我在使用溢流阀的时候,常会出现噪声、振动、阀芯径向卡紧和调压失灵等故障。
(一)噪声和振动
我认为,在液压装置中产生噪声的元件一般是泵和阀,而阀中以溢流阀和电磁换向阀等为主要产生噪声的元件。溢流阀的噪声有流速声和机械声二种。流速声主要是由油液振动、空穴以及液压冲击等原因引起的噪声;而机械声主要是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
在我使用的先导型溢流阀中,导阀部分是一个易振部位,如图3所示。在高压情况下的溢流时,导阀的轴向开口很小,仅有0.003~0.006厘米。过流面积很小,流速很高,可达200米/秒,这种情况会导致压力分布不均匀。这样锥阀径向力就不平衡,容易引起振动。除此之外,锥阀和锥阀座加工时未达到完美精度也会引起锥阀的振动。最后还有导阀口的脏物粘的问题,以及调压弹簧变形也会对锥阀产生可能的振动影响。
因为导阀中存在弹性元件(弹簧)和运动质量(锥阀),构成了一个产生振荡的条件。所以我认为,导阀是发生噪声的振源部位。而导阀前腔起了一个共振腔的作用,故锥阀发生振动后易引起整个阀的共振而发出噪声,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,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。气泡体积的突然改变会产生噪声,同时还会引起局部液压冲击而产生振动。由于先导型溢流阀的导阀口和主阀口的油液流速和压力变化较大,很容易出现空穴现象,由此而产生噪声和振动。况下,先导型溢流阀发出的液压冲击,机械噪声以及自激振动声都会伴随着系统的振动。
作为一个工程师,我了解到先导型溢流阀在卸荷时会发生压力冲击噪声,尤其是在高压大容量的工作条件下产生的冲击噪声更大。这是由于溢流阀卸荷时间很短,所以产生液压冲击所致。在卸荷时,油流速急剧变化,引起压力突变,造成压力波的冲击。虽然压力波本身产生的噪声很小,但是若同任何一个机械零件产生共振,就可能加大振动并增强噪声,一般会伴随着系统振动。
另外,先导型溢流阀发出的机械噪声,主要来自于零件的撞击和加工误差等产生的零件磨擦。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,一般称之为自激振动声。这是主阀和导阀因高频振动而发出的声音。其发生率与回油管道的配置、流量、压力、油温(粘度)等因素有关。但无论是液压冲击还是机械噪声,都需要引起我们的重视,避免影响系统正常运行以及机器操作者的健康。缩,能起到微小的空气阻尼作用,节流边也能产生阻尼,使振动减小,并消耗能量。与消振套、消振垫相比,消振螺堵不会增加共振腔的容积,而是在原先的体积中增加了液气可压缩性,所以消振螺堵对阻尼作用是一个很好的补充。
作为一名工程师,我知道减小或消除溢流阀噪声和振动的措施之一,就是在导阀部分加置消振元件。消振套是设在导阀前腔内,固定不动,上面设有各种阻尼孔,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,能减少发生共振的可能性。消振垫能自由运动,在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,能减少发生共振的可能性。而消振螺堵上设有蓄气小孔和节流边,这些特殊设计可以使其产生微小的空气阻尼作用,以减小振动并消耗能量。相比消振套、消振垫,消振螺堵不会增加共振腔的容积,但可以在原先的体积中增加液气可压缩性,从而起到补充阻尼作用的效果。径向卡紧、污染等原因外,还可能是钢球卡塞、调节弹簧断裂或调节弹簧调节螺母损坏等造成的。为了解决这些问题,我们可以采取一些措施。
我是一名工程师,我知道压缩空气具有吸振作用,相当于一个微型吸振器,可以减小或消除噪声和振动。在流量太大或过小、装配不当或锥阀磨损不正常的情况下也会产生振动噪声,针对这种情况,我们应该进行检查调整或更换零件,改善问题。针对阀芯径向卡紧问题,我们应该注意加工精度和避免污染;对于调压失灵的问题,我们应该考虑钢球卡塞、调节弹簧断裂或调节弹簧调节螺母损坏等因素,采取相应的解决措施。这些措施有助于维护溢流阀的正常运行,减少因噪声和振动引起的不适和损害。因外,还可能是钢球卡住、调节弹簧断裂等原因导致的调压失灵。
作为一名工程师,我知道原因造成主阀体阻尼器或阻尼器堵塞都会导致导阀失去对主阀压力的调节作用,不能建立压力。而压力达不到额定值可能是调压弹簧变形或选用错误、内泄漏过大、导阀部分锥阀过度磨损等原因。另外,当阻尼器堵塞时,锥阀也无法打开溢流口,使得主阀上下腔压力一直相等,导致主阀一直关闭而不会溢流,系统压力会持续上升。除此之外,调节弹簧断裂、钢球卡住等因素也可能导致调压失灵。我们需要针对以上问题,采取相应的解决措施,例如清洗阻尼器、更换调节弹簧、减小内泄漏等,以维护溢流阀的正常运行,并尽可能减少噪声和振动。作为一名工程师,我知道在安装或使用溢流阀时,如果O形密封圈、组合密封圈损坏或安装螺钉、管接头松动,都可能导致不必要的外泄漏。检查外控口是否堵塞、锥阀是否安装良好等也是必要的。如果锥阀或主阀芯磨损过大或密封面接触不良,还会导致内泄漏过大,甚至影响正常工作。电磁溢流阀常见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。后者可以通过调节加置的缓冲器来减少或消除。如果没有缓冲器,可以在主阀溢流口加一个背压阀,将压力调到5kgf/cm2左右即可。