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溢流閥

溢流閥是一種液壓壓力控制閥,在液壓設備中主要起定壓溢流,穩壓,系統卸荷和安全保護作用。溢流閥在裝配或使用中,由于O形密封圈、組合密封圈的損壞,或者安裝螺釘、管接頭的松動,都可能造成不應有的外泄漏。
溢流閥

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主要作用

定壓溢流作用:在定量泵節流調節系統中,定量泵提供的是恒定流量。當系統壓力增大時,會使流量需求減小。此時溢流閥開啟,使多余流量溢回油箱,保證溢流閥進口壓力,即泵出口壓力恒定(閥口常隨壓力波動開啟)。

穩壓作用:溢流閥串聯在回油路上,溢流閥產生背壓,運動部件平穩性增加。

系統卸荷作用:在溢流閥的遙控口串接溢小流量的電磁閥,當電磁鐵通電時,溢流閥的遙控口通油箱,此時液壓泵卸荷。溢流閥此時作為卸荷閥使用。

安全保護作用:系統正常工作時,閥門關閉。只有負載超過規定的極限(系統壓力超過調定壓力)時開啟溢流,進行過載保護,使系統壓力不再增加(通常使溢流閥的調定壓力比系統最高工作壓力高10%~20%)。

實際應用中一般有:作卸荷閥用,作遠程調壓閥,作高低壓多級控制閥,作順序閥,用于產生背壓(串在回油路上)。

溢流閥一般有兩種結構:1、直動型溢流閥 。2、先導式溢流閥。

對溢流閥的主要要求:調壓范圍大,調壓偏差小,壓力振擺小,動作靈敏,過載能力大,噪聲小。

注意事項

噪聲和振動

液壓裝置中容易產生噪聲的元件一般認為是泵和閥,閥中又以溢流閥和電磁換向閥等為主。產生噪聲的因素很多。溢流閥的噪聲有流速聲和機械聲二種。流速聲中主要由油液振動、空穴以及液壓沖擊等原因產生的噪聲。機械聲中主要由閥中零件的撞擊和磨擦等原因產生的噪聲。

(1)壓力不均勻引起的噪聲

先導型溢流閥的導閥部分是一個易振部位如圖3所示。在高壓情況下溢流時,導閥的軸向開口很小,僅0.003~0.006厘米。過流面積很小,流速很高,可達200米/秒,易引起壓力分布不均勻,使錐閥徑向力不平衡而產生振動。另外錐閥和錐閥座加工時產生的橢圓度、導閥口的臟物粘住及調壓彈簧變形等,也會引起錐閥的振動。所以一般認為導閥是發生噪聲的振源部位。

由于有彈性元件(彈簧)和運動質量(錐閥)的存在,構成了一個產生振蕩的條件,而導閥前腔又起了一個共振腔的作用,所以錐閥發生振動后易引起整個閥的共振而發出噪聲,發生噪聲時一般多伴隨有劇烈的壓力跳動。

(2)空穴產生的噪聲

當由于各種原因,空氣被吸入油液中,或者在油液壓力低于大氣壓時,溶解在油液中的部分空氣就會析出形成氣泡,這些氣泡在低壓區時體積較大,當隨油液流到高壓區時,受到壓縮,體積突然變小或氣泡消失;反之,如在高壓區時體積本來較小,而當流到低壓區時,體積突然增大,油中氣泡體積這種急速改變的現象。氣泡體積的突然改變會產生噪聲,又由于這一過程發生在瞬間,將引起局部液壓沖擊而產生振動。先導式溢流閥的導閥口和主閥口,油液流速和壓力的變化很大,很容易出現空穴現象,由此而產生噪聲和振動。

(3)液壓沖擊產生的噪聲

先導式溢流閥在卸荷時,會因液壓回路的壓力急驟下降而發生壓力沖擊噪聲。愈是高壓大容量的工作條件,這種沖擊噪聲愈大,這是由于溢流閥的卸荷時間很短而產生液壓沖擊所致在卸荷時,由于油流速急劇變化,引起壓力突變,造成壓力波的沖擊。壓力波是一個小的沖擊波,本身產生的噪聲很小,但隨油液傳到系統中,如果同任何一個機械零件發生共振,就可能加大振動和增強噪聲。所以在發生液壓沖擊噪聲時,一般多伴有系統振 動。

(4)機械噪聲

先導式溢流閥發出的機械噪聲,一般來自零件的撞擊和由于加工誤差等產生的零件磨擦。

在先導型溢流閥發出的噪聲中,有時會有機械性的高頻振動聲,一般稱它為自激振動聲。這是主閥和導閥因高頻振動而發生的聲音。它的發生率與回油管道的配置、流量、壓力、油溫(粘度)等因素有關。一般情況下,管道口徑小、流量少、壓力高、油液粘度低,自激振動發生率就高。

預防措施

減小或消除先導式溢流閥噪聲和振動的措施

一般是在導閥部分加置消振元件。

消振套一般固定在導閥前腔,即共振腔內,不能自由活動。

在消振套上都設有各種阻尼孔,以增加阻尼來消除震動。另外,由于共振腔中增加了零件,使共振腔的容積減小,油液在負壓時剛度增加,根據剛度大的元件不易發生共振的原理,就能減少發生共振的可能性。

消振墊一般與共振腔活動配合,能自由運動。消振墊正反面都有一條節流槽,油液在流動時能產生阻尼作用,以改變原來的流動情況。由于消振墊的加入,增加了一個振動元件,擾亂了原來的共振頻率。共振腔增加了消振墊,同樣減少了容積,增加了油液受壓時的剛度,以減少發生共振的可能性。

在消振螺堵上設有蓄氣小孔和節流邊,蓄氣小孔中因留有空氣,空氣在受壓時壓縮,壓縮空氣具有吸振作用,相當于一個微型吸振器。小孔中空氣壓縮時,油液充入,膨脹時,油液壓出,這樣就增加了一個附加流動,以改變原來的流動情況。故也能減小或消除噪聲和振動。

另外,如果溢流閥本身的裝配或使用權用不當,也都會造成振動,產生噪聲。如三節同心式溢流閥,裝配時三節同心配合不當,使用時流量過大或過小,錐閥的不正常磨損等。在這種情況下,應認真檢查調整,或更換零件。

折疊調壓失靈

溢流閥在使用中有時會出現調壓失靈現象。先導式溢流閥調壓失靈現象有二種情況:一種是調節調壓手輪建立不起壓力,或壓力達不到額定數值;另一種調節手輪壓力不下降,甚至不斷升壓。出現調壓失靈,除閥芯因種種原因造成徑向卡緊外,還有下列一些原因:

第一是主閥體(2)阻尼器堵塞,油壓傳遞不到主閥上腔和導閥前腔,導閥就失去對主閥壓力的調節作用。因主閥上腔無油壓力,彈簧力又很小,所以主閥變成了一個彈簧力很小的直動型溢流閥,在進油腔壓力很低的情況下,主閥就打開溢流,系統就建立不起壓力。

壓力達不到額定值的原因,是調壓彈簧變形或選用錯誤,調壓彈簧壓縮行程不夠,閥的內泄漏過大,或導閥部分錐閥過度磨損等。

第二是阻尼器(3)堵塞,油壓傳遞不到錐閥上,導閥就失去了支主閥壓力的調節作用。阻尼器(小孔)堵塞后,在任何壓力下錐閥都不會打開溢流油液,閥內始終無油液流動,主閥上下腔壓力一直相等,由于主閥芯上端環形承壓面積大于下端環形承壓面積,所以主閥也始終關閉,不會溢流,主閥壓力隨負載增加而上升。當執行機構停止工作時,系統壓力就會無限升高。除這些原因以外,尚需檢查外控口是否堵住,錐閥安裝是否良好等。

折疊其它故障

電磁溢流閥常見的故障有先導電磁閥工作失靈、主閥調壓失靈和卸荷時的沖擊噪聲等。后者可通過調節加置的緩沖器來減少或消除。如不帶緩沖器,則可在主閥溢流口加一背壓閥。(壓力一般調至5kgf/cm2左右,即0.5MPa)。

安全閥

溢流閥和安全閥是溢流閥起溢流穩壓作用和限壓保護作用時的兩個不同稱謂,當溢流閥起溢流穩壓作用時稱溢流閥,起限壓保護作用時稱安全閥。怎么區分呢? 從以下兩個方面來判別:

1、看液壓回路的構成

在定量泵調速系統中,由于泵的供油流量是一定的,當通過節流閥進行流量調節(節流調速過程)時,多余的流量則從溢流閥溢流回油箱,這時溢流閥一方面起調定系統壓力的作用,另一方面在節流閥進行流量調節時起溢流穩壓作用,溢流閥在這類工作過程中是開啟的(常開)。

而在變量泵系統中,速度的調節是通過改變泵的流量來實現的,這個過程中,沒有多余的流量從溢流閥溢出,溢流閥不開啟(常閉)。只有當負載壓力達到或超過溢流閥的調定壓力時,溢流閥才開啟、溢流,使系統壓力不再升高,起限定系統最高壓力,保護液壓系統的作用,像這種情況下溢流閥我們稱作為安全閥。

由上分析可知,在調速回路中,如果是定量泵供油系統,則溢流閥起溢流穩壓作用,如果是變量泵供油系統,溢流閥起限壓保護作用,作安全閥用。

2、看液壓系統的動作過程

定量泵供油系統中,執行元件一般有快進、工進,在快進和快退工作過程中,一般負載小,壓力低,溢流閥是不開啟的。只有當快進或快退時遇到不正常超大負載,溢流閥才開啟,起限制系統壓力、保護液壓系統的作用,作安全閥用。而在工進階段,一般負載大,壓力大,溢流閥起調定系統壓力和穩定系統壓力的作用,一般構成調壓回路,作溢流閥用。

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