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Technical articles1.溢流閥的應(yīng)用
(1)調(diào)壓溢流。在采用定量泵供油的液壓系統(tǒng)中,溢流閥通常并聯(lián)在液壓泵的出口處,在其進(jìn)油路或回油路上設(shè)置節(jié)流閥或調(diào)速閥,使泵油的一部分進(jìn)入液壓缸工作,而多余的油須經(jīng)溢流閥流回油箱,溢流閥處于其調(diào)定壓力下的常開狀態(tài)。調(diào)節(jié)彈簧的壓緊力,也就調(diào)節(jié)了系統(tǒng)的工作壓力。因此,在這種情況下,溢流閥的作用即為調(diào)壓溢流。如圖37(a)所示。
(2)安全保護(hù)。液壓系統(tǒng)采用變量泵供油時,系統(tǒng)內(nèi)沒有多余的油需要溢流,其工作壓力由負(fù)載決定。這時與泵并聯(lián)的溢流閥只有在過載時才需打開,以保障系統(tǒng)的安全。因此,這種系統(tǒng)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(dǎo)型溢流閥對泵起調(diào)壓溢流作用。當(dāng)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(jìn)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(zhuǎn),功耗很小,即處于卸荷狀態(tài)。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(jīng)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(yuǎn)程調(diào)壓。當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥的外控口(遠(yuǎn)程控制口)與調(diào)壓較低的溢流閥(或遠(yuǎn)程調(diào)壓閥)連通時,其主閥芯上腔的油壓只要達(dá)到低壓閥的調(diào)整壓力,主閥芯即可抬起溢流(其先導(dǎo)式溢流閥不再起調(diào)壓作用),即實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。如圖37 (d)所示,當(dāng)電磁閥的電磁鐵通電時,電磁閥的右位工作,將先導(dǎo)式溢流閥的外控油口與低壓調(diào)壓閥連通,實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)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(chǎn)生阻力,即形成背壓,利用背壓可提高執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。
2.溢流閥使用注意事項
(1)應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)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(yīng)較快,宜作安全保壓閥使用;先導(dǎo)溢流閥啟閉特性好,宜作調(diào)壓定壓閥使用。
(2)應(yīng)盡量選用啟閉特性好的溢流閥,以提高執(zhí)行元件的速度負(fù)載特性和回路效率。就動態(tài)特性而言,所選擇的溢流閥應(yīng)在響應(yīng)速度較快的同時,穩(wěn)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(yīng)正確接人系統(tǒng),外部泄油口必須直接接回油箱。
(4)根據(jù)系統(tǒng)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(guī)格。對于作遠(yuǎn)程調(diào)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(yīng)根據(jù)溢流閥所在系統(tǒng)中的用途和作用確定和調(diào)節(jié)調(diào)定壓力,特別是作為安全閥使用的溢流閥,起始調(diào)定壓力不得超過液壓系統(tǒng)的zui高壓力。威斯特小編
(6)調(diào)壓時應(yīng)注意正確旋轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)調(diào)壓機(jī)構(gòu),調(diào)壓結(jié)束時應(yīng)將鎖緊螺母固定。
(7)如果需通過先導(dǎo)式溢流閥的遙控口對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)壓、卸荷或多級壓力控制,則應(yīng)將遙控口的螺堵擰下,接入控制油路;否則應(yīng)將遙控口嚴(yán)密封堵。
(8)如需改變溢流閥的調(diào)壓范圍,可以通過更換溢流閥的調(diào)壓彈簧實現(xiàn),但同時應(yīng)注意彈簧的設(shè)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(yīng)直接接油箱,以減少背壓。
(11)溢流閥出現(xiàn)調(diào)壓失靈或噪聲過大等故障時,要查明原因及時修復(fù)。修復(fù)時拆洗過的溢流閥組件應(yīng)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(chǎn)生噪聲的元件一般認(rèn)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(jī)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(jī)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(dǎo)型溢流閥的導(dǎo)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(dǎo)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(dá)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(dǎo)閥口的臟物粘住及調(diào)壓彈簧變形等,也會引起錐閥的振動。所以一般認(rèn)為導(dǎo)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(zhì)量(錐閥)的存在,構(gòu)成了一個產(chǎn)生振蕩的條件,而導(dǎo)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dǎo)式溢流閥的導(dǎo)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(dǎo)式溢流閥在卸荷時,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(jī)械零件發(fā)生共振,就可能加大振動和增強(qiáng)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(jī)械噪聲
先導(dǎo)式溢流閥發(fā)出的機(jī)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(dǎo)型溢流閥發(fā)出的噪聲中,有時會有機(jī)械性的高頻振動聲,一般稱它為自激振動聲。這是主閥和導(dǎo)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(guān)。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(dǎo)式溢流閥噪聲和振動的措施
一般是在導(dǎo)閥部分加置消振元件。
消振套一般固定在導(dǎo)閥前腔,即共振腔內(nèi),不能自由活動。
在消振套上都設(shè)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(fù)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(shè)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(dāng)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(quán)用不當(dāng),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(dāng),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(yīng)認(rèn)真檢查調(diào)整,或更換零件。
調(diào)壓失靈
溢流閥在使用中有時會出現(xiàn)調(diào)壓失靈現(xiàn)象。先導(dǎo)式溢流閥調(diào)壓失靈現(xiàn)象有二種情況:一種是調(diào)節(jié)調(diào)壓手輪建立不起壓力,或壓力達(dá)不到額定數(shù)值;另一種調(diào)節(jié)手輪壓力不下降,甚至不斷升壓。出現(xiàn)調(diào)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(dǎo)閥前腔,導(dǎo)閥就失去對主閥壓力的調(diào)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(jìn)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(dá)不到額定值的原因,是調(diào)壓彈簧變形或選用錯誤,調(diào)壓彈簧壓縮行程不夠,閥的內(nèi)泄漏過大,或?qū)чy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(dǎo)閥就失去了支主閥壓力的調(diào)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(nèi)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(guān)閉,不會溢流,主閥壓力隨負(fù)載增加而上升。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)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。
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(yīng)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(nèi)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(dǎo)電磁閥工作失靈、主閥調(diào)壓失靈和卸荷時的沖擊噪聲等。后者可通過調(diào)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(diào)至5kgf/cm2左右,即0.5MPa)。
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