SCHUY3500型強(qiáng)夯機(jī)主卷平衡閥應(yīng)用及故障分析

張 貝，劉順潮，童山虎，田響亮，王 蒙，石志國(guó)

（中車(chē)石家莊車(chē)輛有限公司，河北 石家莊051430）

1 平衡閥原理

1.1 平衡閥的核心閥組成原理

平衡閥工作原理：在工作部件垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，防止自重超速下降，使工作腔出現(xiàn)真空，在下行回路串聯(lián)一個(gè)背壓元件，與自重平衡，達(dá)到限速目的[1]。平衡閥工作原理如圖1所示。

圖1 平衡閥工作原理

換向閥在中位時(shí)，馬達(dá)左側(cè)與油箱相連，壓力為0，馬達(dá)右側(cè)液壓油不能排出，產(chǎn)生高壓制動(dòng)力矩，馬達(dá)靜止。

換向閥在右位時(shí)，馬達(dá)左側(cè)與油箱相連，壓力為0，右側(cè)液壓油通過(guò)單向閥進(jìn)入馬達(dá)，帶動(dòng)主卷?yè)P(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，使吊鉤上升。

換向閥在左位時(shí)，馬達(dá)右側(cè)液壓油由于單向閥作用無(wú)法排出；馬達(dá)左側(cè)液壓油一部分使馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)主卷?yè)P(yáng)帶動(dòng)，一部分液壓油通過(guò)控制口A，控制平衡閥使平衡閥閥芯開(kāi)口增大，馬達(dá)右側(cè)液壓油通過(guò)平衡閥排出，帶動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)；馬達(dá)右側(cè)排出液壓油，一旦閥芯開(kāi)口過(guò)大，壓力下降，馬達(dá)瞬間加速轉(zhuǎn)動(dòng)，左側(cè)加速吸入液體，使控制口A壓力減小，閥芯開(kāi)口減小，壓力增高，制動(dòng)力增大，馬達(dá)減速轉(zhuǎn)動(dòng)，最終達(dá)到平衡，馬達(dá)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

1.2 SCHUY3500型強(qiáng)夯機(jī)平衡閥原理及結(jié)構(gòu)

SCHUY3500型強(qiáng)夯機(jī)采用上海倫聯(lián)機(jī)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的插裝式浮動(dòng)平衡閥，系統(tǒng)工作壓力為20 MPa。該平衡閥集成了泄壓、控制等功能，系統(tǒng)原理如圖2所示。

圖2 主卷?yè)P(yáng)液壓原理

平衡閥V1、V2口分別為主卷?yè)P(yáng)上升、下降回路控制口，控制口A、B分別與主卷?yè)P(yáng)馬達(dá)進(jìn)口相連。溢流閥為安全泄壓閥，額定壓力34 MPa。阻尼孔主要減小控制口A的進(jìn)口壓力，減小控制壓力的波動(dòng)。

減泄壓閥與液控?fù)Q向閥串聯(lián)，控制主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器開(kāi)啟關(guān)閉。梭閥的作用保證主卷?yè)P(yáng)動(dòng)作時(shí)，控制管路都能打開(kāi)主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器。阻尼孔在打開(kāi)常閉式制動(dòng)器時(shí)，防止液壓油直接回流油箱，起到節(jié)流作用，保證開(kāi)啟壓力，主卷?yè)P(yáng)停止動(dòng)作時(shí)，管路剩余液壓油通過(guò)阻尼孔回油箱，保證制動(dòng)器正常閉合。

2 平衡閥故障分析及處理

2.1 主卷?yè)P(yáng)下降時(shí)，平衡閥出現(xiàn)頻繁的撞擊聲

撞擊聲一般是由平衡閥閥芯頻繁動(dòng)作，沖擊閥體造成。此時(shí)用壓力表測(cè)量M1口壓力為20 MPa，進(jìn)口壓力正常。測(cè)量M2口壓力時(shí)，壓力表指針隨撞擊聲擺動(dòng)?？梢耘卸ㄆ胶忾y回油壓力不穩(wěn)定，導(dǎo)致閥芯頻繁動(dòng)作。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：閥芯調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊力過(guò)小，可導(dǎo)致閥芯在較小壓力下開(kāi)口過(guò)大，平衡閥穩(wěn)定性下降。通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘（順時(shí)針減小，逆時(shí)針增大）可排出故障。

阻尼孔為阻尼螺塞安裝在閥體上，由于長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受壓力沖擊容易松動(dòng)或脫落，失去阻尼作用，閥芯直接由系統(tǒng)壓力開(kāi)啟，開(kāi)啟壓力，導(dǎo)致閥芯頻繁動(dòng)作，出現(xiàn)撞擊聲?？蓪⒆枘崧萑麛Q緊。

2.2 主卷下降比較緩慢

卷?yè)P(yáng)動(dòng)作緩慢，一般由于動(dòng)力不足導(dǎo)致。用壓力表測(cè)量M1口壓力為23 MPa，稍高于正常工作時(shí)壓力（20 MPa）。提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，M1壓力隨之升高，動(dòng)作較之前狀況有所緩解。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)平衡閥調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力過(guò)大，而控制口A處壓力由于阻尼孔作用變化較小，閥芯開(kāi)口過(guò)小，系統(tǒng)背壓增大，主卷?yè)P(yáng)動(dòng)作緩慢?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)螺釘來(lái)減小彈簧預(yù)緊力，達(dá)到額定工作壓力，排除故障。

2.3 主卷下降時(shí)，間歇?jiǎng)幼?/h3>

主卷?yè)P(yáng)間歇?jiǎng)幼饕话阌芍苿?dòng)器頻繁開(kāi)啟關(guān)閉導(dǎo)致。主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器開(kāi)啟壓力為1.6～2 MPa。開(kāi)啟過(guò)高容易損壞主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器，使主卷?yè)P(yáng)存在安全隱患，過(guò)低不能打開(kāi)制動(dòng)器。在主卷?yè)P(yáng)間歇?jiǎng)幼鲿r(shí)，用壓力表測(cè)量，指針在1.6MPa左右擺動(dòng)。

減泄壓閥設(shè)定壓力為4 MPa，保證Br口最高壓為4 MPa（主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器最高耐壓5 MPa），液控?fù)Q向閥設(shè)定壓力為3 MPa，保證Br口壓力大于主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器完全開(kāi)啟壓力。

減泄壓閥設(shè)定壓力接近液控?fù)Q閥設(shè)定壓力并且大于2 MPa時(shí)，液控?fù)Q閥閥芯頻繁開(kāi)啟閉合，導(dǎo)致主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器頻繁開(kāi)啟閉合，主卷?yè)P(yáng)間歇性動(dòng)作。可在Br口通過(guò)三通接頭接入壓力表，先調(diào)節(jié)減泄壓閥調(diào)節(jié)螺釘（順時(shí)針增大，逆時(shí)針減?。?，設(shè)定壓力為4 MPa。將換向閥逆時(shí)針擰死，使其設(shè)定壓力最小（液控?fù)Q向閥調(diào)節(jié)壓力0.15～5.5 MPa），順時(shí)針調(diào)節(jié)，直至制動(dòng)器完全打開(kāi)，主卷?yè)P(yáng)順暢動(dòng)作。

當(dāng)減泄壓閥設(shè)定壓力小于液控?fù)Q閥設(shè)定壓力或者減泄壓閥設(shè)定壓力與液控?fù)Q閥設(shè)定壓力小于1.6 MPa時(shí)，主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器不能打開(kāi)，主卷?yè)P(yáng)無(wú)動(dòng)作。測(cè)量Br口壓力會(huì)發(fā)現(xiàn)壓力小于主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器開(kāi)啟壓力（1.6 MPa）?？筛鶕?jù)上述方法進(jìn)行調(diào)定。

2.4 主卷停止動(dòng)作時(shí)，吊鉤緩慢下滑至靜止

主卷停止動(dòng)作時(shí)，吊鉤緩慢下滑至靜止說(shuō)明主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器不能及時(shí)閉合。用壓力表測(cè)量T口壓力為0.8 MPa，系統(tǒng)正常背壓為0.3 MPa，說(shuō)明制動(dòng)器回油不暢，導(dǎo)致制動(dòng)器不能正常閉合，從而從使主卷?yè)P(yáng)出現(xiàn)溜鉤現(xiàn)象，拆卸阻尼螺塞進(jìn)行清洗，并對(duì)液壓油進(jìn)行檢測(cè)，如因液壓油長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致液壓油過(guò)臟，需要重新更換液壓油。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，平衡閥出現(xiàn)的故障往往是由于壓力不匹配造成的，因此在組裝平衡閥之前需要上實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行壓力標(biāo)定。插裝式平衡閥以其方便維修的特點(diǎn)應(yīng)用廣泛，但同時(shí)容易造成插裝閥長(zhǎng)時(shí)間在液壓沖擊下產(chǎn)生松動(dòng)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致平衡閥故障，因此需要定期對(duì)平衡閥進(jìn)行檢查維護(hù)。