華德電控比例變量泵A7V250EP1LZFOO

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
出色的吸油特性
允許連續(xù)運(yùn)行壓力可達(dá)25MPa
驅(qū)動(dòng)軸能承受軸向及徑向負(fù)載
控制響應(yīng)時(shí)間短
通軸結(jié)構(gòu)，可形成組合泵
理想的功率/重量比
多種控制形式

華德電磁換向閥，華德電磁閥，華德?lián)Q向閥，華德液動(dòng)換向閥，華德手動(dòng)換向閥，華德電液換向閥，華德滾輪換向閥，華德電磁溢流閥，華德先導(dǎo)溢流閥，華德直動(dòng)溢流閥，華德疊加溢流閥，華德電液溢流閥，華德單向閥，華德液控單向閥，

華德板式單向閥，華德減壓閥，華德直動(dòng)式減壓閥，均有現(xiàn)貨。
北京華德變量柱塞泵 北京華德柱塞泵 北京華德液壓馬達(dá)

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充液閥常見(jiàn)故障分析

摘 要:介紹了充液閥的工作原理及分類,列出了充液閥的常見(jiàn)故障,并加以分析,提出了預(yù)防措施。

1 引言

充液閥在液壓系統(tǒng)中,尤其是在一些大型液壓機(jī)、注塑機(jī)等設(shè)備的液壓系統(tǒng)中,是常見(jiàn)的液壓元件之一,現(xiàn)代液壓機(jī)為了提高生產(chǎn)率或熱壓成形時(shí)降低工作的溫升,要求有較快的空程速度和回程速度,往往是壓制速度的幾十倍。為了不增加(快速用)輔助液壓泵,減少功的損耗,采用充液系統(tǒng)是有效的方法。其功能是:從油箱(或充液油箱)向液壓缸或系統(tǒng)補(bǔ)充油液,以免出現(xiàn)吸空現(xiàn)象。帶控制的充液閥還能起到快速排油的作用。充液閥的使用在一定程度上可大大減小液壓泵的容量,減少系統(tǒng)發(fā)熱,提高液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度,這對(duì)大型液壓設(shè)備來(lái)講,是尤為重要的。給設(shè)計(jì)者和使用者都帶來(lái)*的益處。

但是,在實(shí)際使用過(guò)程中,由于多種原因,充液閥往往出現(xiàn)一些令人討厭的故障,如反向封閉不嚴(yán),造成卸壓;打開(kāi)時(shí),液壓沖擊過(guò)大等,從而影響主機(jī)的正常使用。因此,正確判斷故障原因并及時(shí)維修,對(duì)使用者來(lái)說(shuō)是非常重要的,對(duì)設(shè)計(jì)人員也是很有啟發(fā)的。

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充液閥的工作原理及分類

充液閥從是否可控制上來(lái)分,可分為:可控式充液閥(相當(dāng)于液控單向閥)和不可控充液閥(相當(dāng)于普通單向閥)。實(shí)際上用的較多的是可控式充液閥?？煽厥匠湟洪y又可分為:不帶卸荷裝置的普通型充液閥和帶卸荷裝置的先導(dǎo)型充液閥。裝有普通型充液閥的液壓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮增加單獨(dú)的卸壓裝置,而先導(dǎo)型充液閥在理論上可以不單獨(dú)增設(shè)卸壓裝置,但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),其卸壓效果并不理想,因此往往在系統(tǒng)中增設(shè)獨(dú)立的卸壓裝置,來(lái)減小液壓沖擊。這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮。

充液閥從閥口的工作狀態(tài)上來(lái)分,可分為:常開(kāi)式(即正常狀態(tài)時(shí),閥口打開(kāi),充液閥處于開(kāi)啟狀態(tài))和常閉式(正常狀態(tài)下,閥口關(guān)閉,充液閥處于關(guān)閉狀態(tài))。常開(kāi)式充液閥的優(yōu)點(diǎn)在于吸油充液過(guò)程中不需要克服彈簧力,減小了吸油阻力。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造要求也較高,一般情況下很少采用。因此,目前應(yīng)用較多的是常閉式可控型的充液閥(包括普通型和先導(dǎo)型)。這也是本文主要討論的。下文中所說(shuō)的充液閥均是指這種形式的充液閥。

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齒輪泵壓油腔的壓力油可通過(guò)３條途徑泄漏到吸油腔中去：一是通過(guò)齒輪嚙合處的間隙；二是通過(guò)泵體內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙；三是通過(guò)齒輪兩端側(cè)面和蓋板間的端面間隙。其中通過(guò)端面間隙的泄漏量大，占總泄漏量的75-80，壓力越高，泄漏越嚴(yán)重。因此，如果不采取措施，減小端面泄漏，齒輪泵的容積效率是很低的，只能用于低壓。為了減少泄漏，提高容積效率，用設(shè)計(jì)減小間隙的方法并不能取得好的效果,因?yàn)楸霉ぷ饕欢螘r(shí)間后，由于磨損而使間隙變大，泄漏又會(huì)增加，所以通常采用浮動(dòng)軸套、浮動(dòng)側(cè)板或撓性側(cè)板對(duì)端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒p少泄漏。是浮動(dòng)軸套式的間隙補(bǔ)償裝置。它利用泵的出口壓力油，引入齒輪軸上的浮動(dòng)軸套的外側(cè)A腔，在液體壓力作用下，使軸套緊貼齒輪3的側(cè)面，因而可以消除間隙并可補(bǔ)償齒輪側(cè)面和軸套間的磨損量。在泵啟動(dòng)時(shí)，靠彈簧來(lái)產(chǎn)生預(yù)緊力，保證了軸向間隙的密封。

浮動(dòng)側(cè)板式補(bǔ)償裝置的工作原理與浮動(dòng)軸套式基本相似，它也是利用泵的出口壓力油引到浮動(dòng)側(cè)板１的背面，使之緊貼于齒輪２的端面來(lái)補(bǔ)償間隙。啟動(dòng)時(shí)，浮動(dòng)側(cè)板靠密封圈來(lái)產(chǎn)生預(yù)緊力。是撓性側(cè)板式間隙補(bǔ)償裝置，它是利用泵的出口壓力油引到側(cè)板的背面后，靠側(cè)板自身的變形來(lái)補(bǔ)償端面間隙的，側(cè)板的厚度較薄，內(nèi)側(cè)面要耐磨如燒結(jié)有0.5-0.7mm的磷青銅），采取一定措施后，這種結(jié)構(gòu)易使側(cè)板外側(cè)面的壓力分布大體上和齒輪側(cè)面的壓力分布相適應(yīng)。

3.徑向力不平衡

齒輪泵工作時(shí)，在齒輪和軸承上承受徑向液壓力的作用。泵的下側(cè)為吸油腔，上側(cè)為壓油腔。在壓油腔內(nèi)有液壓力作用于齒輪上，沿著齒頂?shù)男孤┯?，具有大小不等的壓力，就使齒輪和軸承受到徑向不平衡力。液壓力越高，這個(gè)不平衡力就越大，其結(jié)果不僅加速了軸承的磨損，降低了軸承的壽命，甚至使軸變形，造成齒頂和泵體內(nèi)壁的摩擦等。為了解決徑向力不平衡的問(wèn)題，在有些齒輪泵上，采用開(kāi)壓力平衡槽的辦法來(lái)消除徑向不平衡力，但這將使泄漏增大、容積效率降低等。齒輪泵采用縮小壓油腔，以減少液壓力對(duì)齒頂部分的作用面積來(lái)減小徑向不平衡力，所以泵的壓油口孔徑比吸油口孔徑要小。

外嚙合齒輪泵的泄漏問(wèn)題如何解決
齒輪泵在通過(guò)密封容積變化來(lái)完成能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，由于齒輪要旋轉(zhuǎn)，零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間必須有配合間隙，因而高壓沒(méi)液沿著此間隙流回吸液腔，形成內(nèi)部泄漏。從提高容積效率的觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)盡量減小間隙，但間隙過(guò)小，將增加零件運(yùn)動(dòng)表面的摩擦損失，使機(jī)械效率下降，因此，內(nèi)部泄漏和摩擦損失對(duì)配合間隙的要求是相矛盾的。

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在齒輪泵中，作用在齒輪外圓上的壓力是不相等的，這是由于齒輪泵工作時(shí)，排油腔的油壓高于吸油腔的油壓，并且齒頂圓與泵體內(nèi)表面之間存在徑向間隙，油液會(huì)通過(guò)間隙泄漏，因此從排油腔起沿齒輪外緣至吸油腔的每一個(gè)齒間內(nèi)的油壓是不同的，壓力依次遞減，由此液體壓力而產(chǎn)生徑向不平衡力，工作壓力越大，徑向不平衡力也越大。此外，齒輪傳遞力矩時(shí)會(huì)產(chǎn)生徑向力，困油現(xiàn)象也致使齒輪泵徑向力不平衡現(xiàn)象加劇。

?齒輪泵由于徑向力不平衡，把齒輪壓向一側(cè)，使齒輪軸受到彎曲作用，降低軸承壽命，同時(shí)還會(huì)使吸油腔的齒輪徑向間隙變小，從而使齒輪與泵體內(nèi)腔產(chǎn)生摩擦或卡死，影響泵的正常工作。

?為了減小徑向不平衡力的影響，可采取縮小排油口的直徑，使高壓僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)，這樣壓力油作用于齒輪上的面積縮小了，因此徑向力也相應(yīng)減小。有些齒輪泵采用開(kāi)壓力平衡槽的辦法來(lái)解決徑向力不平衡的問(wèn)題。

1.困油現(xiàn)象

齒輪泵要能連續(xù)地供油，就要求齒輪嚙合的重疊系數(shù)大于１，也就是當(dāng)一對(duì)齒輪尚未脫開(kāi)嚙合時(shí)，另一對(duì)齒輪已進(jìn)入嚙合，這樣，就出現(xiàn)同時(shí)有兩對(duì)齒輪嚙合的瞬間，在兩對(duì)齒輪的齒向嚙合線之間形成了一個(gè)封閉容積，一部分油液也就被困在這一封閉容積中，齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，這一封閉容積便逐漸減小，當(dāng)兩嚙合點(diǎn)處于節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的對(duì)稱位置時(shí)。

封閉容積為小，齒輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，封閉容積又逐漸增大，容積又變?yōu)榇蟆Ｔ诜忾]容積減小時(shí)，被困油液受到擠壓，壓力急劇上升，使軸承上突然受到很大的沖擊載荷，使泵劇烈振動(dòng)，這時(shí)高壓油從一切可能泄漏的縫隙中擠出，造成功率損失，使油液發(fā)熱等。當(dāng)封閉容積增大時(shí)，由于沒(méi)有油液補(bǔ)充，因此形成局部真空，使原來(lái)溶解于油液中的空氣分離出來(lái)，形成了氣泡，油液中產(chǎn)生氣泡后，消除困油現(xiàn)象的方法是在齒輪泵的兩側(cè)端蓋上銑出兩個(gè)困油卸荷凹槽。卸荷槽的位置應(yīng)該使困油腔由大變小時(shí)，能通過(guò)卸荷槽與壓油腔相通，而當(dāng)困油腔由小變大時(shí)，能通過(guò)另一卸荷槽與吸油腔相通。兩卸荷槽之間的距離為，必須保證在任何時(shí)候都不能使壓油腔和吸油腔互通。按上述對(duì)稱開(kāi)的卸荷槽，當(dāng)困油封閉腔由大變至小時(shí)，由于油液不易從即將關(guān)閉的縫隙中擠出，故封閉油壓仍將高于壓油腔壓力；齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在封閉腔和吸油腔相通的瞬間，高壓油又突然和吸油腔的低壓油相接觸，會(huì)引起沖擊和噪聲。于是將卸荷槽的位置整個(gè)向吸油腔側(cè)平移一個(gè)距離，這時(shí)封閉腔只有在由小變至大時(shí)才和壓油腔斷開(kāi)，油壓沒(méi)有突變，封閉腔和吸油腔接通時(shí)，封閉腔不會(huì)出現(xiàn)真空，也沒(méi)有壓力沖擊，這樣改進(jìn)后，使齒輪泵的振動(dòng)和噪聲得到了進(jìn)一步改善。

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充液閥實(shí)質(zhì)上就是一種大型的液控單向閥。其液壓圖形符號(hào)和液控單向閥*一樣,它可使一個(gè)方向的油流無(wú)泄漏地截止,另一方向的油流可自行流通。其工作原理示意圖如圖1示,以可控式充液閥為例說(shuō)明其工作原理。

a腔通油箱,b腔接液壓缸或系統(tǒng),當(dāng)b腔出現(xiàn)負(fù)壓時(shí),油箱中的油液在大氣壓的作用下通過(guò)a腔,克服彈簧力和閥芯與導(dǎo)向部分的摩擦力,使閥芯下移,使a腔與b腔連通,油箱中的油液就會(huì)順利地通過(guò)b腔,進(jìn)入液壓缸。反之,當(dāng)b腔的壓力高于大氣壓時(shí),彈簧力使閥芯關(guān)閉。隨b腔壓力的升高,閥芯就會(huì)更緊密地壓在閥體上。它相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)啟壓力很低的單向閥。

其開(kāi)啟壓力可用下式計(jì)算:

pa=(fn+fm- w)/a1

式中 pa———開(kāi)啟壓力,pa

a1———閥口面積,m2

fn———彈簧力,n

fm———摩擦阻力,n

w———閥芯重量,n

當(dāng)液壓缸或系統(tǒng)的油需要快速排回油箱時(shí),必須借助控制油的力量。即控制油進(jìn)入閥上方的控制缸,控制活塞下移將主閥芯打開(kāi)(b腔壓力此時(shí)較低,接近于零)。此時(shí)控制油的壓力必須滿足下列條件:

pk> pb·a1+(fnk+ffk+fn+fm-wk-w)/ak

式中 pk———控制油的壓力,pa

pb———b腔壓力,pa

ak———控制活塞面積,m2

fnk———控制活塞回程彈簧力,n

ffk———控制活塞摩擦力,n

wk———控制活塞重量,n

當(dāng)b腔的油液不需排回油箱時(shí),只需降低控制油壓(通常情況下,通過(guò)相關(guān)控制閥使控制油口與油箱連通,使之壓力接近于零)?？刂苹钊趶椈闪ψ饔孟律仙?主閥芯在復(fù)位彈簧作用下使閥口關(guān)閉。

對(duì)充液閥性能的要求主要有:

①反向泄漏。要求閥口處能?chē)?yán)密封閉,不允許有泄漏或只允許有極微量的泄漏。否則會(huì)增加系統(tǒng)的能量消耗,延長(zhǎng)液壓缸的升壓時(shí)間,降低設(shè)備的生產(chǎn)效率,其至達(dá)不到規(guī)定的工作壓力,影響工件的加工質(zhì)量;

②正向開(kāi)啟壓力。充液閥充液時(shí)是靠自吸開(kāi)啟的,因此要求充液閥的正向開(kāi)啟壓力盡可能低。一般要求的開(kāi)啟壓力為0·007~0·03 mpa;

③壓力損失。充液閥的壓力損失較一般單向閥和液控單向閥的壓力損失小,以便快速充液和排油;

④控制壓力。充液閥的控制壓力取決于充液閥的結(jié)構(gòu)和液壓缸內(nèi)的壓力。一般不宜使用過(guò)高控制壓力,否則將引起設(shè)備的沖擊和振動(dòng)。