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1、液液压压英才网英才网 用心专注、服务专业用心专注、服务专业液液压压英才网英才网 用心专注、服务专业用心专注、服务专业冶金系统使用的垂直负载液压缸，由于其负载大，冲击频繁，容易产生内泄而造成滑移，从而造成机械 故障或恶性设备事故。对此，传统做法是依靠点检及时发现并更换液压缸，但更换液压缸费时费力，且 影响生产。本文通过实例分析了垂直负载液压缸滑移的成因，介绍了一种判断液压缸内泄的简单方法， 在此基础上提出一种可靠性更高的回路设计，其不仅全面提高了系统的安全性与可靠性，而且方便可靠 地解决此类液压缸故障，为生产和维修赢得了宝贵时间，在生产实践中取得了很好的效果。 1 垂直负载液压缸内泄分析与处理方
2、法 11 液压系统的原理与故障分析液压系统的原理图如图1所示，该回路为安钢高速线材机组集卷区运卷小车升降液压回路，要求液 压缸4在活塞杆伸出情况下承载较长时间的锁紧定位，但在使用中，液压缸活塞杆多次出现高位不锁定、 缓慢下滑，造成机械设备的严重损坏。分析故障成因有以下两点：(1)平衡阀3不起锁定作用，单向阀或外 控顺序阀阀芯在锁紧状态下未能完全复位。(2)液压缸4有内泄。进行故障确认时，采用以下的分析步骤： 假设平衡阀正常，通过对液压缸内泄机理的分析，采用快速的故障诊断方法，最终确定是否是因液压缸 内泄造成的滑移。 图1 垂直负载液压回路原理图由图1所示，当液压缸活塞杆伸出后，电磁换向阀1切换
3、到中位，单向平衡阀3关闭，液压缸4进人 保压锁紧状态，此时液压缸4无杆腔的油液被单向阀封死， 有杆腔油液经双单向节流阀 2的右节流口及 换向阀1与油箱相连。液压缸锁定回路如图2(a)所示。液压缸在正常情况下活塞密封完好，内泄量处于正 常范围内，但如果活塞密封失效，内泄严重，那么，液压缸无杆腔 V1与有杆腔 V2之间相当于连接一支流 口，如图2(b)所示，节流口3开口大小视液压缸密封及活塞损坏程度而定。当活塞伸出，液压缸处于支撑 状态时，承压腔 V1的油可通过节流口3与有杆腔 V2相通，并通过回路中的节流口2流回油箱，负载 G 的 均匀加压使通过节流口2的油形成连续流动，致使活塞杆缓慢下滑，最终
4、达到如图2(b)所示的状态。由图 2 (b)，(C)两图可以看出，随着由图2(b)状态向图2(C)状态的转变，液压缸中油的容积发生了变化，液压 缸经节流阀2排出的介质体积相当于液压缸活塞杆下降的体积，由此可想到，如果采用人为方法阻止液压 缸的介质流回油箱，使缸内油的体积不能发生变化，那么在不存在外泄漏的前提下，虽然液压缸内泄， 但由于其中介质体积不能变化，且忽略油的可压缩性，活塞的位置就不会改变。 1单向阀2节流阀3节流口 图2 垂直负载液压缸的状态图为了验证以上分析，现做以下试验：在液压缸活塞伸出后，如图1所示，电磁阀1失电切换为中位， 如前所述，液压缸活塞杆无法锁定，开始缓慢回缩，此时，关
5、闭节流阀2的右节流口，观察液压缸，活塞 停止缓慢回缩，可以长时间保持定位。可见，上述分析成立，活塞杆下滑故障是由于液压缸内泄而造成 的。 12 解决故障的方法问题已经找到，但如果更换液压缸，不仅工作量大，费时费力，而且会占用宝贵的生产时间，经 多方面考虑，选定先临时更换适当的液压控制阀来应急处理。方法如下，将原回路中的单向平衡阀(图1 中的元件3)换为液压锁5，更换后系统如图3所示，置能在较长的时间被锁定，完全满足使用要求，赢得 了应急宝贵的生产时间，可以在时间允许的情况下，从容更换损坏的液压缸。 图3 垂直负载回路原理图 2 一种安全实用回路的设计从上述故障的处理笔者联想到，在一些大型重要的
6、液压缸支撑与锁紧油路中，为了避免因液压缸 内泄而造成故障或设备事故，全面提高系统的安全性与可靠性，应根据实际工况条件选用双向平衡阀或 液压锁，都可避免因液压缸内泄造成的下滑，采用双单向平衡阀的回路如图4所示，可根据需要设定单向 或双向的平衡压力。同时为了可以随时了解液压缸的使用状况，另增加一故障判断回路，用一球阀连接液液压压英才网英才网 用心专注、服务专业用心专注、服务专业液液压压英才网英才网 用心专注、服务专业用心专注、服务专业液压缸的活塞杆腔与回油口，可以在液压缸保压时通过开启球阀6观察活塞杆是否有滑移来检验液压缸是 否有内泄，其原理同前所述。以便及时组织更换损坏的液压缸，防止在活塞密封损
7、坏以后继续使用可能 导致活塞与缸壁的直接摩擦，造成严重划伤，损坏设备。 图4 垂直负载可靠性回路原理图该故障判断回路可以直接在现有阀台上加工改进，采用小通径(46mm)即可，在工艺上是简单易 行的。必须指出的是，通过以上分析我们应考虑到液压缸活塞密封失效后，采用上述安全回路虽然能使 液压缸继续使用，但在实际上，在锁定状态下，活塞液压缸已成为一柱塞缸，如图2(d)所示。在图2(b)所 示回路中，关闭节流阀2后，液压缸内油的体积就不再变化，油液不再处于流动状态，根据帕斯卡原理， 此时缸内压力：P1=P2=G/S (1) 式中：G 为液压缸受的负载力，S 为活塞杆截面积，P1为无杆腔压力，P2 为有杆腔压力。而在理想状态下(活塞缸无内泄)，缸内压力：P10=G/A (2) 式中：A 为活塞面积，P200。由上述两式可以看出，因为 AD，故 P1P10，液压缸的有效承压面积由活塞面积减小为活塞杆 的面积，因此，此时无杆腔静态平衡压力会上升，对此，在液压缸选型时要充分考虑到，以免液压缸额 定工作压力选用过低而造成事故。
