簧(Main Spring),;9—調壓(Adjustment Spring) (先導閥)彈簧,;10—調節(jié)螺釘;11—調節(jié)手輪,。
工作時,,液壓力同時作用于主閥芯及先導閥芯的測壓面上。當先導閥1未打開時,,閥腔中油液沒有流動,,作用在主閥芯6上下兩個方向的壓力相等,但因上端面的有效受壓面積A2大于下端面的有效受壓面積A1,,主閥芯在合力的作用下處于下端位置,,閥口關閉。當進油壓力增大到使先導閥打開時,,液流通過主閥芯上的阻尼孔5,、先導閥1流回油箱,。由于阻尼孔的阻尼作用,使主閥芯6所受到的上下兩個方向的液壓力不相等,,主閥芯在壓差的作用下上移,,打開閥口,實現(xiàn)溢流,,并維持壓力基本穩(wěn)定,。調節(jié)先導閥的調壓彈簧9,便可調整溢流壓力,。
圖6.10 三節(jié)同心先導型溢流閥原理圖
從圖(6.9)可以看出,,導閥體上有一個遠程控制口K,當K口通過二位二通閥接油箱時,,先導級的控制壓力p2≈0,;主閥芯在很小的液壓力(基本為零)作用下便可向上移動,打開閥口,,實現(xiàn)溢流,,這時系統(tǒng)稱為卸荷。若K口接另一個遠離主閥的先導壓力閥(此閥的調節(jié)壓力應小于主閥中先導閥的調節(jié)壓力)的入口連接,,可實現(xiàn)遠程調壓1—主閥芯,;2、3,、4,,阻尼孔;5—先導閥座,;6—先導閥體,;7—先導閥芯;8—調壓彈簧,;9—主閥彈簧,;10—閥
先導型溢流閥的結構圖,其主閥芯為帶有圓柱面的錐閥,。為使主閥關閉時有良好的密封性,,要求主閥芯1的圓柱導向面和圓錐面與閥套配合良好,兩處的同心度要求較高,,故稱二節(jié)同心,。主閥芯上沒有阻尼孔,而將三個阻尼孔2,、3,、4分別設在閥體10和先導閥體6上。其工作原理與三節(jié)同心先導型溢流閥相同,,只不過油液從主閥下腔到主閥上腔,,需經(jīng)過三個阻尼孔,。阻尼孔2和4相串聯(lián),相當三節(jié)同芯閥主閥芯中的阻尼孔,,是半橋回路中的進油節(jié)流口,作用是使主閥下腔與先導閥前腔產(chǎn)生壓力差,,再通過阻尼孔3作用于主閥上腔,,從而控制主閥芯開啟。阻尼孔3的主要作用是用以提高主閥芯的穩(wěn)定性,,它的設立與橋路無關,。
先導型溢流閥的導閥部分結構尺寸較小,調壓彈簧不必很強,,因此壓力調整比較輕便,。但因先導型溢流閥要在先導閥和主閥都動作后才能起控制作用,因此反應不如直動型溢流閥靈敏,。與三節(jié)同心結構相比,,二節(jié)同心結構的特點是:①主閥芯僅與閥套和主閥座有同心度要求,免去了與閥蓋的配合,,故結構簡單,,加工和裝配方便。②過流面積大,,在相同流量的情況下,,主閥開啟高度小,;或者在相同開啟高度的情況下,,其通流能力大,因此,,可做得體積小,、重量輕。③主閥芯與閥套可以通用化,,便于組織批量生產(chǎn),。
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