浅析液压油缸的非正常爬行问题.pdf

2 0 1 2年 4月 第 4 0卷 第7期 机床与液压 MACHI NE T0OL HYDRAUL I C S Ap r ．2 01 2 Vo 1 ． 4 0 No ． 7 1 0 I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 0 7 ． 0 6 3 浅析液压油缸的非正常爬行 问题 蒋玲玲 ，于斐 1 ．郑州科技 学院，河南郑州 4 5 0 0 6 4 ； 2 ．南昌航 空大学，江西南昌 3 3 0 0 6 3 摘要通过分析实际工作中的液压油缸非正常爬行问题，提出几种简单可行的改进方案，为实际中相关问题的解决提 供参考。 关键词 液压油缸 ；非正常爬行 ；改进方案 中图分类号T H 1 3 7 ． 7 文献标识码 B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 7 2 1 0 2 液压油缸在工作 中常会 因为某些 原 因发生爬 行 ， 文中介绍的这种爬行伴随有强烈的短幅振动，作者将 该问题定义为非正常爬行 问题 。 1 原系统工作概况 如 图 1所 示 ，该 系 统由 电 磁 换 向 阀 1 、调 速 阀 2 、动作 油 缸 3及 液控 单 向 阀 4构 成 ，该 系统采用了实际工作 中 应用 较 多 的 回油 调 速 ， 并且 选 用 了 中位 机 能 为 M 的 电磁换 向 阀，用 以 保持工作停 留过程中油 缸 3内部 的压 力。 负载 G上 升 动作 油 路 电磁 换 向 阀 1左 端 电磁 铁得 电 ，高 压油 液 l 一 电磁 换 向阀 卜调速 阀 卜 油缸 4 _ 液 控单 向阀 图 1 原液压系统 经过电磁换向阀1的左位后将液控单向阀4反向打开， 同时油液经过调速阀2进入油缸 3的无杆腔，油液推 动油缸活塞 向上运动 ，油缸 3有杆 腔的油液则 通过被 反向打开的液控单 向阀4及 电磁换 向阀 1回到油箱 。 负载 G下降动作油路 电磁换向阀 1 右端电磁铁 得 电 ，高压油液经过电磁换 向阀 1 的右位 后经过液控 单向阀4进入油缸 3的有杆腔，油缸活塞在油液压力 及负载G的共同作用下向下运动，油缸 3无杆腔的油 液则通过调速阀 2 及电磁换向阀1回到油箱。 整个液压系统设计较简单紧凑 ，但是在实际工作 过程中出现 了低速爬行及强烈振动等非正 常工况 ，并 且在负载上升过程中该爬行及振动情况较严重。 2 爬行机理分析 液压油缸工作时出现爬行现象的原因和一般排除 方 法如下 1 缸 内有 空气侵入 。应增设排气装 置 ，或者使 液压 缸以最大行 程快速运动 ，强迫排除空气 。 2 液压油缸 的端盖处 密封 圈压得 太 紧或太 松 。 应调整 密封圈使 之有适 当的松 紧度 ，保证 活塞杆能用 手来 回平 稳地拉 动而无 泄漏。 3 活塞与活塞杆同轴度不好。应校正、调整。 4 液压油缸安装后与导轨不平行。应进行调整 或 重新安装 。 5 活塞杆弯曲。应校直活塞杆。 6 活塞杆 刚性差 。加 大活塞杆 直径 。 7 液压油 缸运 动零件 之问间隙过大 。应减小配 合 间隙。 8 液压油 缸的安 装位置偏移 。应检查液压缸与 导轨的平 行度 ，并校正 。 9 液压油缸内径线性差 鼓形 、锥形等 。应 修复，重配活塞 。 1 0 缸内腐蚀 、拉毛。应去掉锈蚀和毛刺 ，严 格 时应 镗磨 。 1 1 双出杆活塞缸的活塞杆两端螺帽拧得太 紧 ， 使其同心不良。应略松螺帽，使活塞处于 自然状态。 综上所述 ，液压油缸在工作过程 中出现爬行及 振 动情况 的主要原 因有机 械原因及液压原 因。 首先 ，机械原 因主要 是零 件加工时 的尺寸是否满 足设计要求，考虑油缸的加工情况。作者查阅了相关 资料，并测量零件尺寸，发现机械原因并不是导致该 油缸爬行及振动 的主要原 因 ，所 以 ，该种 工况 应该主 要是 由液压原 因造成 的。 其 次 ，液压原 因主要是 考虑系统压力及流量是否 满足要求，并且该种工况是带负载的运动方式 ，要考 虑负载运动时是否有足够的背压支持。 收稿 日期 2 0 1 1 0 2 2 4 作者简介蒋玲玲 1 9 8 4 ～ ，女，目前主要从事机械与液压相关专业的研究。E～m a i l j i a n g l l i n g l i n g 1 6 3 ． e o m。 第 7期 蒋玲玲 等浅析液压油缸的非正常爬行问题 2 1 1 3处理方案分析 由于文中研究的爬行问题出现在负载上升及下降 两个过程，所以作者将从以下两种工况分别分析。 1 负载上 升时的运动分析 由于该工况的负载较重，在负载上升时也应该考 虑在回油路留足背压，这样有两种选择 ① 在液控 单 向阀 4与油 缸 3的 B 之 间增加 一个 背压 阀 ，用 以 调节有杆腔的背压，原理图如图2所示。 该 系统 的工作 原 理 与原 系统 类 似 ，当负 载 上升 时 ，可 通过调节 背 压 阀 5 ，从 而 控 制 负 载上 升 的速 度 ，使 系统的流量与负载 的运动速度相协调 。 ② 将电磁换向阀 1的左位机能改为 K型，使负 载在上升时的油路构成差动连接 ，进而控制负载的运 动速度 ，该种方法可 以有效减小负载上升 时的振 动幅 度 。原理 图如 图 3 所 示。 1 一 电磁换 向阀 2 调速 阀 卜 油缸 4 一 液控单 向阀 5 一背压 阀 6 ． 一 3 Bl A1 【 l All B I l X n l 一 电磁换 向阀 2 --调速 阀 3 一 油缸 4 一液控单 向阀 图 2 液压 系统 加 图 3 液压系统 电磁换 向 背压阀 阀左位机能为 K型 图 3中，当电磁换 向阀 1 左端得 电时 ，高压 油液 通过 P口同时供给 A与 B端 ，但 由于油缸 3有杆腔 面积与无杆腔面积的关系，油液进入油缸 3的无杆 腔，而油缸 3有杆腔内的油液会通过被反 向打开的液 控单 向阀 4及 电磁换 向阀 1的左 位 同样 进入 到油缸 3 的无杆腔 ，从原理上控制了进入油缸 3无杆腔的油 量，这样就控制了负载上升的速度。 2 负载下降时的运动分析 由于负载在下降时，压力油液要克服负载做功， 所以在进行分析时就要考虑系统是否有足够的背压， 一 般可以通过调节图 1中的调速阀2间接调节负载下 降时的背压。如果调节该调速阀2并不能起到很好的 效果 ，则可以增加单 向顺序阀。原理图如图 4所示， 在调速阀2与油缸4之间增加单向顺序阀。 l 一 电磁 换 向阀 2 一 调 速 阀 3 一 单 向顺 序 阀 4 一 油 缸 液 控 单 向 阀 图4 液压系统 加单向顺序阀 负载上升时的油路分析当电磁换向阀 1 左端电 磁铁得电时，高压油液通过电磁换向阀 1 左位后，依 次通过调速阀 2 、单 向顺序 阀 3 进入油缸 4的无杆腔 ， 油液推动活塞带动负载 G上升 ，同时油缸 4有杆腔 的 油液通过被反向打开的液控单 向阀 5及 电磁 换 向阀 1 回到油箱 。 负载下降时的油路分析当电磁换向阀 1 右端电 磁铁得 电时 ，高压油 液通过 电磁换 向阀 l 右位后 ，通 过液控单向阀5进入油缸 4的有杆腔，油液推动活塞 带动负载 G下降，油缸4的无杆腔内的压力油液经过 单向顺序阀3 、调速阀 2及电磁换向阀 1回到油箱。 可以通过调节单向顺序阀的压力来控制负载下降的速 度。采用该种方案，也可根据现场具体工况将图4中 的调速阀2去掉 ，尽量减少影响压力损失。 4小 结 介绍了某种实际工况中的液压油缸爬行问题 ，针 对该问题提出多种改进方案，并结合各种方案的液压 系统工作原理图对相应解决方案进行 了详尽的分析。 文中所提出的方案简单实用，对实际工作中相关问题 的分析有较强的参考价值。 参考文献 【 1 】赵静一， 曾辉 ， 李侃． 液压气动系统常见故障分析与处理 [ M] ． 北京 化学工业出版社， 2 0 0 9 ． 【 2 】刘延俊． 液压系统使用与维修 [ M] ． 北京 化学工业出版 社 ， 2 0 0 6 ． 【 3 】左健民． 液压与气压传动[ M] ． 北京 机械工业 出版社， 1 9 9 9． 【 4 】 许贤良， 王传礼． 液压传动[ M] ． 北京 国防工业出版社， 2 m7