ATOS插裝閥系統(tǒng)故障排查
ATOS插裝閥與我們所說(shuō)的普通液壓控制閥有所不同，它的通流量可達(dá)到1000L/min,通徑可達(dá)200～250mm。閥芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈敏，密封性好。它的功能比較單一，主要實(shí)現(xiàn)液路的通或斷，與普通液壓控制閥組合使用時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)油液方向、壓力和流量的控制。
ATOS插裝閥系統(tǒng)故障排查
系統(tǒng)在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)許多問(wèn)題，如錐閥反向泄漏大，錐口密封不嚴(yán)，閥套變形，閥芯易磨損和被卡，基本插件密封易切，裝卸困難，控制蓋板上梭閥密封不嚴(yán)，不能保證主閥芯在無(wú)信時(shí)可靠地于關(guān)閉狀態(tài)而造成系統(tǒng)內(nèi)泄，執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置不穩(wěn)定等。造成這些問(wèn)題的主要原因是加工精度達(dá)不到要求，材質(zhì)熱理不過(guò)關(guān)。
該系統(tǒng)在使用過(guò)程中還曾出現(xiàn)步進(jìn)梁下降時(shí)向閥塊內(nèi)有異常撞擊聲，閥架劇烈振動(dòng)，同時(shí)伴有尖叫聲，步進(jìn)梁只能斷續(xù)下降，且速度很慢。對(duì)比例閥3個(gè)測(cè)壓點(diǎn)測(cè)試，M1p,M3p點(diǎn)壓力在正常范圍內(nèi)，但M2p壓力值在2.0～5.0MPa擺動(dòng)。然而，比例閥給定電壓和反饋電壓測(cè)試值都在設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)異常。再將邏輯錐閥1控制蓋板泄油口P拆開(kāi)觀察，步進(jìn)梁下降時(shí)，泄油口應(yīng)立即泄油，但當(dāng)M2p壓力值波動(dòng)時(shí)，泄油口也斷續(xù)泄油。據(jù)此可判斷邏輯錐閥1閥芯存在內(nèi)泄，動(dòng)平衡不穩(wěn)定而造成故障。從解體情況也發(fā)現(xiàn)，邏輯錐閥1基本插件閥芯嚴(yán)重磨損，閥芯錐面與閥套接觸面直徑增大。
邏輯錐閥基體插件。其功能是通過(guò)控制蓋板上的電磁鐵M2得失電來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯錐閥的啟閉。當(dāng)M2失電時(shí)，邏輯錐閥閥芯在控制油和主閥芯彈簧作用下關(guān)閉，阻止壓力油從油口B進(jìn)入油口A。當(dāng)M2得電時(shí)，控制油被堵，主閥芯彈簧油腔Ap壓力油經(jīng)電磁閥泄回油箱。這時(shí)如果油口B、A壓力油作用在主閥芯上的水平力能克服彈簧力和彈簧油腔Ap的背壓時(shí)，主閥芯就開(kāi)啟，油口B的壓力油進(jìn)入油口A。步進(jìn)梁上升時(shí)，邏輯錐閥關(guān)閉；步進(jìn)梁下降時(shí)，錐閥開(kāi)啟，所以可從邏輯錐閥開(kāi)啟狀態(tài)的靜力平衡條件來(lái)分析故障原因。
閥開(kāi)啟時(shí)，如略去閥芯自重、摩擦力和液動(dòng)力影響，作用在錐閥閥芯的力平衡方程式為：PBAB+PAAA=K(L+δ)+PXAAP整理得：（1）式中，PB、PA為油口B、A壓力值；PX為彈簧油腔背壓值；K為主閥芯彈簧剛度；L為主閥彈簧的預(yù)壓縮量；δ為主閥開(kāi)口度；AA、AB為油口A、B有效作用面積；AAP為彈簧油腔AP有效作用面積。
主閥芯的開(kāi)口度與主油口B、A壓力值及其有效作用面積、彈簧油腔背壓等有關(guān)。對(duì)于預(yù)先制定好的基本插件，主閥芯彈簧剛度和預(yù)壓縮量不變。所以，當(dāng)閥芯與閥套由于閥芯磨損而造成油口B壓力油進(jìn)入彈簧油腔AP時(shí)，PX增大，使主閥芯開(kāi)口度δ變小。當(dāng)閥套配有小錐面磨損，造成油口B、A有效作用面積分配發(fā)生變化，即AA值增大，AB值減少。但PA為系統(tǒng)背壓，相對(duì)于PB的壓力值很小，所以PBAB和PAAA不能平衡，導(dǎo)致閥芯向右移動(dòng)，閥芯開(kāi)口度減小，這時(shí)油口B壓力升高，閥芯向左移動(dòng)。這樣，閥芯在閥套內(nèi)的反復(fù)振蕩過(guò)程引起過(guò)流壓力變化不均而產(chǎn)生尖叫聲和振動(dòng)。機(jī)加工和裝配上的原因可造成閥芯和閥套沿軸線方向配合間隙不等，產(chǎn)生不平衡的徑向液動(dòng)力，如果該力不平衡，閥芯移動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生很大的摩擦阻力，使閥芯移動(dòng)困難。因此，在閥芯表面開(kāi)有平衡槽，如果閥芯表面磨損，平衡槽會(huì)失去作用而造成閥芯故障。另外，油封長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，向時(shí)產(chǎn)生困油沖擊，也是不可忽視的原因。
綜上所述，邏輯錐閥故障原因有：（1）閥芯磨損造成內(nèi)泄平衡槽失去作用；（2）進(jìn)出油口有效作用面積分配變化造成基本插件開(kāi)啟壓力降低；（3）機(jī)加工和裝配水平達(dá)不到技術(shù)要求。
故障理
從現(xiàn)場(chǎng)解體情況看，閥芯表面單面磨損，閥芯與閥套接觸面幾乎到zui大徑，即油口B有效作用面積幾乎不存在。所以理該閥故障首先必須把油口B有效作用面積恢復(fù)為設(shè)定值。從圖2可以看出，在閥套內(nèi)有一小錐面，可將其縮短，這樣AB將增大，但機(jī)加工較困難，測(cè)量不方便。所以在實(shí)際理過(guò)程中沒(méi)有采用此方法。在實(shí)際理過(guò)程中，將閥芯制成雙錐面，AA∶AAP=1∶1.12,zui大接觸面直徑為37.5mm，可基本達(dá)到設(shè)定值。
通過(guò)對(duì)ATOS插裝閥閥芯的改進(jìn)，消除了故障。由于采用了雙錐面閥芯，使油口A、B有效作用面積分布在2個(gè)不同的錐面上，且在錐面磨損時(shí)，有效面積互不干涉，提高了閥的可靠性。
ATOS插裝閥系統(tǒng)故障排查
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