电液比例方向阀液压卡紧现象分析与对策

　　1 引言

　　江阴华润制钢有限公司60吨炼钢电弧炉液压系统，炉盖旋转采用液压驱动，控制阀为4WRZ16型电液比例方向阀，如图1所示。在系统调试和试生产阶段，炉盖时常出现不能旋转等故障。有时炉盖旋出到位，停顿数分钟，向炉内加完料后，便不能旋回，对炼钢生产造成严重影响。

　　图1 4WRZ16型电液比例方向阀

　　2 故障原因查找及确认

　　在操控台按压操作按钮，发现炉盖不能旋转，便怀疑是电气故障。

　　首先，查找电气接线是否正确、线头是否脱落。再调出PLC控制程序，检查是否合理。然后，按压操作按钮，在PLC控制程序中，监控电气元器件是否正常动作；同时，在比例阀的放大器上，用万用表测量是否有输入输出电流，其值是否正常。经检查，都没有发现错误和不当之处。

　　在电气线路和控制程序方面未找出原因后，便将注意力集中到液压阀上。当炉盖在电气操控不能动作时，手动推动比例阆的先导阆应急手动推杆，发现先导阀芯有卡死现象，需用很大的力才能推动换向。一旦手动换向，便可用按钮操纵先导阀。但是，当停顿时间稍长时(从数分钟到半小时)，炉盖又不能动作。

　　液压系统停运时，先导阀的阀芯并无卡阻现象。液压系统运行、系统有压力时，先导阀的阀芯便出现卡阻现象。拆解先导阀，却没有发现大颗粒杂质，阀芯也没有拉伤拉毛痕迹。据此可以判断，炉盖不能动作，是由于比例阀的先导阀芯产生液压卡紧现象。

　　3 液压卡紧现象分析

　　4WRZ16型电液比例方向阀如图1所示，为两级阀，主阀为一个液动阀，先导阀为一个双三通直动比例减压阀，型号为3DREP6。该先导阀为滑阀式结构，主要由左右两个比例电磁铁、壳体、控制阀芯和两只压力检测阀芯组成。比例电磁铁得电，推动先导阀控制阀芯，输出与电流成比例的先导压力油，到主阀的左腔或右腔，克服主阀弹簧弹力，推动主阀芯移动，实现换向，输出压力油。先导控制油压力大小决定了主阀芯的开口量，从而决定了输往执行机

　　构的压力油流量大小。比例电磁铁轮换得电，使主阀两腔轮换通先导控制油，主阀实现换向。

　　尽管比例电磁铁得电，如果先导阀控制阀芯被卡住，电磁铁不能推动使其换向，没有先导控制油通往主阀芯，还是不能控制主阀芯，输出压力油，驱动炉盖旋转。

　　图2 先导阀阀芯与阀套的配合

　　图2为先导阀阀芯与阀套的配合示意图，两者偏心距为e，当滑阀的阀芯与阀套间液流的径向力不平衡时，会使阀芯偏心加大，最终使阀芯压向阀套内壁面，出现卡紧现象，这种现象就称为液压卡紧。