压机插装阀式电磁溢流阀故障的分析及解决(1)-结构


某厂进口的HPM.200L压机、国产四柱整形100t压机都出现了类似故障:正常压制一段时间以后,油液温度升高,系统压力急剧下降,经仔细检查都是电磁溢流阀引起的。

电磁溢流阀组件主要是由压力阀插件、先导调压阀、电磁阀换向阀组成(有的还携带缓冲阀)如图1a所示。

这种形式的电磁溢流阀在液压系统中应用非常普遍,它主要控制系统的加载与卸载,下面就它的开启过程进行分析:

(1)当压力阀插件A口通压力油时,此压力油除直接作用于主阀芯下腔外,另外还通过阻尼孔R1、R2进入控制腔C腔和先导调压阀2之进油口,当PA低于先导调压阀的设定压力(P1)时,有PA=Pv=Pc,无液流产生,由于此时压力阀主阀芯上、下两腔的压力相等,且对于压力阀插件而言,上腔C腔之作用面积Sc大于或等于下腔A腔之作用面积SA,再加上弹簧力F作用,则有Pc×Sc+F>PA×SA;Pc=PA,SA≤Sc;主阀芯可靠关闭。

(2)当PA继续增高,且PA>P1时,先导调压阀开启,进口压力油经R1支路至先导调压阀回油箱,此时由于阻尼孔R1之阻尼作用,即阻尼孔前后出现压差(PA-Pv),有:PA>Pv,而此瞬时因R2无液流产生,所以有:Pv=Pc=P1,PA继续增高,当压差(pA-Pv)足够大时,因压差形成的向上的液压力大于弹簧力F,PA×SA—Pc×Sc>F,压力阀插件主阀芯上移,主阀阀口开启,电磁溢流阀开始起溢流作用,在此开启过程中,因R2的阻尼作用,有:Pc>Pv=P1,当压力阀插件主阀芯开度一定时,先导调压阀、主阀芯分别处于压力平衡状态,此时有;Pv=Pc=P1,在压力平衡状态下的稳态方程如下:

主阀芯流量:

q=CdπDY(2/ρ× PA)1/2

主阀芯平衡方程:

PA × SA=P1× Sc+K(Y0+Y)+CKπDY× sin2β× PA

先导调压阀流量:

qt=qRl=(πφ4 /128μl) ×(PA-P1)

式中 Cd——主阀流量系数

Cv—— 速度系数

K—— 主阀弹簧刚度

CK—— 主阀流量参数(CK=Cd×Cv)

Y0—— 主阀预压缩量

Y——主阀开口长度

β——主阀芯半锥角

q—— 主阀芯阀口流量

q1—— 先导调压阀流量等于Rl的流量gRl

μ—— 油液黏度

l,φ —— 阻尼孔R1长度和直径

这就是整个电磁溢流阀的开启过程,显然先导调压阀的设定压力值P1决定PA


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