液控單向閥鎖死的原因分析與研究

2009-11-10 李云邯鄲紡織機(jī)械有限公司

　　液控單向閥是允許油液向一個(gè)方向流動(dòng)，反向流動(dòng)則必須通過液壓控制來實(shí)現(xiàn)的單向閥。在液壓系統(tǒng)中，為了使執(zhí)行元件停止在固定位置，并防止其停止后竄動(dòng)，一般采用鎖緊回路。在精度要求較高的場(chǎng)合，多使用液控單向閥。但是，當(dāng)選用的液控單向閥與系統(tǒng)的壓力及被鎖緊的最大負(fù)載之間不匹配時(shí)，就會(huì)使液控單向閥鎖死。

1、液控單向閥鎖死的現(xiàn)象

　　在打包機(jī)工作中，當(dāng)打包機(jī)的主壓向下壓縮時(shí)，由于纖維與壓縮箱壁的摩擦，使門鎖帶動(dòng)鎖門液壓缸向上竄動(dòng)而將門打開，導(dǎo)致打包機(jī)不能正常工作。為了解決這個(gè)問題，在打包機(jī)的鎖門機(jī)構(gòu)回路中，增加了雙向液控單向閥，以此來保證鎖門液壓缸的穩(wěn)定性（見圖1）。但是，在實(shí)際的應(yīng)用中卻出現(xiàn)鎖門液壓缸不動(dòng)作這種現(xiàn)象。

鎖門機(jī)構(gòu)液壓原理圖

圖1 鎖門機(jī)構(gòu)液壓原理圖

1-門鎖　2-鎖門液壓缸　3-單向節(jié)流閥　4-雙向液控單向閥　5-電磁換向閥

　　當(dāng)打包機(jī)不進(jìn)行實(shí)物打包，空車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主壓頭運(yùn)行到下限位，鎖門液壓缸動(dòng)作使鎖門機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動(dòng)，從而使箱門打開，鎖門機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)靈活。但是當(dāng)進(jìn)行實(shí)物打包時(shí)，鎖門液壓缸卻不動(dòng)作，箱門打不開。經(jīng)過仔細(xì)的觀察、研究，發(fā)現(xiàn)主壓液壓缸向下壓縮時(shí)，箱門給門鎖1 一個(gè)向上的力，此力把鎖門液壓缸2 的活塞向外拉出了一段距離。因?yàn)橐簤焊子袟U腔回油被雙向液控單向閥4封住，所以在鎖門液壓缸有桿腔內(nèi)產(chǎn)生了很大的壓力，這個(gè)壓力把液控單向閥閥芯封死。當(dāng)液壓缸的無桿腔進(jìn)油，產(chǎn)生的壓力即系統(tǒng)的額定壓力打不開液控單向閥閥芯，液壓缸有桿腔不能回油，所以鎖門液壓缸沒有動(dòng)作。當(dāng)把液壓缸有桿腔內(nèi)的壓力泄掉，拆開液控單向閥，把單向閥閥芯取出不用，再進(jìn)行打包，一切動(dòng)作都正常了。

2、液控單向閥鎖死的原因分析

　　為了解決這個(gè)問題，首先要知道雙向液控單向閥的結(jié)構(gòu)原理，研究其受力狀況，才能找到液控單向閥鎖死的原因，從而找到解決的方法。

2.1、雙向液控單向閥的工作原理

　　雙向液控單向閥的結(jié)構(gòu)如圖2所示。它由兩個(gè)液控單向閥組成，共用一個(gè)閥體1 和控制活塞2。當(dāng)通口A通壓力油時(shí)，通口A和B相通，同時(shí)油液又使右閥打開，保持通口C和D相通。同樣，當(dāng)通口C通壓力油時(shí)，通口C和D相通，通口A和B也相通。而當(dāng)通口A和C 都不通壓力油時(shí)，B和D被兩個(gè)單向閥封閉，執(zhí)行元件被雙向鎖住。

雙向液控單向閥的結(jié)構(gòu)圖

圖2 雙向液控單向閥的結(jié)構(gòu)圖

1-閥體　2-控制活塞　3-頂桿

2.2、理論計(jì)算

　　分析雙向液控單向閥的受力狀況，找到反向開啟的條件。

(1) 使液控單向閥反向開啟的力Rk：

R_k=p_eS_k=p_en_kS_v

式中p_e———液壓缸無桿腔內(nèi)的壓力，單位為Pa；
　　S_k———液控單向閥內(nèi)控制活塞的有效作用面積，單位為m²；
　　n_k———開啟比，n_k=S_k/S_v；
　　S_v———液控單向閥閥芯關(guān)閉時(shí)的有效作用面積，單位為m²。

(2) 負(fù)載產(chǎn)生的使液控單向閥閥芯關(guān)閉的力R₁：

R₁=p₁S₁

式中p₁———負(fù)載在液壓缸有桿腔內(nèi)產(chǎn)生的單位靜壓力，單位為Pa，p₁=F/S₁；
　　F———液控單向閥內(nèi)要鎖住的負(fù)載力，單位為N；
　　S₁———液壓缸有桿腔內(nèi)的有效作用面積，單位為m²。

(3) 由于液壓缸無桿腔內(nèi)的壓力p_e

　　使液壓缸有桿腔內(nèi)產(chǎn)生的壓力p₂：

p₂=np_e

式中n———液壓缸的速比，n=S₂/S₁；
　　S₂———液壓缸無桿腔內(nèi)的有效作用面積，單位為m²。

(4) 壓力p₂

　　產(chǎn)生的使液控單向閥閥芯關(guān)閉的力R₂：

R₂=p₂S_v=np_eS_v

(5) 使液控單向閥閥芯關(guān)閉的合力R_b：

R_b=R₁+R₂+R_c=p₁Sv+np_eS_v+R_c

式中R_c———彈簧的壓力，單位為N。

(6) 要使液控單向閥能夠反向開啟的條件為：R_k>R_b，即：p_e(n_v－n)>F/S₁+R_c/S_v�？梢娭挥袧M足上式液壓缸才能有動(dòng)作。由上式可知：①當(dāng)液控單向閥的開啟比大于液壓缸的速比時(shí)，才有可能打開液控單向閥，油液才能反向流動(dòng)。帶有預(yù)泄壓功能的先導(dǎo)式單向閥開啟比比較大，可以滿足使用鎖緊壓力，這是選用液控單向閥時(shí)應(yīng)特別注意的問題。