液控单向阀锁死的原因分析与研究

2009-11-10 李云邯郸纺织机械有限公司

　　液控单向阀是允许油液向一个方向流动，反向流动则必须通过液压控制来实现的单向阀。在液压系统中，为了使执行元件停止在固定位置，并防止其停止后窜动，一般采用锁紧回路。在精度要求较高的场合，多使用液控单向阀。但是，当选用的液控单向阀与系统的压力及被锁紧的最大负载之间不匹配时，就会使液控单向阀锁死。

1、液控单向阀锁死的现象

　　在打包机工作中，当打包机的主压向下压缩时，由于纤维与压缩箱壁的摩擦，使门锁带动锁门液压缸向上窜动而将门打开，导致打包机不能正常工作。为了解决这个问题，在打包机的锁门机构回路中，增加了双向液控单向阀，以此来保证锁门液压缸的稳定性（见图1）。但是，在实际的应用中却出现锁门液压缸不动作这种现象。

锁门机构液压原理图

图1 锁门机构液压原理图

1-门锁　2-锁门液压缸　3-单向节流阀　4-双向液控单向阀　5-电磁换向阀

　　当打包机不进行实物打包，空车运转时，主压头运行到下限位，锁门液压缸动作使锁门机构向上运动，从而使箱门打开，锁门机构上下运动灵活。但是当进行实物打包时，锁门液压缸却不动作，箱门打不开。经过仔细的观察、研究，发现主压液压缸向下压缩时，箱门给门锁1 一个向上的力，此力把锁门液压缸2 的活塞向外拉出了一段距离。因为液压缸有杆腔回油被双向液控单向阀4封住，所以在锁门液压缸有杆腔内产生了很大的压力，这个压力把液控单向阀阀芯封死。当液压缸的无杆腔进油，产生的压力即系统的额定压力打不开液控单向阀阀芯，液压缸有杆腔不能回油，所以锁门液压缸没有动作。当把液压缸有杆腔内的压力泄掉，拆开液控单向阀，把单向阀阀芯取出不用，再进行打包，一切动作都正常了。

2、液控单向阀锁死的原因分析

　　为了解决这个问题，首先要知道双向液控单向阀的结构原理，研究其受力状况，才能找到液控单向阀锁死的原因，从而找到解决的方法。

2.1、双向液控单向阀的工作原理

　　双向液控单向阀的结构如图2所示。它由两个液控单向阀组成，共用一个阀体1 和控制活塞2。当通口A通压力油时，通口A和B相通，同时油液又使右阀打开，保持通口C和D相通。同样，当通口C通压力油时，通口C和D相通，通口A和B也相通。而当通口A和C 都不通压力油时，B和D被两个单向阀封闭，执行元件被双向锁住。

双向液控单向阀的结构图

图2 双向液控单向阀的结构图

1-阀体　2-控制活塞　3-顶杆

2.2、理论计算

　　分析双向液控单向阀的受力状况，找到反向开启的条件。

(1) 使液控单向阀反向开启的力Rk：

R_k=p_eS_k=p_en_kS_v

式中p_e———液压缸无杆腔内的压力，单位为Pa；
　　S_k———液控单向阀内控制活塞的有效作用面积，单位为m²；
　　n_k———开启比，n_k=S_k/S_v；
　　S_v———液控单向阀阀芯关闭时的有效作用面积，单位为m²。

(2) 负载产生的使液控单向阀阀芯关闭的力R₁：

R₁=p₁S₁

式中p₁———负载在液压缸有杆腔内产生的单位静压力，单位为Pa，p₁=F/S₁；
　　F———液控单向阀内要锁住的负载力，单位为N；
　　S₁———液压缸有杆腔内的有效作用面积，单位为m²。

(3) 由于液压缸无杆腔内的压力p_e

　　使液压缸有杆腔内产生的压力p₂：

p₂=np_e

式中n———液压缸的速比，n=S₂/S₁；
　　S₂———液压缸无杆腔内的有效作用面积，单位为m²。

(4) 压力p₂

　　产生的使液控单向阀阀芯关闭的力R₂：

R₂=p₂S_v=np_eS_v

(5) 使液控单向阀阀芯关闭的合力R_b：

R_b=R₁+R₂+R_c=p₁Sv+np_eS_v+R_c

式中R_c———弹簧的压力，单位为N。

(6) 要使液控单向阀能够反向开启的条件为：R_k>R_b，即：p_e(n_v－n)>F/S₁+R_c/S_v。可见只有满足上式液压缸才能有动作。由上式可知：①当液控单向阀的开启比大于液压缸的速比时，才有可能打开液控单向阀，油液才能反向流动。带有预泄压功能的先导式单向阀开启比比较大，可以满足使用锁紧压力，这是选用液控单向阀时应特别注意的问题。