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充液阀常见故障分析

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  1 引言

  充液阀在液压系统中,尤其是在一些大型液压机、注塑机等设备的液压系统中,是常见的液压元件之一,现代液压机为了提高生产率或热压成形时降低工作的温升,要求有较快的空程速度和回程速度,往往是压制速度的几十倍。为了不增加(快速用)辅助液压泵,减少功的损耗,采用充液系统是最有效的方法。其功能是:从油箱(或充液油箱)向液压缸或系统补充油液,以免出现吸空现象。带控制的充液阀还能起到快速排油的作用。充液阀的使用在一定程度上可大大减小液压泵的容量,减少系统发热,提高液压缸的运动速度,这对大型液压设备来讲,是尤为重要的。给设计者和使用者都带来极大的益处。

  但是,在实际使用过程中,由于多种原因,充液阀往往出现一些令人讨厌的故障,如反向封闭不严,造成卸压;打开时,液压冲击过大等,从而影响主机的正常使用。因此,正确判断故障原因并及时维修,对使用者来说是非常重要的,对设计人员也是很有启发的。

  本文旨在结合实际情况,初步探讨充液阀一些故障,并加以分析,供同行们借鉴。

  2 充液阀的工作原理及分类

  充液阀从是否可控制上来分,可分为:可控式充液阀(相当于液控单向阀)和不可控充液阀(相当于普通单向阀)。实际上用的较多的是可控式充液阀。可控式充液阀又可分为:不带卸荷装置的普通型充液阀和带卸荷装置的先导型充液阀。装有普通型充液阀的液压系统在设计时必须考虑增加单独的卸压装置,而先导型充液阀在理论上可以不单独增设卸压装置,但在实际应用中发现,其卸压效果并不理想,因此往往在系统中增设独立的卸压装置,来减小液压冲击。这一点在设计时必须考虑。

  充液阀从阀口的工作状态上来分,可分为:常开式(即正常状态时,阀口打开,充液阀处于开启状态)和常闭式(正常状态下,阀口关闭,充液阀处于关闭状态)。常开式充液阀的优点在于吸油充液过程中不需要克服弹簧力,减小了吸油阻力。但结构复杂,制造要求也较高,一般情况下很少采用。因此,目前应用较多的是常闭式可控型的充液阀(包括普通型和先导型)。这也是本文主要讨论的。下文中所说的充液阀均是指这种形式的充液阀。

  充液阀实质上就是一种大型的液控单向阀。其液压图形符号和液控单向阀完全一样,它可使一个方向的油流无泄漏地截止,另一方向的油流可自行流通。其工作原理示意图如图1示,以可控式充液阀为例说明其工作原理。

  A腔通油箱,B腔接液压缸或系统,当B腔出现负压时,油箱中的油液在大气压的作用下通过A腔,克服弹簧力和阀芯与导向部分的摩擦力,使阀芯下移,使A腔与B腔连通,油箱中的油液就会顺利地通过B腔,进入液压缸。反之,当B腔的压力高于大气压时,弹簧力使阀芯关闭。随B腔压力的升高,阀芯就会更紧密地压在阀体上。它相当于一个开启压力很低的单向阀。

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