基于顺序阀的顺序控制回路故障及对策分析

　　0　引言

　　在现场的作用下使执行机构按预定顺序动作的控制称为顺序控制。在液压与气压传动控制系统中,最常见的回路就是顺序控制回路。在液压系统中,液压缸的顺序动作可以在时间信号或行程信号控制下实现,也可以利用顺序阀或压力继电器根据系统内压力的变化来实现。利用压力顺序阀或压力继电器根据系统内压力变化来进行顺序动作控制的回路称为压力顺序控制回路。

　　图1所示为压力顺序控制回路在液压夹具中的实际应用。图中液压缸1首先动作从左向右将工件向右侧的挡块推动;当油压上升至30bar时顺序阀打开,液压缸2和液压缸3从下向上将工件向上方的挡块推动;当顺序阀完全打开时,三个液压缸达到系统设置最大压力,工件夹紧完成。

　　在压力顺序控制回路设计和进行调节时如没有很好了解压力顺序控制元件的特性和工作原理就可能造成回路工作不稳定,液压缸动作发生混乱,甚至导致安全事故。

　　1　故障现象及现象分析

　　1·1　故障现象

　　在实际使用中,为方便调节液压缸活塞的伸出速度,在设计时如图2所示通过在液压缸无杆腔安装了单向节流阀。在按此方案进行回路连接,在实际使用中却出现液压缸2A1无法动作或双缸同步伸出等现象。

　　1·2　故障原因分析

　　通过对回路中各元件工作情况的检查和分析,发现回路失效主要是由于采用了内控式顺序阀造成的。直动式内控顺序阀的结构如图3所示。这种结构的顺序阀和直动式溢流阀相类似,都是利用进油口压力来控制阀芯的启闭的。当进口油液压力较低时,阀芯4在调压弹簧2作用下处于下端位置,进油口和出油口互不相通;当作用在阀芯下方的油液压力(进油口压力)大于弹簧预紧力时,阀芯上移,进、出油口导通,压力油进入二次油路,去驱动另一执行元件动作。

　　顺序阀弹簧预力可以通过调节手轮1来控制。调压弹簧侧泄油口由于二次油路通向另一压力油路,不能和溢流阀一样接回油箱,所以必须单独接回油箱。通过设置控制柱塞5则可以有效减少调压弹簧的刚度。

　　内控顺序阀是利用阀芯上端的弹簧力直接与下端面的液压力相平衡来控制溢流压力的。当阀芯处于某一位置时,阀芯的受力平衡为:

　　pA=K (X0+x)

　　式中　A———液压油作用在控制柱塞上的面积;

　　X0———滑阀开口量等于零时的弹簧预压缩量;

　　x———滑阀开口量。

　　从上式中可以看到,当通过顺序阀的流量变化时,阀口开度也相应地变化,其溢流压力也有所变化,这就是内控顺序阀的压力-流量特性。