劉潤(rùn)強(qiáng) 王娜 王海艷

摘 要：介紹常見的幾種保壓回路，進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并針對(duì)保壓回路中可能會(huì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行探討，提出解決的辦法。

關(guān)鍵詞：保壓回路 液壓泵 蓄能器 自動(dòng)補(bǔ)油 故障排除

中圖分類號(hào)：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）009-034-02

在一些機(jī)械設(shè)備工作過(guò)程中，通常會(huì)要求液壓缸在其行程終止時(shí)保持一定的壓力一段時(shí)間，這種情況就要采用保壓回路。保壓回路應(yīng)能滿足保壓時(shí)間、壓力穩(wěn)定性、工作可靠性、經(jīng)濟(jì)性等各個(gè)方面的要求。比如，在機(jī)床進(jìn)行加工或者夾緊工作時(shí)，為了避免發(fā)生意外事故，保證加工精度，同時(shí)使機(jī)床獲得足夠而穩(wěn)定的進(jìn)給力，就要求系統(tǒng)保持一定的壓力，并且使壓力的波動(dòng)范圍盡可能的減小，這就需要保壓回路。所謂保壓回路，是指使系統(tǒng)在液壓缸不動(dòng)或僅有工件變形所產(chǎn)生的微小位移的情況下，穩(wěn)定地維持住壓力。

本文主要是簡(jiǎn)單的分析常見的幾種保壓回路，并且就可能會(huì)出現(xiàn)的保壓回路的一些故障進(jìn)行分析并排除。

1 常見的幾種保壓回路分析

1.1 利用液壓泵的保壓回路

圖1所示為使用液壓泵的保壓回路。當(dāng)系統(tǒng)壓力較低時(shí)，低壓大流量泵1和高壓小流量泵2同時(shí)工作向系統(tǒng)供油。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到卸荷閥4的調(diào)定壓力時(shí)，低壓大流量泵卸荷，高壓小流量泵起保壓作用，溢流閥3調(diào)定液壓系統(tǒng)的壓力。

利用液壓泵的保壓回路在系統(tǒng)保壓過(guò)程中，液壓泵仍會(huì)以比較高的壓力繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就不可避免的造成一定的功率損失。在這種回路中，如果采用定量泵，泵的輸出流量仍然很大，因而壓力油幾乎全部經(jīng)過(guò)溢流閥流回油箱，系統(tǒng)的功率損失就會(huì)非常大，也很容易有發(fā)熱等現(xiàn)象，因此這種回路只適應(yīng)于系統(tǒng)功率較小且要求保壓時(shí)間不長(zhǎng)的情況；如果采用變量泵，雖然泵繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)保持了較高的壓力，但是泵的輸出流量很小，因此系統(tǒng)的功率損失就會(huì)很小。這種保壓回路的優(yōu)勢(shì)是，當(dāng)泄漏量發(fā)生了變化，可以自動(dòng)調(diào)整輸出流量，從而實(shí)現(xiàn)保壓卸荷，效率也非常高，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2 利用蓄能器的保壓回路

利用蓄能器的保壓回路是指由蓄能器來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏，從而保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的回路。如圖2所示為利用蓄能器的保壓回路，當(dāng)主換向閥處于左位時(shí)，液壓缸向前運(yùn)動(dòng)且壓緊工件，進(jìn)油路壓力上升到預(yù)定值時(shí)，壓力繼電器動(dòng)作使二位二通電磁換向閥通電，泵實(shí)現(xiàn)卸荷，單向閥關(guān)閉，由蓄能器來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓缸的保壓。當(dāng)液壓缸的壓力不足時(shí)，壓力繼電器復(fù)位使泵重新工作。

圖3所示為多缸系統(tǒng)中的保壓回路，當(dāng)主油路的壓力下降時(shí)，單向閥3關(guān)閉，由蓄能器實(shí)現(xiàn)支路的泄露補(bǔ)償從而實(shí)現(xiàn)保壓，壓力繼電器5的作用是當(dāng)支路壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)發(fā)出信號(hào)，使主油路開始動(dòng)作。

蓄能器保壓時(shí)間的長(zhǎng)短是看蓄能器容積大小與泄漏程度，適用于保壓時(shí)間長(zhǎng)、壓力穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)合。常用的蓄能器包括活塞式蓄能器和皮囊式蓄能器。活塞式蓄能器是通過(guò)改變充氣腔內(nèi)氮?dú)獾捏w積來(lái)使蓄能器的液壓油成為具有一定液壓能的壓力油。這種蓄能器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易，維護(hù)方便，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，供油量大，適應(yīng)溫度范圍寬。但慣性大，靈敏度較差，磨損泄漏量大，對(duì)缸內(nèi)壁的加工要求高，不適于低壓吸收脈動(dòng)。皮囊式蓄能器是利用氣體的可壓縮性來(lái)蓄積液體的原理而工作的，即采用氮?dú)庾鳛閴嚎s介質(zhì)來(lái)積蓄能量。這種蓄能器結(jié)構(gòu)緊湊，附屬設(shè)備少，重量輕，密封性好，反應(yīng)靈敏，適合用作消除脈動(dòng)，所以在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.3 自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路

如圖4所示自動(dòng)補(bǔ)油保壓回路，其工作原理為：按下啟動(dòng)按鈕，電磁鐵1YA得電，換向閥右位工作，液壓缸上腔成為壓力腔，當(dāng)其壓力上升至上限值時(shí)，上觸點(diǎn)接電，電磁鐵1YA失電，換向閥處于中位，液壓泵實(shí)現(xiàn)卸荷，由液控單向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓缸的保壓。當(dāng)液壓缸上腔壓力下降到預(yù)定下限值時(shí)，電接觸式壓力表又發(fā)出信號(hào)，使1YA得電，液壓泵向系統(tǒng)供油，使得系統(tǒng)壓力上升。當(dāng)液壓缸上腔壓力達(dá)到上限值時(shí)，上觸點(diǎn)接電，1YA再次失電，液壓泵實(shí)現(xiàn)卸荷。這種回路適用于保壓時(shí)間不太長(zhǎng)、保壓穩(wěn)定性要求不太高，但要求功率損失較小的場(chǎng)合。

2 保壓回路常見故障的排除

2.1 不保壓，在保壓時(shí)壓力下降嚴(yán)重

產(chǎn)生不保壓的主要原因是：油缸和控制閥的泄漏。解決此問題的最基本措施是盡可能的減少泄漏，但是泄漏是不可避免的，因此壓力必然慢慢下降。所以，在系統(tǒng)要求保壓時(shí)間較長(zhǎng)和壓力保持穩(wěn)定的情況下，必須采用補(bǔ)油的方法。具體產(chǎn)生不保壓的原因和排除方法有：

（1）油缸的內(nèi)外泄漏，造成不保壓。

油缸兩腔之間的內(nèi)泄漏取決于活塞密封裝置，一般來(lái)說(shuō)，密封性比較好的依次為軟質(zhì)密封圈、硬質(zhì)的鑄鐵活塞環(huán)密封、間隙密封。另外，提高油缸缸孔、活塞及活塞桿的制造精度和配合精度，能減少內(nèi)外泄漏造成不保壓的故障。

（2）各控制閥的泄漏，特別是緊靠油缸的換向閥的泄漏量較大，造成不保壓。

液壓閥的泄漏取決于閥的結(jié)構(gòu)形式和制造精度。比如，采用錐閥（如液控單向閥）保壓，比采用滑閥保壓效果要好的多。另外，閥芯與閥孔的加工精度和配合精度，密合錐面的密合程度等因素也都會(huì)影響泄漏量，從而影響保壓效果。

（3）密封沒有絕對(duì)的，泄露是不可避免的，控制閥及接管數(shù)量越多，泄露量可能就會(huì)越大，因此在回路設(shè)計(jì)上，盡可能的使得封閉油路的控制閥的數(shù)量和接管數(shù)量減少，以減少泄漏點(diǎn)，可以提高保壓效果。

2.2 保壓回程中出現(xiàn)沖擊、振動(dòng)和嗓聲

采用液控單向閥的保壓回路，在小型液壓機(jī)上優(yōu)勢(shì)明顯，但用于大型液壓機(jī)會(huì)出現(xiàn)油缸上行回程時(shí)的振動(dòng)、沖擊和噪聲。

產(chǎn)生這一故障的原因是：在保壓過(guò)程中，由于液壓油被壓縮，管道膨脹，機(jī)器的彈性形變等因素，都會(huì)儲(chǔ)存部分能量，因此，在保壓終了返回過(guò)程中，上腔壓力及本身儲(chǔ)存的這部分能量都沒有完全釋放，油缸下腔壓力就已經(jīng)升高，這個(gè)時(shí)候，液控單向閥的卸荷閥和主閥芯被同時(shí)打開，從而導(dǎo)致油缸上腔突然放油，由于油缸上腔泄壓較快，放油量又比較大，因此會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的振動(dòng)、沖擊和噪聲。

解決辦法是控制液控單向閥的泄壓速度，即延長(zhǎng)泄壓時(shí)間，要控制液控單向閥的液控流量以降低控制活塞的運(yùn)動(dòng)速度。為了既滿足液壓系統(tǒng)的泄壓要求，又保證控制活塞的回程速度不受影響，可在液控單向閥的液控油路上設(shè)置一單向節(jié)流閥，使液控口的通過(guò)流量得以控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了常見的幾種保壓回路，然后進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，分別適應(yīng)于什么場(chǎng)合，并且針對(duì)保壓回路中可能會(huì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析，提出了解決的辦法。

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