力士樂電液比例溢流閥在液壓加載系統(tǒng)中的應(yīng)用
力士樂電液比例溢流閥是一種性能介于普通液壓控制閥與電液伺服閥之間的閥，它可以根據(jù)計(jì)算機(jī)輸出的電信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力、流量和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等工作參數(shù)的連續(xù)、、遠(yuǎn)程控制，而且在制造可靠性、成本、抗污染等方面有很好的性能，因此廣泛的應(yīng)用于液壓控制系統(tǒng)中。液壓加載系統(tǒng)是用來對(duì)挖掘機(jī)，推土機(jī)等工程機(jī)械的作業(yè)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)為發(fā)現(xiàn)和解決液壓系統(tǒng)全局性的、潛在的故障提供依據(jù)的檢測(cè)設(shè)備。本文以電液比例溢流閥在加載系統(tǒng)中使用時(shí)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，以及解決問題的方案進(jìn)行說明。
液壓加載系統(tǒng)的組成與工作原理
液壓加載系統(tǒng)由pc機(jī)控制與模擬加載閥塊兩部分組成，模擬加載閥塊由兩個(gè)先導(dǎo)式電液比例溢流閥，兩個(gè)單向閥，兩個(gè)壓力傳感器，一個(gè)溫度傳感器組成，如圖1所示。這種把多個(gè)液壓元件集成在一個(gè)模塊中的方案，在滿足加載性能的同時(shí)，提高了抗污染能力，減少振動(dòng)造成的工作故障，使檢測(cè)安裝過程得到很好的簡(jiǎn)化。
閥及伺服閥測(cè)試系統(tǒng)，不僅可以通過閥兩端的壓力差比較，對(duì)閥的性能和制造精度進(jìn)行分析，得出工藝的優(yōu)劣，同時(shí)還可以通過供油端設(shè)置的回油管路流量計(jì)測(cè)出系統(tǒng)回油的流量，結(jié)合在高壓管路中測(cè)出的流量值，便能得出閥兩端的流量差值，從而進(jìn)一步分析出閥體內(nèi)的泄漏量值。
液壓加載系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)過模擬量輸出模塊輸出伺服控制，放大板把控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，控制模擬加載閥塊來調(diào)節(jié)電液比例溢流閥閥芯的開口，調(diào)節(jié)油液壓力的大小，從而在液壓油路中模擬工作裝置外部負(fù)載。操作手進(jìn)行操作需要檢測(cè)的設(shè)備，計(jì)算機(jī)采集模擬加載閥塊回油路中溫度傳感器信號(hào)以及進(jìn)、回油口壓力信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作裝置液壓系統(tǒng)的整體作業(yè)性能評(píng)價(jià)。
2 力士樂電液比例溢流閥的安裝與調(diào)試
為了驗(yàn)證液壓加載系統(tǒng)的工作性能，進(jìn)行如下試驗(yàn)。需要的試驗(yàn)器材有：液壓工作試驗(yàn)臺(tái)，液壓模擬加載系統(tǒng)，挖掘機(jī)斗桿液壓缸等，把液壓加載閥塊如圖2所示進(jìn)行安裝，安裝完畢后，通過模擬加載系統(tǒng)對(duì)斗桿液壓缸進(jìn)行加載、減載的液壓試驗(yàn)。通過pc機(jī)對(duì)模擬加載系統(tǒng)加載0%（即溢流閥1或溢流閥2的兩端壓差為零時(shí)，油液暢通），當(dāng)換向閥上位接通時(shí)，液壓缸不能進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，回油壓力很高，系統(tǒng)壓力顯示p為5mpa，壓力傳感器p1顯示4.82mpa，壓力傳感器p2顯示4.74mpa，換向閥下位接通時(shí)，液壓缸也不能進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)壓力p顯示5mpa，壓力傳感器p1顯示4.86mpa，壓力傳感器p2顯示4.75mpa。試驗(yàn)設(shè)備在正常工作情況下，換向閥中位接通時(shí)，系統(tǒng)壓力為零；換向閥上位或者下位接通時(shí)，斗桿液壓缸進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)回油壓力應(yīng)該為零。檢測(cè)液壓工作試驗(yàn)臺(tái)的工作狀態(tài)良好，斗桿液壓缸在實(shí)際工作中也能正常工作，只能說明使用電液比例溢流閥過程中出現(xiàn)問題，對(duì)故障進(jìn)行以下分析：
（1）電液比例溢流閥的背壓?jiǎn)栴}，根據(jù)壓力傳感器p2顯示回油壓力很高，說明液壓試驗(yàn)臺(tái)回油有背壓。先導(dǎo)式電溢比例流閥的結(jié)構(gòu)圖如3所示。
作用在先導(dǎo)閥上的液動(dòng)力f，當(dāng)液壓力f與比例電磁鐵吸力fm相等，先導(dǎo)滑閥閥芯受力平衡，閥芯穩(wěn)定在某一位置，先導(dǎo)滑閥開口一定，先導(dǎo)滑閥前腔壓力即主閥上腔壓力p1為一定值(p1<p),主閥閥芯在上下兩腔壓力p和p1及彈簧力、液動(dòng)力的共同作用下處于受力平衡,主閥開口一定，保證溢流閥的進(jìn)口壓力p與電磁吸力成正比，調(diào)節(jié)輸入的電流大小，及可調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口壓力。由于有回油背壓的作用，先導(dǎo)閥閥芯的受力改變，閥芯需要在液動(dòng)力和電磁力、由于背壓產(chǎn)生的油壓阻力共同作用下平衡。只有時(shí)先導(dǎo)閥芯才能打開，由于系統(tǒng)壓力和回油背壓相差不大，先導(dǎo)閥閥芯很難打開。主閥芯上下端面壓力相等，閥芯打不開，所以斗桿液壓缸不能運(yùn)動(dòng)。
去掉液壓試驗(yàn)臺(tái)回油路上的背壓閥，回油管直接放入液壓油缸中，回油壓力為零。重啟試驗(yàn)臺(tái)，經(jīng)過試驗(yàn)可知，液壓缸依然不能運(yùn)動(dòng)，或者運(yùn)動(dòng)速度及其緩慢。
（2）把模擬加載閥塊（如圖1所示）中溢流閥2主閥芯取出，溢流閥兩端油液聯(lián)通，換向閥上位移動(dòng)，液壓缸能夠順利的完成伸縮運(yùn)動(dòng)，或者溢流閥1的主閥芯取出，換向閥下位接通，液壓缸能夠順利的完成伸縮運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)說明模擬加載閥塊中的單向閥工作性能是完好的，長(zhǎng)時(shí)間的工作使用，液壓油的性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，油液中可能存在顆粒等其它污染物，堵塞阻尼孔、內(nèi)泄孔等細(xì)小的油液通道。打開模擬加載閥塊，檢查先導(dǎo)式電液比例溢流閥的阻尼孔是暢通的，沒有被液壓油的污染物堵塞。先導(dǎo)式比例溢流閥的先導(dǎo)閥的回油方式采用的是內(nèi)泄方式，先導(dǎo)閥的回油孔也是暢通的。對(duì)油液通道進(jìn)行清洗，重啟試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，斗桿液壓缸仍然不能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
（3）檢查先導(dǎo)閥閥芯，在零加載的情況下，沒有電流，電磁力為零，只能是先導(dǎo)閥阻尼孔、先導(dǎo)閥閥芯、先導(dǎo)閥座的間距設(shè)置不合理，先導(dǎo)閥閥芯的運(yùn)動(dòng)空間受到限制，當(dāng)先導(dǎo)閥閥芯受到液動(dòng)力時(shí)，閥芯不能打開，所以斗桿液壓缸不能運(yùn)動(dòng)。使用內(nèi)六角扳手，調(diào)整先導(dǎo)閥閥座的位置，使先導(dǎo)閥閥芯在阻尼孔和先導(dǎo)閥閥座之間有合適的運(yùn)動(dòng)空間，使閥芯受到液動(dòng)力使閥芯受到液動(dòng)力作用時(shí)閥芯能夠移動(dòng)。重新操作液壓試驗(yàn)臺(tái)，斗桿液壓缸能夠正常運(yùn)動(dòng)了，通過工控機(jī)進(jìn)行對(duì)模擬加載模塊的加載、減載，能夠很好的進(jìn)行工作和檢測(cè)。同時(shí)在調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥閥座前，放大板輸出的電流范圍是0~800ma，電液比例溢流閥的加載壓力范圍是0~30m，他們成正比關(guān)系。當(dāng)先導(dǎo)閥閥座調(diào)整以后，電流與壓力的關(guān)系也發(fā)生變化，電流與壓力的關(guān)系就要重新標(biāo)定，以確保加載、減載過程的準(zhǔn)確性、安全性。
力士樂液壓加載系統(tǒng)是通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電液比例溢流閥溢流壓力，以控制液壓缸油液壓力實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)負(fù)載的模擬加載，對(duì)電液比例溢流閥在液壓加載系統(tǒng)中的應(yīng)用加以闡述，以及在安裝調(diào)試過程中電液比例溢流閥出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、說明，為液壓加載系統(tǒng)正確調(diào)試和使用提供參考。