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溢流阀的作用分类常见故障原因分析及排除方法

2021年07月23日 南阳机械设备网

2018-06-04 21:02:22来源:贤集网 屈苗

液压传动的一个特色就是可以很方便的实现过载保护,这就是溢流阀在起作用,它是通过阀口的开启溢流,使系统的压力保持恒定或限制最高压力。溢流阀不光可以发挥安全阀的作用,还可以作为调压阀、卸荷阀、背压阀、平衡阀等用途。在系统中作为安全阀使用时,溢流阀为常闭状态,只在系统过载时才开启溢流,以限制液压系统的最高压力,保护液压系统或机械结构;在节流阀调速系统中,溢流阀为常开状态,此时溢流阀为调压阀或定压阀,以保持系统的压力恒定。虽然如今溢流阀应用十分广泛了,但是对它真正了解的人并不多,下面贤集网小编来为大家深入介绍:溢流阀的作用、分类、常见故障原因分析及排除方法、性能特点、使用注意事项。想要了解这些知识的小伙伴们就往下文阅读吧!

溢流阀的作用

1、定压溢流作用:在定量泵节流调节系统中,定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时,会使流量需求减小。此时溢流阀开启,使多余流量溢回油箱,保证溢流阀进口压力,即泵出口压力恒定(阀口常随压力波动开启)。

2、稳压作用:溢流阀串联在回油路上,溢流阀产生背压,运动部件平稳性增加。

3、系统卸荷作用:在溢流阀的遥控口串接溢小流量的电磁阀,当电磁铁通电时,溢流阀的遥控口通油箱,此时液压泵卸荷。溢流阀此时作为卸荷阀使用。

4、安全保护作用:系统正常工作时,阀门关闭。只有负载超过规定的极限(系统压力超过调定压力)时开启溢流,进行过载保护,使系统压力不再增加(通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10%~20%)。

溢流阀的分类

1、直动型溢流阀:

①锥阀式直动型溢流阀;

②球阀式直动型溢流阀;

2、先导型溢流阀

由主阀和先导阀两部分组成。先导阀类似于直动型溢流阀,但一般多为锥阀(或球阀)形阀座式结构。主阀可分为一节同心结构、二节同心结构和三节同心结构。

溢流阀常见故障原因分析及排除方法

一、噪声和振动

液压装置中容易产生噪声的元件一般认为是泵和阀,阀中又以溢流阀和电磁换向阀等为主。产生噪声的因素很多。溢流阀的噪声有流速声和机械声二种。流速声中主要由油液振动、空穴以及液压冲击等原因产生的噪声。机械声中主要由阀中零件的撞击和磨擦等原因产生的噪声。

1、压力不均匀引起的噪声

①先导型溢流阀的导阀部分是一个易振部位如图3所示。在高压情况下溢流时,导阀的轴向开口很小,仅0.003~0.006厘米。过流面积很小,流速很高,可达200米/秒,易引起压力分布不均匀,使锥阀径向力不平衡而产生振动。另外锥阀和锥阀座加工时产生的椭圆度、导阀口的脏物粘住及调压弹簧变形等,也会引起锥阀的振动。所以一般认为导阀是发生噪声的振源部位。

②由于有弹性元件(弹簧)和运动质量(锥阀)的存在,构成了一个产生振荡的条件,而导阀前腔又起了一个共振腔的作用,所以锥阀发生振动后易引起整个阀的共振而发出噪声,发生噪声时一般多伴随有剧烈的压力跳动。

2、空穴产生的噪声

当由于各种原因,空气被吸入油液中,或者在油液压力低于大气压时,溶解在油液中的部分空气就会析出形成气泡,这些气泡在低压区时体积较大,当随油液流到高压区时,受到压缩,体积突然变小或气泡消失;反之,如在高压区时体积本来较小,而当流到低压区时,体积突然增大,油中气泡体积这种急速改变的现象。气泡体积的突然改变会产生噪声,又由于这一过程发生在瞬间,将引起局部液压冲击而产生振动。先导型溢流阀的导阀口和主阀口,油液流速和压力的变化很大,很容易出现空穴现象,由此而产生噪声和振动。

3、液压冲击产生的噪声

先导型溢流阀在卸荷时,会因液压回路的压力急骤下降而发生压力冲击噪声。愈是高压大容量的工作条件,这种冲击噪声愈大,这是由于溢流阀的卸荷时间很短而产生液压冲击所致在卸荷时,由于油流速急剧变化,引起压力突变,造成压力波的冲击。压力波是一个小的冲击波,本身产生的噪声很小,但随油液传到系统中,如果同任何一个机械零件发生共振,就可能加大振动和增强噪声。所以在发生液压冲击噪声时,一般多伴有系统振动。

4、机械噪声

①先导型溢流阀发出的机械噪声,一般来自零件的撞击和由于加工误差等产生的零件磨擦。

②在先导型溢流阀发出的噪声中,有时会有机械性的高频振动声,一般称它为自激振动声。这是主阀和导阀因高频振动而发生的声音。它的发生率与回油管道的配置、流量、压力、油温(粘度)等因素有关。一般情况下,管道口径小、流量少、压力高、油液粘度低,自激振动发生率就高。

③减小或消除先导型溢流阀噪声和振动的措施,一般是在导阀部分加置消振元件。

③消振套一般固定在导阀前腔,即共振腔内,不能自由活动。

④在消振套上都设有各种阻尼孔,以增加阻尼来消除震动。另外,由于共振腔中增加了零件,使共振腔的容积减小,油液在负压时刚度增加,根据刚度大的元件不易发生共振的原理,就能减少发生共振的可能性。

⑤消振垫一般与共振腔活动配合,能自由运动。消振垫正反面都有一条节流槽,油液在流动时能产生阻尼作用,以改变原来的流动情况。由于消振垫的加入,增加了一个振动元件,扰乱了原来的共振频率。共振腔增加了消振垫,同样减少了容积,增加了油液受压时的刚度,以减少发生共振的可能性。

⑥在消振螺堵上设有蓄气小孔和节流边,蓄气小孔中因留有空气,空气在受压时压缩,压缩空气具有吸振作用,相当于一个微型吸振器。小孔中空气压缩时,油液充入,膨胀时,油液压出,这样就增加了一个附加流动,以改变原来的流动情况。故也能减小或消除噪声和振动。

⑦另外,如果溢流阀本身的装配或使用权用不当,也都会造成振动,产生噪声。如三节同心式溢流阀,装配时三节同心配合不当,使用时流量过大或过小,锥阀的不正常磨损等。在这种情况下,应认真检查调整,或更换零件。

二、阀芯径向卡紧

因加工精度的影响,造成主阀芯径向卡紧,使主阀开启不上压或主阀关闭不卸压,另因污染造成径向卡紧。

三、调压失灵

溢流阀在使用中有时会出现调压失灵现象。先导型溢流阀调压失灵现象有二种情况:一种是调节调压手轮建立不起压力,或压力达不到额定数值;另一种调节手轮压力不下降,甚至不断升压。出现调压失灵,除阀芯因种种原因造成径向卡紧外,还有下列一些原因:

1、第一是主阀体阻尼器堵塞,油压传递不到主阀上腔和导阀前腔,导阀就失去对主阀压力的调节作用。因主阀上腔无油压力,弹簧力又很小,所以主阀变成了一个弹簧力很小的直动型溢流阀,在进油腔压力很低的情况下,主阀就打开溢流,系统就建立不起压力。压力达不到额定值的原因,是调压弹簧变形或选用错误,调压弹簧压缩行程不够,阀的内泄漏过大,或导阀部分锥阀过度磨损等。

2、第二是阻尼器堵塞,油压传递不到锥阀上,导阀就失去了支主阀压力的调节作用。阻尼器(小孔)堵塞后,在任何压力下锥阀都不会打开溢流油液,阀内始终无油液流动,主阀上下腔压力一直相等,由于主阀芯上端环形承压面积大于下端环形承压面积,所以主阀也始终关闭,不会溢流,主阀压力随负载增加而上升。当执行机构停止工作时,系统压力就会无限升高。除这些原因以外,尚需检查外控口是否堵住,锥阀安装是否良好等。

四、其它故障

1、溢流阀在装配或使用中,由于O形密封圈、组合密封圈的损坏,或者安装螺钉、管接头的松动,都可能造成不应有的外泄漏。

2、如果锥阀或主阀芯磨损过大,或者密封面接触不良,还将造成内泄漏过大,甚至影响正常工作。

3、电磁溢流阀常见的故障有先导电磁阀工作失灵、主阀调压失灵和卸荷时的冲击噪声等。后者可通过调节加置的缓冲器来减少或消除。如不带缓冲器,则可在主阀溢流口加一背压阀。(压力一般调至5kgf/cm2左右,即0.5MPa)。

溢流阀性能特点

1、灵敏度高

由于控制开口的阀芯面为锥形面,当阀芯轴向稍微一移动,就可以有较大的开口;阀芯体积较小,惯性小,移动灵活。

2、通流能力大

阀芯左端偏流盘上开有环形凹槽,当油液流过此槽时流向发生改变,形成与弹簧力相反方向的液动力。当阀芯开大时,弹簧压缩量增加,而通过的流量也增加,由此所产生的液动力增大,从而抵消了弹簧力的增量,使得阀芯开启稳定性增加,通流能力增加。

3、调压范围广

由于上述两原因的存在,使阀芯所需的弹簧刚度大大降低,从而增大了阀的调压范围。

4、稳定性增加

阀芯下端的阻尼活塞与阀体间设置了适当间隙,使阀芯在移动时受到液压油的阻尼,阻尼活塞与阀体不直接接触,减少了阀芯移动时的摩擦力,同时压力的波动可以及时反馈到阀芯上,使之灵活而又平稳的移动,于是压力的平稳性大大增加。

溢流阀的使用注意事项

1、应根据液压系统的工况特点和具体要求选择溢流阀的类型。通常直动式溢流阀响应较快,宜作安全保压阀使用;先导溢流阀启闭特性好,宜作调压定压阀使用。

2、应尽量选用启闭特性好的溢流阀,以提高执行元件的速度负载特性和回路效率。就动态特性而言,所选择的溢流阀应在响应速度较快的同时,稳定性好。

3、正确使用溢流阀的连接方式,正确选用连接件(安装底板或管接头),并注意连接处的密封;阀的各个油口应正确接入系统,外部泄油口必须直接接回油箱。

4、根据系统的工作压力和流量合理选定溢流阀的额定压力和流量(通径)规格。对于作远程调压阀的溢流阀,其通过流量一般为遥控口所在的溢流阀通过流量的0.5%~1%。

5、应根据溢流阀所在系统中的用途和作用确定和调节调定压力,特别是作为安全阀使用的溢 流阀,起始调定压力不得超过液压系统的最高压力。

6、调压时应注意正确旋转方向调节调压机构,调压结束时应将锁紧螺母固定。

7、如果需通过先导式溢流阀的遥控口对系统进行远程调压、卸荷或多级压力控制,则应将遥控口的螺堵拧下,接入控制油路;否则应将遥控口严密封堵。

8、如需改变溢流阀的调压范围,可以通过更换溢流阀的调压弹簧实现,但同时应注意弹簧的设定压力可能改变阀的启闭特性。

9、对于电磁溢流阀,其使用电压、电流及接线形式必须正确。

10、卸荷溢流阀的回油腔应直接接油箱,以减少背压。

11、溢流阀出现调压失灵或噪声过大等故障时,要查明原因及时修复。修复时拆洗过的溢流阀组件应正确安装,并注意防止二次污染。

以上是贤集网小编为大家讲解的溢流阀的作用、分类、常见故障原因分析及排除方法、性能特点、使用注意事项。关于溢流阀小编今天就先为大家介绍到这里啦!希望这些知识能够加深大家对溢流阀的了解!其实我们都知道,这些年来,我国的经济的发展经历了很多坎坷和困难,但是随着多年的改革开放。我国的经济已经有了很大的提升,这其中离不开各行各业的快速发展和进步,它们成为经济发展的坚强后盾。而各行各业能够蓬勃发展,离不开各种设备和产品的使用和帮助,例如溢流阀等产品的广泛使用。为了国家的未来和人民的未来,我们也需要加快对这些产品的支持和帮助。

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