技術文章
Technical articles1.溢流閥的應用
(1)調壓溢流。在采用定量泵供油的液壓系統中,溢流閥通常并聯在液壓泵的出口處,在其進油路或回油路上設置節流閥或調速閥,使泵油的一部分進入液壓缸工作,而多余的油須經溢流閥流回油箱,溢流閥處于其調定壓力下的常開狀態。調節彈簧的壓緊力,也就調節了系統的工作壓力。因此,在這種情況下,溢流閥的作用即為調壓溢流。如圖37(a)所示。
(2)安全保護。液壓系統采用變量泵供油時,系統內沒有多余的油需要溢流,其工作壓力由負載決定。這時與泵并聯的溢流閥只有在過載時才需打開,以保障系統的安全。因此,這種系統中的溢流閥又稱為安全閥,它是常閉的,如圖37 (b)所示。
(3)使泵卸荷。如圖37 (c)所示,先導型溢流閥對泵起調壓溢流作用。當二位二通閥的電磁鐵通電后,溢流閥的外控口與油箱接通。此時,由于主閥彈簧很軟,主閥芯在進口壓力很低的情況下,即可迅速抬起,使泵卸荷,以減少能量消耗。此時,泵接近于空載運轉,功耗很小,即處于卸荷狀態。這種卸荷方法所用的二位二通閥可以是通徑很小的閥。由于在實用中經常采用這種卸荷方法,為此常將溢流閥和串接在該閥外控口的電磁換向閥組合成一個元件,稱為電磁溢流閥。
(4)遠程調壓。當先導式溢流閥的外控口(遠程控制口)與調壓較低的溢流閥(或遠程調壓閥)連通時,其主閥芯上腔的油壓只要達到低壓閥的調整壓力,主閥芯即可抬起溢流(其先導式溢流閥不再起調壓作用),即實現遠程調壓。如圖37 (d)所示,當電磁閥的電磁鐵通電時,電磁閥的右位工作,將先導式溢流閥的外控油口與低壓調壓閥連通,實現遠程調壓。
(5)作背壓閥用。圖37 (a)所示為接在液壓缸回油路上的溢流閥,可對回油產生阻力,即形成背壓,利用背壓可提高執行元件的運動平穩性。
2.溢流閥使用注意事項
(1)應根據液壓系統的工況特點和具體要求選擇溢流閥的類型。通常直動式溢流閥響應較快,宜作安全保壓閥使用;先導溢流閥啟閉特性好,宜作調壓定壓閥使用。
(2)應盡量選用啟閉特性好的溢流閥,以提高執行元件的速度負載特性和回路效率。就動態特性而言,所選擇的溢流閥應在響應速度較快的同時,穩定性好。
(3)正確使用溢流閥的連接方式,正確選用連接件(安裝底板或管接頭),并注意連接處的密封;閥的各個油口應正確接人系統,外部泄油口必須直接接回油箱。
(4)根據系統的工作壓力和流量合理選定溢流閥的額定壓力和流量(通徑)規格。對于作遠程調壓閥的溢流閥,其通過流量一般為遙控口所在的溢流閥通過流量的0.5%~1%。
(5)應根據溢流閥所在系統中的用途和作用確定和調節調定壓力,特別是作為安全閥使用的溢流閥,起始調定壓力不得超過液壓系統的zui高壓力。威斯特小編
(6)調壓時應注意正確旋轉方向調節調壓機構,調壓結束時應將鎖緊螺母固定。
(7)如果需通過先導式溢流閥的遙控口對系統進行遠程調壓、卸荷或多級壓力控制,則應將遙控口的螺堵擰下,接入控制油路;否則應將遙控口嚴密封堵。
(8)如需改變溢流閥的調壓范圍,可以通過更換溢流閥的調壓彈簧實現,但同時應注意彈簧的設定壓力可能改變閥的啟閉特性。
(9)對于電磁溢流閥,其使用電壓、電流及接線形式必須正確。
(10)卸荷溢流閥的回油腔應直接接油箱,以減少背壓。
(11)溢流閥出現調壓失靈或噪聲過大等故障時,要查明原因及時修復。修復時拆洗過的溢流閥組件應正確安裝,并注意防止二次污染。
噪聲和振動
液壓裝置中容易產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生振動。另外錐閥和錐閥座加工時產生的橢圓度、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,所以錐閥發生振動后易引起整個閥的共振而發出噪聲,發生噪聲時一般多伴隨有劇烈的壓力跳動。
(2)空穴產生的噪聲
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,這些氣泡在低壓區時體積較大,當隨油液流到高壓區時,受到壓縮,體積突然變小或氣泡消失;反之,如在高壓區時體積本來較小,而當流到低壓區時,體積突然增大,油中氣泡體積這種急速改變的現象。氣泡體積的突然改變會產生噪聲,又由于這一過程發生在瞬間,將引起局部液壓沖擊而產生振動。先導式溢流閥的導閥口和主閥口,油液流速和壓力的變化很大,很容易出現空穴現象,由此而產生噪聲和振動。
(3)液壓沖擊產生的噪聲
先導式溢流閥在卸荷時,會因液壓回路的壓力急驟下降而發生壓力沖擊噪聲。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,本身產生的噪聲很小,但隨油液傳到系統中,如果同任何一個機械零件發生共振,就可能加大振動和增強噪聲。所以在發生液壓沖擊噪聲時,一般多伴有系統振動。
(4)機械噪聲
先導式溢流閥發出的機械噪聲,一般來自零件的撞擊和由于加工誤差等產生的零件磨擦。
在先導型溢流閥發出的噪聲中,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生的聲音。它的發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,自激振動發生率就高。
減小或消除先導式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,根據剛度大的元件不易發生共振的原理,就能減少發生共振的可能性。
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流槽,油液在流動時能產生阻尼作用,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,以減少發生共振的可能性。
在消振螺堵上設有蓄氣小孔和節流邊,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,產生噪聲。如三節同心式溢流閥,裝配時三節同心配合不當,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。
調壓失靈
溢流閥在使用中有時會出現調壓失靈現象。先導式溢流閥調壓失靈現象有二種情況:一種是調節調壓手輪建立不起壓力,或壓力達不到額定數值;另一種調節手輪壓力不下降,甚至不斷升壓。出現調壓失靈,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,由于主閥芯上端環形承壓面積大于下端環形承壓面積,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。當執行機構停止工作時,系統壓力就會無限升高。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。
其它故障
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)。
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