淺議影響液壓打包機二通插裝閥集成塊穩定性的因素

王文良

摘 要：在處理液壓打包機料斗誤動作故障檢查的過程中，對影響二通插裝閥集成塊的穩定性的各種因素進行測試。不僅成功地解決了該故障，而且對二通插裝閥集成塊的穩定性的特點有了一些深刻的認識，為今后設備的維護和使用積累了經驗。

關鍵詞：二通插裝閥 電磁換向閥 穩定性 液壓油污染 壓力平衡

中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（c）-0059-03

本鋼廢鋼廠于2011年從國外引進液壓打包機，型號：TG4036B。該設備的主控制閥使用的是二通插裝閥組成的集成塊。2014年5月，液壓打包機出現了料斗誤動作的故障；在處理這起故障時，對二通插裝閥集成塊的穩定性進行了測試研究，加深了影響二通插裝閥集成塊穩定性各種因素的認識。

1 液壓打包機料斗液壓控制系統概況

1.1 液壓打包機料斗液壓系統組成

圖1是液壓打包機料斗液壓控制系統圖紙，該系統的控制主閥由5個二通插裝閥GG組成的集成塊構成，二通插裝閥由5個二位四通電磁換向閥H1～H5分別控制，S閥是料斗液壓缸的緩沖閥。

表1是集成塊的插裝閥的動作程序和電磁換向閥線圈的得電順序。表明該集成塊實現的是中位機能M型的三位四通電磁換向閥相同功能。

1.2 液壓打包機料斗液壓系統的電氣控制

圖2中（a）（b）是料斗控制集成塊電磁換向閥線圈電路圖，繼電器的觸點CR41.0～CR41.4分別對應控制電磁換向閥H1～H5線圈，繼電器線圈由PLC輸出模塊的觸點控制，這樣可以防止電磁換向閥線圈接地或短路燒毀PLC的輸出模塊。圖2中的料斗提升電磁閥就是控制料斗的二通插裝閥集成塊的電磁換向閥。

2 液壓打包機料斗誤動作故障過程

2014年5月，正在作業的打包機突然出現了料斗誤動作。具體過程如下：打包機的其他流程均正常，當三級差動結束后，壓力升至17.9 MPa時，料斗突然動作，直至上升極限，而當班出現過2次，其他時間運行正常，以后每隔5～6天又出現相同的故障現象，成周期發生。

3 液壓打包機料斗誤動作故障分析

根據圖1表明二通插裝閥是依靠兩個工作腔和控制腔的壓力平衡關系來實現閥門的打開和關閉。料斗發生誤動作，是因為其二通插裝閥集成塊的穩定性遭到破壞。閥門關閉時，閥芯上的合力為：

PGGSGG+F1>PPSP+PASA[1] （1）

式中：PGG為控制腔GG的壓力；

PP 為工作腔P的壓力；

PA為工作腔A的壓力；

SGG為控制腔GG的作用面積；

SP為工作腔P的作用面積；

SA為工作腔A的作用面積；

F1為穩態液動力。

公式（1）中，3個腔的壓力關系是主要的，在很大程度上決定閥芯的工作狀態。

如果二通插裝閥的液壓控制系統受到外來因素的影響，使公式（1）的左邊的壓力值小于右邊的壓力值，集成塊的穩定性遭到破壞，料斗就會出現誤動作。根據故障現象，影響其穩定性可能有以下3個原因。

（1）料斗液壓控制系統硬件，如單向閥、電磁換向閥、插裝閥等故障引起。

（2）料斗電氣控制系統，如繼電器、線路、PLC軟件等故障。

（3）液壓油污染尤其是空氣進入系統引起液壓件誤動作引起。

4 液壓打包機料斗控制集成塊檢查與測試

料斗發生誤動作，是因為其二通插裝閥集成塊的穩定性遭到破壞。對控制料斗的集成塊穩定性進行檢查測試，以找出發生原因。

4.1 料斗液壓控制系檢查

4.1.1 S緩沖節流閥的處理

液壓打包機料斗液壓控制系統中緩沖節流閥，即圖中的s閥。為了方便料斗軸潤滑注油，在設備安裝時經外方技術人員同意，給予關閉。為了減少公式（1）右側的壓力值，將節流閥打開。將A工作腔的壓力徹底釋放。

4.1.2 硬件檢查

（1）控制料斗的二位插裝閥集成塊閥芯解體檢查；（2）閥體上的5個電磁換向閥解體檢查；（3）各個單向閥解體檢查。檢查結果，各個硬件沒有發現異常，插裝閥閥芯和閥體磨損在允許的范圍。

4.2 料斗電氣控制系統檢查與測試

電氣控制系統的硬件，如繼電器、線路絕緣等檢查未見異常。軟件系統，經檢查各參數正常。為檢查影響二通插裝閥穩定性能做了以下測試。

4.2.1 相同條件下單個電磁換向閥動作對集成塊的影響

在三級差動結束后系統壓力達到17 MPa后，每次將圖3中的CR41.0～CR41.4強制閉合，也就是讓H1～H5電磁換向閥單獨強制動作。測試的結果見表2。

4.2.2 料斗誤動作的測試

根據表1和表2說明，如果二通插裝閥集成塊要動作，那么電磁換向閥H1和H2必須有一個動作。在這兩個電磁換向閥的線圈接線端子上各并聯一個電壓表，表的位置放在操作臺上，由操作工隨時監控這兩個電磁換向閥線圈的狀態，測試結果表明：當故障發生時，這兩個電磁換向閥的線圈沒有得電。

4.2.3 電氣測試結論

經過兩次測試表明，料斗誤動作的故障與電氣系統無關。

4.3 液壓系統液壓油污染的檢查

液壓油污染是引起液壓系統誤動作的主要原因之一。對液壓打包機的整套液壓系統進行系統的檢查。

4.3.1 經過現場調查發現以下缺陷

（1）整個液壓系統5處滲漏點，而這些滲漏點會使空氣進入液壓系統，尤其是一級液壓缸的進油口滲漏，據操作人員反應，該滲漏點出現不久就出現料斗誤動作的故障。（2）檢查中發現，油箱上用來排氣的6個孔，由于濾芯污染的全部阻塞，使空氣無法順暢全部排出系統外。（3）檢查油箱上的液壓油過濾桶，發現3個過濾桶，有兩個因為密封不好而失去作用。

4.3.2 缺陷處理及結果

打包機液壓系統出現慢滲，因為沒有到檢修周期，只是臨時處理。為解決料斗誤動作的故障，停機安排定修，徹底將滲漏點處理。同時將油箱上的空氣濾芯和液壓油慮桶密封一并處理。這些缺陷處理后，該故障消失，至今已經穩定運行1年。

4.4 檢查結論

液壓打包機料斗的誤動作，是由空氣等液壓油污染引起的。這也很好地解釋了為什么這種故障是周期出現的，因為這些污染物是需要積累到一定的程度才會發生。

5 結語

通過在處理料斗誤動作過程中，對二通插裝閥集成塊的穩定性的特點有了一些深刻的認識。（1）二位通裝閥集成塊對電氣系統的各種干擾因素與普通滑閥一樣，只要特定一個電磁換向閥線圈得電，集成塊就會打開。（2）通過分析和實踐表明二通插裝閥它的穩定性是由一個控制腔和兩個工作腔的壓力平衡來維持的，控制這些壓力的元器件多，因此，液壓油污染干擾的能力比較弱，比使用機械維持穩定性的滑閥要低，這些認識為今后在液壓打包機的使用維護中提供了積極經驗。

參考文獻

[1] 王慶國，蘇東海.二通插裝閥控制技術[M].北京：機械工業出版社，2001.

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