如何优化顺序阀卸荷回路，常见故障分析？

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：图4.50 所示为顺序阀的卸荷回路,1 为高压小流量液压泵,2 为低压大流量液压泵。换向阀处于中位时,单向顺序阀锁闭,液压缸不能回油,活塞停止运动。缸无杆腔的油经顺序阀、换向阀回油箱,活塞下降。顺序阀的常见故障分析顺序阀的主要故障是不起顺序作用,它有两种情况,一种是进油腔和出油腔压力同时上升或下降,另一种是出油腔没有流量。

顺序阀是用在具有两个或两个以上执行元件的液压系统中,使各执行元件按预先确定的先后动作顺序工作。顺序阀的结构也有直动式和先导式两种,一般先导式用于压力较高的液压系统中。

(1)顺序阀的结构和工作原理

图4.46 所示为直动式顺序阀,该阀主要由阀体3、上下端盖、阀芯2、控制活塞4 和调压弹簧1 等组成。为避免弹簧过于粗硬,所以不使控制油与阀芯直接接触,而是使它作用在阀芯下端处直径较小的控制活塞上,以减小油压对阀芯的作用力。

阀的工作原理为:进口压力油通过阀体和下端盖上的小孔引到控制活塞的下端,当液压力低于阀内弹簧的调定值时,控制活塞下端的液压作用力小于弹簧对阀芯的作用力,阀芯仍处于图示的最低位置,阀口关闭,油液不能通过顺序阀。当进口液压力达到弹簧的调定值时,控制活塞才有足够的力量克服弹簧的作用力将阀芯顶起,使阀口打开,进出油口在阀内形成通路,此时油液才能经过顺序阀从出口流出。图4.46(b)为其图形符号。

若将此阀的下盖旋转90°安装,并将c 口处丝堵取下,外接压力油作控制油,便成为外控顺序阀,其图形符号如图4.46(c)所示,这时顺序阀上部的泄油口必须接回油箱。

若将顺序阀的上盖旋转90°安装,使泄油口和出油口互通,并一起接通油箱,这时阀便成为卸荷阀。其图形符号如图4.46(d)所示。

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图4.46　直动式顺序阀

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图4.47　先导式顺序阀

1—主阀芯;2—阻尼孔;3—管道;4—滑阀;5—先导阀

图4.47 所示为先导式顺序阀,主阀和先导阀均为滑阀式,其外形与溢流阀相似。

压力油进入顺序阀作用在主阀一端,同时压力油一路经孔道3 进入先导阀7 左端,作用在滑阀4 的左端面上,一路经阻尼孔2 进入主阀芯1 上端,并进入先导阀的中间环形部分。当进油压力低于先导阀的调定压力时,主阀关闭,顺序阀无油流出。一旦进油压力超过先导阀的调定压力时,进入先导阀左端的压力油将滑阀4 推向右边,此时先导阀5 的中间环形部分与顺序阀出口沟通,压力油经阻尼孔2、主阀芯上腔、先导阀5 流向出口。由于阻尼孔的作用,主阀芯上腔压力低于进口压力,主阀芯上移,阀口打开,使顺序阀进出口接通。从以上分析可知,主阀芯的移动是主阀芯上下压差作用的结果,与先导阀的调整压力无关。因此,顺序阀的进出口压力近似相等。

(2)单向顺序阀

单向顺序阀是将顺序阀与单向阀并联起来使用,两阀常装在一个阀体内,其结构和图形符号如图4.48 所示。这种阀的特点是当压力油反向流动时,可以不经过顺序阀,而从单向阀自由通过,不受顺序阀的限制。

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图4.48　单向顺序阀

(3)顺序阀的应用

图4.49 所示用顺序阀实现执行元件的顺序动作。工作行程时,换向阀1 处于图示位置,液压泵输出的压力油先进入液压缸B 的左腔,活塞按箭头①所示的方向右移,当接触工件时,油压升高,在达到足以打开单向顺序阀2 时,油液才能进入缸A,使活塞沿箭头②所示的方向右移。回程时,阀1 处在左端的工作位置,由于顺序阀3 的作用,缸A 的活塞先按箭头③的方向回程至终点,液压缸B 的活塞才能按箭头④的方向开始回程。在这种回路中,顺序阀的调定压力应比先动作的执行元件的工作压力高0.5 MPa 以上,以保证动作顺序的可靠性。

图4.50 所示为顺序阀的卸荷回路,1 为高压小流量液压泵,2 为低压大流量液压泵。当系统的压力较低时,泵2 排出的油液经单向阀和泵1 排出的油汇合后进入系统,此时作为卸荷阀的顺序阀3 不开启。当系统的压力达到顺序阀的调定压力时,顺序阀打开,低压泵通过它卸荷,单向阀将泵1 和泵2 隔断,防止高压油向卸荷的油路倒流,由泵1 单独向系统供高压油,系统的最高工作压力由溢流阀5 调定。

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图4.49　用单向顺序阀的顺序动作回路

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图4.50　复合泵的卸荷回路

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图4.51　单向顺序阀当平衡阀使用的回路

图4.51 所示为单向顺序阀当作平衡阀使用。

在具有立式缸的液压回路中,液压缸的负载往往是重物,当活塞下行时,不但不需要克服负载,而且重物会帮助活塞下降,极易造成超速和冲击,此时宜在缸的回油路上加平衡阀。换向阀处于右位时,来自液压泵的油经平衡阀的油口A、单向阀、平衡阀的油口B 到达缸的无杆腔,重物上行。缸有杆腔的油液经换向阀回油箱。换向阀处于中位时,单向顺序阀锁闭,液压缸不能回油,活塞停止运动。换向阀处于左位时,来自泵的油到达缸的有杆腔。同时,来自泵的油经过控制管道进入顺序阀的控制口K,当控制压力达到调定值时,顺序阀开启。缸无杆腔的油经顺序阀、换向阀回油箱,活塞下降。

一旦重物超速下降时,缸有杆腔中的压力减小,同时控制口K 的压力减小,顺序阀的开口减小,缸回油阻力增加,重物和活塞的下降速度减慢,提高了运动的平稳性。

(4)顺序阀的常见故障分析

顺序阀的主要故障是不起顺序作用,它有两种情况,一种是进油腔和出油腔压力同时上升或下降,另一种是出油腔没有流量。

第一种情况的原因之一是阀芯内的阻尼孔堵塞,使控制活塞的泄漏油无法进入调压弹簧腔流回油箱。时间一长,进油腔压力油通过泄漏传入阀的下腔,作用在阀芯下端面上,因阀芯下端面积比控制活塞要大得多,所以阀芯在液压力作用下使阀处于全开位置,变成一个常通阀,因此进油腔和出油腔压力会同时上升或下降。另外,阀芯在阀处于全开位置时卡住也会引起上述现象的产生。

第二种情况的原因是泄油口安装成内部回油形式,即阀的泄油口在阀内与阀的出油腔相通,使得调压弹簧腔的液压力等于出油腔液压力。因阀芯上端面积大于控制活塞端面积,阀芯在液压力作用下使阀口关闭,顺序阀出油腔没有流量。另外,阀芯在阀口关闭位置时卡住,也会产生出油腔没有流量的现象。

当端盖上的阻尼小孔堵塞时,控制油液就不能进入控制活塞腔,阀芯在调压弹簧力作用下使阀口关闭,出油腔同样也没有流量。

如何优化顺序阀卸荷回路，常见故障分析？

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