液压缸典型控制回路可靠性分析.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 0 3 ． 2 01 3 液压缸典型控制回路可靠性分析 马宪亭 淮安信息职业技术学院， 江苏 淮安2 2 3 0 0 3 摘要 分析了液压缸的锁 紧和顺序动作典型控制 回路 ， 结合在应用 中出现 的问题 ， 提 出了改进措施 ， 为液压系统的设计提供了依据 。 关键词 液压缸 ； 控制 回路 ； 分析 中图分类号 T H1 3 7 ． 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 3 0 0 4 9 0 3 Re h a b i h t y Ana l y s i s o f Ty p i c a l Co nt r o l Ci r c ui t f o r Hy d r a u l i c Cy l i nd e r MA Xi a n t i n g H u a i ’ a n C o l l e g e o f I n f o r ma t i o n T e c h n o l o g y ， Hu a i ’ a ll 2 2 3 0 0 3 ， C h i n a Ab s t r a c t An aly s i s o f t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r l o c k a n d o r d e r a c t i o n t y p i c a l c o n t r o l c i r c u i t ， a i mi n g a t t h e a p p l i c a t i o n t o t h e p r o b l e ms ， a n d p u t s f o r w a r d t h e me a s u r e s f o r i mp r o v i n g t h e d e s i g n o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m t o p r o v i d e t h e b a s i s ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c c y l i n d e r ； c o n t r o l l o o p； a n aly s i s O 引言 液压缸是重要的液压执行元件 ，它在工作 中的锁 紧和顺序动作常采用锁紧控制回路和顺序控制回路实 现 ， 如果控制回路设计 和控制元件选用不合理 ， 就会 出 现液压缸控制失效的现象 ， 在应用中必须引起重视 。 本文针对几种典型的液压锁紧和顺序动作控制回 路 ， 分析了工作特点和失效原 因， 提出了改进措施。 1 双 向液压锁紧 回路 为了提高锁紧的可靠性 ，常采用换向阀与两个液 控单向阀联合使用 ， 又称作双向液压锁。双向液压锁紧 实际上是两个液控单 向阀之 间相互联系 ，分别对液压 缸的两腔进行控制 的常用锁紧方式 。由于液控单向阀 有 良好 的密封性能 ， 即使在外力作用下 ， 也能使执行元 件长期锁紧。但是 ， 一定要注意换 向阀的中位机能必须 是 Y型 或 H型 。 如图 1 所示为液压支架推移缸液压系统 。 要求缸 6 在运行 中能在任意位置停止 ， 不可以窜动 ， 缸的锁紧回 路由双 向液压锁 5和换 向阀 3组成 ，调速 回路采用调 速阀和单向阀组成的桥式 回路 。系统的工作压力 由溢 流 阀 2调 定 。 在实际工作中 ， 电磁换 向阀处于 中位时 ． 活塞不能 立 即定位停止 ， 出现了窜动现象 。 收稿 日期 2 0 1 2 1 0 1 5 作者简 介 马宪亭 1 9 6 1 一 ， 男 ， 山东郓 城人 ， 高级工程师 ， 副 教授 ， 主要从 事机 电一体化 、 液压 与气动技术方 面的教学与科研工作 。 分析原因， 系统中采用了三位四通 0型电磁阀 ． 当 电磁阀 3切换至 中位时，液压缸 6和电磁阀 3之间 的 油路被封闭 ，双 向液压锁 5控制油路 中的油液不能全 部回油箱 ， 剩余部分仍能维持一定的油压力 ， 使双 向液 压锁 5不能马上关闭 ， 直到控制油路卸压后才关闭。因 此 ， 在电磁阀 3切换至中位到活塞停止要有一段时间， 就出现了活塞窜动现象。解决办法是将 电磁阀 3改为 H 或 Y 型机能 ， 当电磁阀 3处于中位时 ， 双向液压锁 5 的控制油液立即与油箱接通 ， 压力迅速下降， 液控单向 阀 5才能够及时关闭起到锁紧作用 。 6 5 4 3 2 l 一 液压泵2 一 溢流阀3 一 电磁闽4 一 调速 回路 5 一 双向液压锁6 一 液压缸 图 1 液压支架锁紧液压系统 2 双向液压锁紧防温度变化回路 锁 紧回路的典 型结构如 图 2 a所示 ，当换 向阀 Y 4 9 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 3年 第 O 3期 型 处于中位时， 液压缸被两个液控单向阀双向锁紧。 在 正常运行时 ， 锁紧回路没有问题 ， 当环境温度剧烈变化 时 ， 常常出现回路压力升高， 液压缸不能锁紧等现象 。 3 a 未装溢流阀 b 装有镒流阀 1 、 3 - 溢流阀2 一 液压锁 图 2双向液压 防温锁 紧回路 为防止温度剧烈变化对液压锁的影响 ，对原锁紧 回路进行改进 。 在液压缸 的两腔分别并联一个溢流 阀， 如图 2 b所示 ， 当温度发生变化致使液压缸两腔压力超 过溢流 阀的调定压力时 ， 溢流阀打开 ， 从而限制 了液压 缸 内的最高压力 ， 保持液压缸不动。 3 液压缸任意位置锁紧防干扰 回路 如图 3所示为专用液压设备控制回路 ， 设计要求液 压缸能前进 、 后退和能在其行程中的任意位置上停止。 2 1 一 三 位 四通 电 磁 阀2 一 二 位 三 通 液 动 闽3 一 节 流 阀 图 3 液压缸锁紧无防干扰 回路 在调试 中发现 ，当使 1 Y A通 电，电磁 阀 l 处于右 位 ， 液动阀 2处于左位时 ， 液压缸活塞 向左运动 ； 当把 1 Y A断电时， 电磁阀 1本应处于 中位 ， 液动阀 2处于右 位 ， 液压缸活塞应该停止运动 ， 但是 ， 液压缸活塞没有 停止而是继续向左运动 ， 直至到达终点才停止。 经分析 、 检测得知 ， 二位三通液动阀 2没有及时换 位 ， 原因是液动阀 2的左端控制油路与具有一定背压的 液压缸有杆腔回油路相通 ，由于回油路上的背压干扰 ， 使液动阀 2不能复位至右位 ， 液压缸不能马上停止。 将液压系统进行改进 ， 如图 4所示 ， 当 2 YA通电时 电磁阀 3处于右位 ， 液压油通过 电磁 阀 3进入液动阀 2 5 0 的右端 ，使液动阀 2达到右位 ，液压缸活塞腔进入油 液 ，液压缸向左运动；当 2 Y A断电时电磁 阀 3处于左 位 ， 液动阀 2不再受液压缸 回油压力 的干扰 控制 立 即处于左位 ， 液压缸得不到液压油而停止运动 ， 达到了 设计要求 。因此 ， 在设计使用 中如果有液动换向阀， 应 该注意其控制油路与主回油路 的干扰问题。 1 - 二 位 三 通 电磁 阀2 一 二 位 三通 液动 阀 3 一 二位 四通 电磁 阀4 一 节 流阀 图 4液压缸锁紧有防干扰 回路 4 顺序动作控制回路 如 图 5所示 为专用机床双缸顺序动作控制 回路 。 液压缸 I和缸 Ⅱ的伸 出速度 由安装在无杆腔上的单 向 节流阀 3 、 4控制 ， 动作顺序由直动式顺序阀 1 控制。在 实际运行中出现液压缸 Ⅱ无法动作或缸 I、Ⅱ同步伸 出等现象。 I Ⅱ I、 Ⅱ一} 硬压 缸 1 一 溢流阀2 一 三位 四通电磁阀 3 、 4 一 单 向节流阀5 一 直动式顺序阀 图 5直 动式顺序 阀控制 回路 分析原 因，直动式顺序 阀 5的开启压力来 自于单 向节流 阀 3的进油端 ， 当液压缸 I伸出时， 溢流 阀 1 处 于打开稳压状态 。 此时单 向节流 3的进油端与溢流阀 1 的调定压力相同。即使液压缸 I运动结束 ， 压力也保持 不变。如果使液压缸 Ⅱ运动 ，直动式顺序阀 5必须开 启 ， 如果顺序 阀开启压力高于这个压力 ， 直动式顺序阀 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ， NO ． O 3 ． 2 0 1 3 脱硫倾翻车液压系统一例典型故障分析与诊断 肖矿荣， 田彩蓉 ， 方 涛 ， 李宏磊 武汉钢铁集团公司 ， 湖北 武汉4 3 0 0 8 0 摘要 根据脱 硫倾 翻车液压 系统 的工作原理 ， 对倾 翻车液压 系统 出现 的一例典型故障进行了分析 与诊断 。 关键词 脱硫倾 翻车 ； 液压系统 ； 故 障 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 3 0 0 5 1 0 2 The Ty p i c a l F a u l t Ana l y s i s a n d Di a g no s i s o f Hy d r a ul i c S y s t e m f o r t h e De s u l ffu r i z a i o n Ro l l o v e r Ca r X／ A0 Ku an g -r o n g， T I AN Ct r o n g． t e A t TE H LI Ho n g- l e i Wu h a n I r o n a n d S t e e l G r o u p C o r p o r a t i o n ， Wu h a n 4 3 0 0 8 0， C h i n a Ab s t r a c t B a s e d o n t h e o p e r a t i o n p rin c i p l e o f t h e D e s u l f r u r i z a i o n Ro l l o v e r Ca r h y d r a u l i c s y s t e m， t h e t y p i c a l f a i l u r e a n a l y s i s i s p r e s e n t e d ， a n d t h e c o n t r o l me a s u r e s i S r a i s e d ． Ke y wo r d s D e s u l f r u riz a i o n Ro l l o v e r Ca r ； h y d r a u l i c s y s t e ms ； f a i l u r e O 引言 脱硫倾 翻车是某钢厂铁水预处理工艺环节 中的关 键设备之一 ， 它的作用是用于承载铁水罐 ， 铁水罐在倾 翻车上先完成对铁水的搅拌 ， 然后进行扒渣处理 ， 在进 行扒渣前需要通过倾翻车上两个液压缸的升降来实现 收稿 日期 2 0 1 2 0 9 1 4 作者简介 肖矿荣 1 9 8 2 一 ， 男 ， 陕西渭南人 ， 工程 师 ， 本科 ， 主要研究方 向 为连铸机设备维护工作。 5就不会开启 ， 液压缸 Ⅱ无法动作 ， 如果低于这个压力 ， 在液压缸 I活塞开始伸 出时 ，直动式顺序阀阀 口过早 打开， 出现液压缸 Ⅱ与液压缸 I同步伸出现象 ， 使得压 力顺序控制失效。 改进措施 如 图 7所示 ， 把直动式顺序阀换成外控 式顺序 5 。 控制油 口在单 向节流 阀 3后与液压缸 I的活 塞腔直接相通 ， 与溢流阀 1的压力无关 ， 溢流阀 1不会 对外控顺序阀 5的启闭产生影响 。只有 当液 压缸 I 活 塞杆运动结束 ．其无杆腔压力上升至外控顺序 阀 5的 开启压力时 ， 外控顺序阀 5进 、 出油 口才会导通 ， 压力 油进入液压缸 Ⅱ无杆腔 ，从而保证了在压力控制下的 顺序动作 。 5 结束语 液压缸 的控制受诸多因素 的影响 ．严重时干扰液 压系统的正常工作 ， 在实际工作 中， 力求简单 、 可靠 ， 设 铁水 罐 的倾 翻 。 l K R铁水倾翻车液压系统工作原理 工作原理 液压泵处 于工作状态 ， YH1 不得 电 如 图 1 所 示 1 倾翻车向上倾翻 电磁铁 Y H 3得电， 来 自液压 泵 1的液压油经过单向阀 4 、 换 向阀 6右位 、 平衡阀 7 、 单向节流阀 8 、液控单向阀 1 1 ． 1 、 1 1 ． 2到达两个液压缸 的无 杆腔 ．同时有杆腔 的油液回油箱 ，推动活塞杆伸 计应从工作要求 、 元件选用和配置 、 系统整体等方面考 虑 ， 提高液压控制系统的可靠性 。 参考 文献 [ 1 】 朱 瑞滨． 液控单 向 阀与双 向液压锁 的正确选用 [ J ] ． 液 压与气 动，2 0 0 1 ， 9 ． 【 2 】 黄 海涛． 液压 缸同步 回路 的设计 与应用【 J ] ． 流体传动 与控制， 2 0 0 6 ， 9 ． 【 3 】 绍俊鹏， 等． 液压系统设计禁忌【 M 】 ． 北京 机械工业 出版社， 2 0 0 8 ． [ 4 ] 葛 E柱， 胡 军科 ． 液 压系统 限速与锁 紧回路分析[ J 】 ． 机床与 液 压， 2 0 1 0 ， 6 ． [ 5 ] 刘浩亮． 温度 冲击对液压锁紧 回路的影 响分析[ J ] ． 筑路 机械与 施工机械化， 2 0 1 1 ， 6 ． 【 6 ] 宋亚林． 使用双 向液压锁后液压缸平稳性 的改善方法[ J ] ． 机床 与液压， 2 0 1 1 ， 4 ． [ 7 】 宋亚林． 液压锁 紧回路设计应注意的几个 问题【 J ] ． 鄂州 大学 学 报， 2 0 1 2 ， 2 ． 51