液压锁的常见问题及排除方法

2013-03-30王佃武

机电产品开发与创新 2013年3期

关键词：液控油口单向阀

王佃武

（中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原 030006）

0 引言

在煤炭机械和起重运输机械的液压系统中，为了使工作机构能够在任意位置停止后锁定，常采用液压锁组成锁紧系统。液压锁即液控单向阀，结构简单，使用方便，因此很受用户欢迎。但是如果液压锁元件选择或使用不当则极易产生锁紧失败等问题。

1 液压锁的结构和工作原理

图1 液压锁结构图

图1所示为一内泄式液控单向阀，此阀主要由阀体、阀芯、控制活塞、弹簧和端盖组成。当控制油口K没有控制压力信号时，其工作原理与普通单向阀相同：油液从A口流入，克服弹簧力和阀芯重力，推开阀芯，从B口流出，阀导通；当油液由B流向A时,阀芯在弹簧力和重力的作用下紧压在阀座上，阀不导通，但如果此时控制油口K通入压力油，控制活塞在压力油的作用下上移，推开阀芯，则油液可以从B口流入，从A口流出，阀导通。尽管液控单向阀的结构和工作原理都比较简单，但由于结构上的一些特点，使得对它的应用有一些特殊要求，如果液控单向阀在系统中使用（比如与其他阀搭配）不当，就会出现一些不容易发现的错误，造成系统的设计失败。

2 常见问题及排除方法

以下是我们在液压锁的使用过程中常常会遇到的问题及其排除方法。

2.1 用液控单向阀锁紧执行机构时其控制油口K一定要接油箱

图2 锁紧回路1

如图2所示锁紧回路，其负载惯性较大。当换向阀从工作位置切换到中位时，由于其中位机能是 “O”的，因此液压缸和换向阀之间的油路被封闭，在一段时间内仍保持一定的压力，使液压锁不能彻底关闭。只有在换向阀的内泄使这段油路中的压力降低到一定程度后，液压锁才关闭。另外，由于控制油口K存在高压，使得阀芯两端反向压差过小，这样在设备机械振动的影响下，单向阀阀口会不断处于开合状态，从而出现持续锁不住的现象，并且时间久了会严重损坏阀芯。

要解决这个问题比较简单，只要选取中位机能是“H”或 “Y”的换向阀就可以了。当换向阀切换到中位时，控制油口K直接接回了没有压力的油箱，阀芯两端的压力差使液压锁可靠地关闭。

2.2 锁紧回路内不允许泄漏

由于液压油的弹性模量很大，因此很小的容积变化就会带来很大的压力变化。锁紧回路靠的是将液压缸两腔的液压油密封住来保持液压缸不动的。但是如果锁紧回路中的液控单向阀和液压缸之间还有其他可能发生泄漏的液压元件，如图3（a），那么就有可能因为这些元件的轻微泄漏，导致锁紧失败。

正确的做法应该如图3（b）所示，液压锁和液压缸之间不设置任何其他液压元件以减少泄漏，保证锁紧回路的正常工作。

2.3 选型不当导致工作不正常

图4所示系统选用的液控单向阀为内泄式。当换向阀左位工作时，利用节流阀1建立起控制油口K的压力，打开液压锁，负载在自重作用下向下运动。从原理上分析，回路没有问题。但是在实际工作中，每当负载下降时，总会发出频繁的噪声，振动严重。经分析原因如下，负载向下运动时，液控单向阀A口由于节流阀2的作用，产生相当高的压力，而此时液控单向阀的控制油口K仍为原来的调定压力。由于内泄式液控单向阀的A口压力作用面积与控制腔控制压力作用的面积相差不大，因此在A口压力的作用下单向阀要关闭，这时A口压力下降，单向阀再次打开。这个过程反复进行，导致了频繁的振动噪声。

这个问题的解决方法可从以下两方面考虑：①选择外泄式液控单向阀；②提高控制油压力。