液控單向閥保壓失效問題的研究

1、液控單向閥保壓失效問題的研究黃玉琴（甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ，甘肅 蘭州 730050） 摘 要 本文針對在工程實踐中出現(xiàn)的液控單向閥保壓失效問題，闡述了其工作原理，對液控單向閥保壓失效問題進(jìn)行了分析，并提出三種可行的解決方案。經(jīng)實踐證明，此三種方案均可有效的解決液控單向閥保壓失效問題。 關(guān)鍵詞 液控單向閥 保壓 泄漏3 / 3文檔可自由編輯打印液控單向閥又稱液壓鎖，其保壓作用是利用閥芯與閥座之間的金屬錐面密封，使工作壓力保持在工況所需壓力范圍內(nèi)，從而達(dá)到工件保壓的目的。液控單向閥的保壓作用已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備、實驗設(shè)備及冶金設(shè)備中。但由于閥芯的蠕變變形、滑動配合間隙及錐面的加工精度等原因，導(dǎo)

2、致液控單向閥的泄漏，使其保壓失效。目前液控單向閥保壓失效問題在工程實踐中日趨嚴(yán)重。1本文針對液控單向閥保壓失效問題，根據(jù)其工作原理具體分析了保壓失效的原因，重點闡述了在不同實際工況中常用的解決方案。1 液控單向閥保壓原理及其失效原因分析液控單向閥的工作原理(如圖1件2)：此類閥在長時間工作后仍可保持A2工作油口無泄漏封閉，即液壓缸無桿腔保壓。在A1至A2方向時，閥芯受壓打開，油液可從A1口流向A2口。在A2至A1方向時，當(dāng)控制油口達(dá)到一定壓力時，推開閥芯，油液可從A2口流向A1口；當(dāng)控制油口卸荷時，液控單向閥在錐面密封的作用下，A2至A1方向封閉。在利用液控單向閥保壓時，為確保閥能夠正確關(guān)閉到

3、位，必須使控制油口及A1工作油口與油箱相通。2液控單向閥的保壓功能在工業(yè)應(yīng)用中的典型回路如圖1所示3。當(dāng)YA1得電、同時YA2失電時，換向閥工作在左位，壓力油由P口經(jīng)換向閥3至A1口，通過液控單向閥2至A2口，從而壓力油進(jìn)入液壓缸無桿腔內(nèi)推動液壓缸活塞伸出，液壓缸有桿腔油液由B口經(jīng)換向閥3至T口流回油箱。當(dāng)接觸工件時，液壓缸活塞停止伸出，A2口壓力升高至設(shè)定壓力p時，YA1失電、同時YA2失電，換向閥工作在中位，A1口及口油液經(jīng)換向閥3至T口流回油箱，此時A2口通過液控單向閥的閥芯與閥座間的錐面密封，使工作壓力p保持恒定，實現(xiàn)工況保壓。保壓至工況所需時間后，YA2得電、同時YA1失電，壓力油由

4、P口經(jīng)換向閥3至口打開液控單向閥的閥芯，使油液能從A2口流向A1口，保壓結(jié)束；同時油液由P口經(jīng)換向閥2至B口推動液壓缸活塞退回，無桿腔油液由A2口經(jīng)液控單向閥至A1口，通過換向閥3至T口流回油箱。如此反復(fù)工作。4 圖1液控單向閥的工作原理 圖2蓄能器、液控單向閥構(gòu)成的保壓回路法 圖3軟密封法1 液壓缸 2 液控單向閥 3 J型三位四通電磁換向閥 4 蓄能器在保壓期間，有體積V、壓力p的油液密封在密閉容腔中，使容腔始終保持壓力p不變，從而能夠?qū)ぜM(jìn)行保壓。如果密閉容腔密封不好，導(dǎo)致容腔中的油液泄漏，壓力p下降，則保壓失效。在此系統(tǒng)中，液壓缸活塞及液壓管接頭均采用軟密封，可視為零泄漏，而在國內(nèi)外

5、專業(yè)生產(chǎn)中均無零泄漏的液控單向閥，故液控單向閥的泄漏可視為系統(tǒng)保壓失效的主要原因。2 液控單向閥的泄漏分析及常見的幾種解決方案 液控單向閥一般采用金屬錐面密封形式，在保壓腔壓力的作用下，依靠閥座內(nèi)孔的尖角處被閥芯擠壓出一圈窄窄的密封環(huán)帶來獲得較高的密封性能。但由于閥芯的蠕變變形、滑動配合間隙及錐面的加工精度等問題5，導(dǎo)致閥芯與閥座之間就會出現(xiàn)很小的縫隙，引起微量的泄漏。這微量的泄漏對泄漏量要求不高的液壓系統(tǒng)來說是允許的，所以中外液控單向閥的這種結(jié)構(gòu)一直沿用至今，但對于采用液控單向閥保壓的系統(tǒng)來說就難以適用了。在實踐工作中，本人也遇到過液控單向閥保壓失效的問題；根據(jù)其泄漏原因，在實踐中總結(jié)出以下

6、三種解決方案，在實際應(yīng)用中都能有效地防止系統(tǒng)保壓失效問題的出現(xiàn)。2.1研磨法研磨法即是采用人工研磨的方法，反復(fù)研磨，使閥座錐面與閥芯達(dá)到零泄漏的目的；在工程實際中，一般使用煤油來判斷液控單向閥是否達(dá)到零泄漏。具體方法如下：先將閥座與閥芯垂直位置放置，用煤油滴在閥芯上腔即A2口，利用煤油的低粘度，觀察閥芯下腔即A1口是否有煤油滲出，從而判斷閥座錐面與閥芯間是否密封完好。但需要專業(yè)鉗工配合作業(yè)，且維修時間較長。此方法一般應(yīng)用在以下液控單向閥保壓失效的場合：1）設(shè)備維修及調(diào)試。在這種場合，系統(tǒng)不宜作較大改動，故多采用研磨法。2）特種實驗設(shè)備中。如：在設(shè)計汽車剎車泵泵體高壓實驗臺時，采用液控單向閥保壓

7、，通過精密壓力表顯示的壓力是否降低來判斷泵體有無砂眼等鑄造缺陷；在這系統(tǒng)中遇到液控單向閥保壓失效的問題時采用研磨法較為有效。2.2蓄能器、液控單向閥構(gòu)成的保壓回路法蓄能器、液控單向閥構(gòu)成的保壓回路法就是通過在A2口至液壓缸無桿腔之間設(shè)置蓄能器來彌補(bǔ)液控單向閥的泄漏，從而解決液控單向閥保壓失效的問題，如圖2所示。但此方法增加系統(tǒng)的設(shè)計成本，而且在系統(tǒng)工作時必須考慮蓄能器的充液及放液時間是否影響系統(tǒng)的工作循環(huán)。6 此方法一般應(yīng)用在裝卡設(shè)備及壓制成型設(shè)備中的保壓系統(tǒng)中。特別是通過保壓壓緊的工件有安全方面的考慮時，可在A2口至液壓缸無桿腔之間再設(shè)置壓力繼電器，一旦保壓失效時，壓力繼電器發(fā)訊，使系統(tǒng)停止

8、工作。2.3軟密封法軟密封法就是在液控單向閥的閥座與閥芯之間采用O型密封圈密封，可保證液控單向閥零泄漏（見圖3）。此種液控單向閥采用對標(biāo)準(zhǔn)液控單向閥進(jìn)行改制的方法來實現(xiàn)的。其閥芯部分設(shè)計有O型密封圈的密封槽，用于安裝O型密封圈；其閥座設(shè)計成錐面，錐度較閥芯大0.5°左右，且對錐面加工質(zhì)量要求不高。閥關(guān)閉時，O型密封圈受壓力油擠壓作用，填充了閥座與閥芯之間的間隙，有效防止液控單向閥的泄漏，從而達(dá)到系統(tǒng)保壓的目的。軟密封法在理論上可應(yīng)用在大多數(shù)保壓系統(tǒng)中，但由于O型密封圈容易損壞，致使液控單向閥的壽命較短，故在實際中只應(yīng)用于一些特殊場合。隨著密封材料的逐步改進(jìn)，此種方法對液控單向閥實現(xiàn)零

9、泄漏具有很大的發(fā)展前景。3 結(jié)論液控單向閥在系統(tǒng)保壓的應(yīng)用中，從理論上來看，采用錐面的密封效果較好；但由于閥芯的蠕變變形、滑動配合間隙及錐面的加工精度等因數(shù)的存在，在實際工程中經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)保壓失效的問題。針對這些問題，結(jié)合實踐工作經(jīng)驗，總結(jié)出研磨法、蓄能器、液控單向閥構(gòu)成的保壓回路法及軟密封法三種解決方案，前兩種方案經(jīng)過實踐檢驗，具有一定的借鑒價值；后一種由于密封材料的壽命較短，還需要進(jìn)一步研究，但也可為讀者提供一種解決液控單向閥零泄漏問題的思路。參考文獻(xiàn)：【1】劉哲.液壓系統(tǒng)油液泄漏因素和防止措施的探討,蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報,1999,(2):20-22【2】王占林. 近代液壓控制M，機(jī)

10、械工業(yè)出版社，1997.The Research of Keeping Pressure Expiration in Hydraulic Control Non-return ValveHUANG Yu-qin（ Gansu Construction Vocational Technical College，lanzhou730050）Abstract This paper aims at the problem of keeping pressure expiration in hydraulic control non-return valve in engineering and introduces their operation principle in detail. We also analyze the causation of the keeping pressure expiration and present three feasible projects. According to the practice, the pr