单向阀的使用与维修

3.23.23.23.2单向阀的使用与维修3.2.33.2.33.2.33.2.3单向阀使用注意事项及故障诊断与排除单向阀使用维修应注意以下事项：1)1)1)1)正常工作时，单向阀的工作压力要低于单向阀的额定工作压力；通过单向阀的流量要在其通径允许的额定流量范围之内，并且应不产生较大的压力损失。2)2)2)2)单向阀的开启压力有多种，应根据系统功能要求选择适用的开启压力，应尽量低，以减小压力损失；而作背压功能的单向阀，其开启压力较高，通常由背压值确定。3)3)3)3)在选用单向阀时，除了要根据需要合理选择开启压力外，还应特别注意工作时流量应与阀的额定流量相匹配，因为当通过单向阀的流量远小于额定流量时，单向阀有时会产生振动。流量越小，开启压力越高，油中含气越多，越容易产生振动。4)4)4)4)注意认清进、出油口的方向，保证安装正确，否则会影响液压系统的正常工作。特别是单向阀用在泵的出口，如反向安装可能损坏泵或烧坏电机。单向阀安装位置不当，会造成自吸能力弱的液压泵的吸空故障，尤以小排量的液压泵为甚。故应避免将单向阀直接安装于液压泵的出口，尤其是液压泵为高压叶片泵、高压柱塞泵以及螺杆泵时，应尽量避免。如迫不得已，单向阀必须直接安装于液压泵出口时，应采取必要措施，防止液压泵产生吸空故障。如采取在联接液压泵和单向阀的接头或法兰上开一排气口。当液压泵产生吸空故障时，可以松开排气螺塞，使泵内的空气直接排出，若还不够，可自排气口向泵内灌油解决。或者使液压泵的吸油口低于油箱的最低液面，以便油液靠自重能自动充满泵体；或者选用开启压力较小的单向阀等措施。5)5)5)5)单向阀闭锁状态下泄漏量是非常小的甚至于为零。但是经过一段时期的使用，因阀座和阀芯的磨损就会引起泄漏。而且有时泄漏量非常大，会导致单向阀的失效。故磨损后应注意研磨修复。6)6)6)6)单向阀的正向自由流动的压力损失也较大，一般为开启压力的3333~~~~5555倍，约为0000....2222~~~~0000....4MPa4MPa4MPa4MPa，高的甚至可达0000....8Mpa8Mpa8Mpa8Mpa。故使用时应充分考虑，慎重选用，能不用的就不用。单向阀的常见故障及诊断排除方法见表3333————llll。表3-3-3-3-1111单向阀的常见故障及诊断排除方法3.2.43.2.43.2.43.2.4液控单向阀使用注意事项及故障诊断与排除液控单向阀使用维修应注意以下事项：1111）必须保证液控单向阀有足够的控制压力，绝对不允许控制压力失压。应注意控制压力是否满足反向开启的要求。如果液控单向阀的控制引自主系统时，则要分析主系统压力的变化对控制油路压力的影响，以免出现液控单向阀的误动作。2222）根据液控单向阀在液压系统中的位置或反向出油腔后的液流阻力((((背压))))大小，合理选择液控单向阀的结构((((简式还是复式?)?)?)?)及泄油方式((((内泄还是外泄?)?)?)?)。对于内泄式液控单向阀来说，当反向油出口压力超过一定值时，液控部分将失去控制作用，故内泄式液控单向阀一般用于反向出油腔无背压或背压较小的场合；而外泄式液控单向阀可用于反向出油腔背压较高的场合，以降低最小的控制压力，节省控制功率。如图3-63-63-63-6所示系统若采用内卸式，则柱塞缸将断续下降发出振动和噪声。当反向进油腔压力较高时，则用带卸荷阀芯的液控单向阀，此时控制油压力降低为原来的几分之一至几十分之一。如果选用了外泄式液控单向阀，应注意将外泄口单独接至油箱。另外，液压缸无杆腔与有杆腔之比不能太大，否则会造成液控单向阀打不开。图3-63-63-63-6液控单向阀用于反向出油腔背压较高的场合3333）用两个液控单向阀或一个双液控单向阀实现液压缸锁紧的液压系统中，应注意选用YYYY型或HHHH型中位机能的换向阀，以保证中位时，液控单向阀控制口的压力能立即释放，单向阀立即关闭，活塞停止。假如采用OOOO型或MMMM型机能，在换向阀换至中位时，由于液控单向阀的控制腔压力油被闭死，液控单向阀的控制油路仍存在压力，使液控单向阀仍处于开启状态．而不能使其立即关闭，活塞也就不能立即停止，产生了窜动现象。直至由换向阀的内泄漏使控制腔泄压后，液控单向阀才能关闭，影响其锁紧精度。但选用HHHH型中位机能应非常慎重，因为当液压泵大流量流经排油管时，若遇到排油管道细长或局部阻塞或其他原因而引起的局部摩擦阻力((((如装有低压滤油器、或管接头多等))))，可能使控制活塞所受的控制压力较高，致使液控单向阀无法关闭而使液压缸发生误动作。YYYY型中位机能就不会形成这种结果。4444）工作时的流量应与阀的额定流量相匹配。5555）安装时，不要搞混主油口、控制油口和泄油口，并认清主油口的正、反方向，以免影响液压系统的正常工作。6666）带有卸荷阀芯的液控单向阀只适用于反向油流是一个封闭容腔的情况，如油缸的一个腔或蓄能器等。这个封闭容腔的压力只需释放很少的一点流量，即可将压力卸掉。反向油流一般不与一个连续供油的液压源相通。这是因为卸荷阀芯打开时通流面积很小，油速很高，压力损失很大，再加上这时液压源不断供油，将会导致反向压力降不下来，需要很大的液控压力才能使液控单向阀的主阀芯打开。如果这时控制管道的油压较小，就会出现打不开液控单向阀的故障。7777）图3-73-73-73-7所示系统液控单向阀一般不能单独用于平衡回路。图3-73-73-73-7平衡回路否则活塞下降时，由于运动部件的自重使活塞的下降速度超过了由进油量设定的速度，致使缸6666上腔出现真空，液控单向阀4444的控制油压过低，单向阀关闭，活塞运动停止，直至油缸上腔压力重新建立起来后，单向阀又被打开，活塞又开始下降。如此重复即产生了爬行或抖动现象，出现振动和噪声。在无杆腔油口与液控单向阀4444之间串联一单向节流阀5555，系统构成了回油节流调速回路。这样既不致因活塞的自重而下降过速，又保证了油路有足够的压力，使液控单向阀4444保持开启状态，活塞平稳下降。换向阀3333应采用HHHH或YYYY型机能，若采用MMMM型机能((((或OOOO型机能))))，则由于液控单向阀控制油不能得到即时卸压，将回路锁紧。从而使工作机构出现停位不准，产生窜动现象。液控单向阀常见故障及诊断排除方法见表3333————2222。表3333————2222液控单向阀的常见故障及诊断排除方法3.2.53.2.53.2.53.2.5单向阀造成液压泵吸空故障的分析与排除在液压系统中，一般在液压泵的出口处安装一个单向阀，用以防止系统的油液倒流和因负载突变等原因引起的冲击对液压泵造成损害。单向阀设置不当会引起液压泵的吸空故障。1111故障现象与排除过程在调试某液压系统时，液压泵启动后，系统始终没有压力。仔细检查和分析后，判断是液压泵没有流量输出所致。将液压泵出口管道接头松开，启动液压泵，果然没有流量输出。为排除故障，解决液压泵没有流量输出的问题，检查后确认：①电机转向与液压泵旋向相符；②液压泵的进出油口连接正确；③油箱中油液达到足够高的液位；④油温正常,,,,油液粘度满足液压泵的使用要求；⑤电机的转速符合液压泵的使用要求。该泵装置是立式安装的，电机在油箱盖板上面，液压泵在油箱盖板下面，为此将泵装置吊起，对泵的吸入系统进行检查,,,,确认：①吸油管道不漏气；②吸油口滤油器淹没在液面以下足够多；③吸油滤油器没有堵塞，容量足够大；④吸油管道通径足够、不过长,,,,弯头也不多。重新安装后，启动液压泵，仍无流量输出。在吊起检查泵的吸入系统时，发现液压泵是排量为8888ｍL/L/L/L/ｒ的叶片泵。考虑到小排量叶片泵的自吸能力较弱，就从松开的管接头处沿出油管道向泵内灌油，然后再开机，还是没有流量输出。按常规的知识和经验，疑点集中到泵的传动键和泵的本身，于是拆下液压泵并将其解体，仔细检查后确认：①传动键完好，没有脱落也没有断裂；②泵内零件未见异常，叶片运动灵活自如，没有卡住。将系统恢复再开机，仍然没有流量输出。究竟是什么原因导致液压泵没有流量输出呢？在反复推敲和分析后，注意到在解体液压泵时泵内没有油液痕迹，直立段的吸油管道内腔下半段有油迹，而上半段没有油迹，这说明：一是灌的油并没有到达液压泵内；二是液压泵没有流量输出系泵吸不上油或吸空所致。这时泵出口处的单向阀引起了人们注意。该单向阀直接安装在泵的出油口，从出油管道接头处向泵灌油时，因单向阀阻隔，油液自然到不了液压泵内腔。将单向阀阀芯抽出，毋需灌油，一开机液压泵就输出流量了。2222故障机理分析单向阀怎么会引起液压泵的吸空故障呢？根据流体力学原理，在液压泵未启动前，液压泵吸油、压油管道及油液状态如图3-83-83-83-8所示。此时，ｐ1111====ｐ2222====ｐ0000。当液压泵启动时，吸油管道中的一部分空气被抽到出油管道内，吸油管道内的气体质量由ｍ1111变为ｍ1111----Δｍ，压力ｐ1111变为ｐ0000----Δｐ1111。而出油管道中的气体质量由ｍ2222变为ｍ2222++++Δｍ，压力ｐ2222变为ｐ0000++++Δｐ2222。这相当于出油管道内的气体被压缩，而吸油管道内形成一定的真空度，如图3-93-93-93-9所示。图3-83-83-83-8液压泵启动前的状态图3-93-93-93-9液压泵启动时的状态Δｐ1111====ｐ0000----ｐ1111====ｈρggggｈ====（ｐ0000----ｐ1111）////ρgggg(1)(1)(1)(1)式中：ｈ为吸油管道内的真空度，ｍ；ｐ0000为大气压力，Ｐaaaa；ｐ1111为绝对压力,,,,Ｐａ；ρ为液体的密度,kg/,kg/,kg/,kg/ｍ3333；ｇ为重力加速度，ｍ////ｓ2222。由式(1)(1)(1)(1)可知，吸油管道内的真空度随着其内的绝对压力ｐ1111的降低而增大。当真空度ｈ≥吸油高度ｈ0000时，液压泵就可以吸入液压油。很显然，在本实例中，没有满足ｈ≥ｈ0000的条件，原因是什么呢????当单向阀直接安装于液压泵的出口时,,,,泵的压油窗口到单向阀之间的出油管道的空间十分狭小，这样液压泵的传动组件((((叶片副、柱塞副、螺杆副等))))从吸油窗口将吸油管道内的气体抽出经压油窗口压排到出油管道时，这部分气体便受到较大程度地压缩。而泵的传动组件在结束压排时，其工作腔内留有剩余容积，其内残留着受到压缩的空气。当泵的传动组件再次转到吸油窗口时，剩余容积内的压缩空气就会膨胀，部分或全部占据工作腔容积，甚至还会有部分气体又回流到吸油管道内，如此一来就导致无法将吸油管道内的空气进一步抽出，无法使吸油管道内的绝对压力ｐ1111进一步降低，倘若此时真空度尚未满足ｈ≥ｈ0000的条件，液压泵就将吸不上油，产生吸空故障。3.2.63.2.63.2.63.2.6液压锁使用的不适应性及解决方法图3-103-103-103-10是典型的双联液控单向阀的液压锁紧回路，当换向阀处于中位时，两个液控单向阀立即关闭，活塞停止运动。由于液控单向阀的密封性能很好，从而能使活塞长时间被锁紧在停止时的位置。图3-103-103-103-10双联液控单向阀的图3-113-113-113-11单侧的液控单向阀液压锁紧回路在实际运用中，这种回路不能用于负载强烈振动的场合。在负载强烈振动时，活塞杆带动活塞左右摆动，使液压缸的有杆腔和无杆腔交替形成负压腔和受压腔，因为缸的两腔和背压相通，而背压一般为0000....2~02~02~02~0....5MPa5MPa5MPa5MPa，足以开启液压锁的单向阀而进入缸中的负压区，又因为液压锁的作用，受压腔的油无法排出而被挤成高压，随着不断地振动，缸两腔的压力不断升高，在6MPa6MPa6MPa6MPa的系统，实测缸的压力为15MPa15MPa15MPa15MPa，此时，若有卸荷情况发生就会导致严重事故。一般实际应用中需要保证的活塞腔的压力，为了解决上述问题，可将回路中的双联液控单向阀改为单侧的液控单向阀，如图3-113-113-113-11。它完全可以起到锁紧活塞腔