液压电磁比例调节阀常见故障处理

杨 旸

液压电磁比例调节阀分为压力比例调节阀和流量比例调节阀（控制原理基本相同），常应用在控制精度较高的液压系统。比例调节阀正常使用8000～12000h后，即进入工作不稳定期，经常出现油路压力不稳、动作不到位、调节功能失效等现象，严重影响设备运行。下面以中国铝业青海分公司炭素厂使用的WRE型系列液压电磁比例调节阀（上海液压厂生产）为例，介绍常见故障处理方法。

一、工作原理

液压电磁比例调节阀结构见图1，采用位置负反馈闭环控制（力控制型+位移传感器），具有良好的输入、输出线性和准确性，控制原理见图2。位移传感器反馈信号和给定信号合成后，经过PID、放大等运算处理，以电压信号施加在电—机械转换器(电磁阀线圈)，铁芯在电磁力作用下，沿着受力方向推动液体，控制阀芯移动，调节液体流量或压力。控制板是驱动比例调节阀的主要元器件，一般具有控制信号生成、PID处理、前置放大、功率放大及电源变换等基本控制单元，完成控制信号给定、反馈信号校正、合成和处理等功能，控制板控制参数设定是否匹配、适当，直接影响液压调节阀工作和稳定性。

二、常见故障处理

1.设备更换比例调节阀阀体后，动作失控、逻辑关系错乱

抛丸清理机更换阀体启动后，转台（液压马达驱动）动作失控、互锁逻辑关系错乱。最初认为是控制板故障或更换的阀体不良，再次更换，故障依旧。测量控制板输出电压（U2c—32c或U2a—32a），带负载时（接入电磁阀线圈）电压为 DC 21.5V，AC 2.2V，空载时为DC 24V，AC 2.4V；对控制电源复位（断电—送电操作），控制板输出电压为零，只有输入信号作用后，输出端才有电压且保持不变（正常时输入和输出同时得电或断电）。分析比例调节阀控制原理，特别是位移传感器工作过程，认为调节阀控制系统此时实际工作在闭环正反馈状态。检查反馈电路，发现位移传感器信号线8c、10c线接错，造成二次线圈输出信号极性错误，经信号转换，极性相反，即图2中uf极性变为负，经负反馈合成，系统工作在闭环正反馈状态。在输入信号作用下，控制系统迅速进入自激深饱和状态，使控制板输出饱和（DC 24V）。改正错误接线，故障排除。

2.液压系统工作时，设备运行速度不稳定

一期成型机转台运行速度忽高忽低，最初认为压力调节阀体损坏或控制板输出不稳定，导致液压驱动马达工作异常，更换阀体后故障消失，但使用3天左右，同样故障又偶尔出现，更换控制板，故障依旧。怀疑液压油脏，进行成型机液压油全部过滤，油箱清洗和过滤网更换等维护处理，设备投运后，故障消失。

设备长期使用，由于工作环境恶劣以及维修作业，液压油中会混入杂质，变脏，造成液压调节阀芯运动阻塞或喘动，引起液压驱动机构工作不稳定。

3.设备操作时，控制按钮动作后，液压驱动机构反应迟缓

组装抛丸清理机更换比例调节阀控制板后，液压驱动转台机构从高位向低位旋转时，控制按钮断开后，转台旋转到位后继续移动约0.8～1.2m才停下（正常时转台到位后立即停止）。

通过比较设备故障前后控制参数，确认故障原因是控制板信号PID处理参数调整不当，控制板斜坡控制电阻d3、d4值调整过小，导致控制板t4（输出电压从DC 0V升至24V所需时间）、t5（输出电压从DC 24V降至0V所需时间）设定过长，造成比例阀芯回零滞后，未能及时关闭液压油。

在液压比例调节阀控制的设备中，引起设备执行机构工作异常（不到位、越位或失灵等）的原因较多，诸如调节阀芯磨损过度，高、低速驱动区调整不当、液压系统内卸严重以及控制参数设定不合适等因素。

4.油缸前进、后退时，移动速度、时间相差较大

8.5 组装磷铁环压脱机主缸顶出动作过程时间过长，为23s，偏差约16s。最初认为是设备控制电磁阀阀体油路阻塞，进行解体、清洗阀体，液压油过滤等处理，故障未明显改善。考虑到主缸冲叶阀内泄严重也会出现该现象，于是整体更换冲叶阀，故障依旧。经了解，设备故障前曾进行过更换设备液压油、夹具及主缸液压控制流量比例调节阀控制板等维修作业，虽然更换控制板后，对其有关参数进行了调试整定，但这是在设备空载（无导杆压脱）情况下进行的参数调整。判断是流量比例调节阀零点调整不准确，导致液压油缸顶出油路供油流量变小，造成油缸顶出动作时间过长。重新整定控制板参数，校正液压流量调节阀零点，带负载工作时，主缸顶出动作时间明显减小，约为8s。

虽然更换的控制板型号相同，但新、旧板电子元器件参数存在差异，控制板处理信号能力发生了微小变化（这也是电气控制装置更换或维修后需调试的原因）。新板反馈信号转换极零点偏移，即当阀芯在零位时，控制板上匹配放大器的输出不为零，造成位移反馈信号大小和阀芯实际位移出现偏差，合成后的控制信号值发生变化，液压缸顶出驱动端输出信号电压较低，作用在比例阀芯上的电磁力矩减小，导致液压缸顶出动作时阀芯位移较小，给油量减小，造成主缸顶出动作缓慢，特别是重载时，动作更加迟缓。

W10.01-20