增设复位机构提升电液比例伺服阀抗污染性能

　　1　前沿

　　电液比例伺服阀,是现代电子技术和液压技术高度融合的一种新型的伺服阀,是液压控制的一个发展方向[1~2]。为了提高电液比例伺服阀的适用性,近年来,人们做出了艰辛地努力,已经取得了良好的效果[3]。普通的电液比例伺服阀,比喷嘴挡板式伺服阀,在液压油清洁度的要求上已经宽松了很多,其介质过滤精度为NAS1638标准7-9级[4]。而喷嘴挡板式伺服阀对液压油的清洁度和对液压油的品质的要求要高于这个等级,致使喷嘴挡板式伺服阀的使用成本很高,在一般的工业场合中,几乎无法承受,所以在电液比例伺服阀出现之前,在一般的普通机械设备上,很少能见到有伺服阀的使用。喷嘴挡板式伺服阀抗污染的能力差,是其得不到到广泛应用的重要原因之一。

　　但是,尽管电液比例伺服阀,比喷嘴挡板式伺服阀的抗污染能力有所提高,然而,因为液压油污染的原因,造成电液比例伺服阀出现卡死故障的情况,仍然是非常之多的。抗污染的问题是液压系统的一个难点[5~7]。

　　自1999年起,在密闭式炼胶机上就开始批量使用了德国某公司生产的电液比例伺服阀。在机器运行中,电液比例伺服阀出现故障较多的原因,就是液压油的污染问题。密闭式炼胶机的液压元件和液压管路很难做到被一下子清洗干净,致使电液比例伺服阀很容易被卡死,机器被迫停机。新制造的密闭式炼胶机,这种故障的出现几乎是不可避免的。每当出现这种情况时,操作工就要找来维修工,打开电液比例伺服阀,清洗一下,即可排除故障。然而,因为密闭式炼胶机是轮胎厂炼胶流水线上的大型关键设备,每做一次这样的清洗,都要停机,要层层上报,要作为设备故障而记录一次。

　　2　改造前的电液比例伺服阀

　　先导阀阀芯是被卡死的高危部位。图1是改造前的电液比例伺服阀先导阀的示意简图。这种结构的电液比例伺服阀是市面上常见的,它没有可排污的复位机构。

　　在实际运行时发现,发生卡死故障的部位,基本上都是在先导阀阀体4与先导阀阀芯5之间的缝隙处,而主阀的阀芯基本上不会出现卡死现象。这是因为主阀的阀芯是靠液压油的压力推动的。液压油强大的推力,加之阀芯刚强的硬度,没有什么污染的杂质能够挡的住主阀芯的往复运动。而先导阀阀芯5,只是在比例电磁铁2的推力,和比例弹簧6的弹力的作用下进行往复运动。当有污染物出现在先导阀里的时候,尽管有时这些污染物很微小,甚至在打开伺服阀以后,用肉眼都很难发现这些污染物,然而,就是由于这些微小的污染物,产生了一些微弱的阻力,而比例电磁铁推杆3弱小的推力,却无法克服这些微弱的阻力,于是就极易出现电液比例伺服阀卡死的故障。