数字比例方向阀的维修调试

　　1 概述

　　随着工业生产对自动化控制技术的要求程度不断提高以及数字比例技术的日臻成熟,数字式比例阀技术已在冶金、化工、机械、石油等行业中越来越得到了广泛应用,它优异的控制调节性能已经深得各行各业使用者的喜爱。

　　Rexroth公司生产的4W系列数字比例方向阀由主阀、位移传感器和放大器三部分组成。由于它工作可靠,控制性能优良,因此在国内企业中使用非常广泛。但由于该数字式比例阀价格较贵,阀的结构复杂,机电一体化程度高,维修和调试都具有相当大的难度,导致使用成本较高。因此,解决好该数字式比例阀的维修与调试,可以大幅延长比例阀的使用寿命和减少使用者的运行成本。

　　在数字式比例阀的实际使用中,由于液压系统污染和电气原因,比例阀在发生故障时需要进行拆装、维修和调试。特别是更换放大器后,为了保证维修后的比例方向阀能够较好地复原出厂性能参数,需要进行维修后的调试。

　　2 机械和电气维修

　　Rexroth公司的4W系列数字比例方向阀结构如图1所示,它具有对称的机械结构。输入电流信号通过放大器驱动比例电磁铁,比例电磁铁推动主阀阀芯移动,阀芯移动的距离通过位移传感器检测并反馈到放大器中,形成一个闭环控制系统。因此,该比例阀具有较好的控制性能。理论上,该阀阀芯在偏离中间位置(零位)左、右相同的距离时,它在A,B两个油口的输出流量是相等的。在没有电流信号输入的情况下,以及给定压力的条件下,它的A,B两个油口输出流量均为0 L/min。

　　在实际生产使用中,由于该比例阀制造精度较高,最常见的机械故障是因为液压系统污染而导致的阀芯卡紧。一般经过拆卸清洗都能解决阀芯卡紧问题。在阀芯有较大磨损的情况下,比例阀的内泄漏将明显增加,从而导致液压系统不能正常工作。此时只有更换比例阀方向阀才能解决存在的故障。

　　电气元件的损毁是比例阀电气损毁的主要原因。由于放大器采用集成电气元件,用户直接更换电气元件进行比例方向阀维修的难度较大。在实际维修中,一般通过更换比例阀放大器来解决。

　　3 调试系统

　　比例方向阀维修后调试的重点在于如何使维修后的比例方向阀性能参数基本达到出厂的数值。比例方向阀维修完成后,并不能直接用于液压系统中,因为此时的比例方向阀机械零位和电气零位点发生了变化,不能保证比例方向阀的油液输出与输入电流信号成对应关系。必须进行比例方向阀机械零位和电气零位的调整,才能保证比例方向阀恢复出厂性能参数。

　　为了方便比例方向阀维修后的调试,设计了一个小型专用调试台,其液压系统如图2所示。在设计中,为了减小整个调试台的体积,减轻质量,方便调试台在生产车间移动,液压系统动力单元采用了直接式电机泵组定量供油单元,其双作用叶片泵具有较小的流量脉动。同时,为了进一步减小压力脉动对比例方向阀输出流量的影响,在油泵出口处增设了吸震蓄能器。比例方向阀输出流量的检测采用德国制造的流量传感器,保证检测系统能够精确检测比例方向阀阀芯移动时的输出流量。