SCHUY3500型強夯機主卷平衡閥應用及故障分析

張 貝，劉順潮，童山虎，田響亮，王 蒙，石志國

（中車石家莊車輛有限公司，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：在工作部件垂直運動時，防止自重超速下降，使工作腔出現真空，在下行回路串聯一個背壓元件，與自重平衡，達到限速目的[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，馬達左側與油箱相連，壓力為0，馬達右側液壓油不能排出，產生高壓制動力矩，馬達靜止。

換向閥在右位時，馬達左側與油箱相連，壓力為0，右側液壓油通過單向閥進入馬達，帶動主卷揚轉動，使吊鉤上升。

換向閥在左位時，馬達右側液壓油由于單向閥作用無法排出；馬達左側液壓油一部分使馬達轉動，帶動主卷揚帶動，一部分液壓油通過控制口A，控制平衡閥使平衡閥閥芯開口增大，馬達右側液壓油通過平衡閥排出，帶動馬達轉動；馬達右側排出液壓油，一旦閥芯開口過大，壓力下降，馬達瞬間加速轉動，左側加速吸入液體，使控制口A壓力減小，閥芯開口減小，壓力增高，制動力增大，馬達減速轉動，最終達到平衡，馬達勻速轉動。

1.2 SCHUY3500型強夯機平衡閥原理及結構

SCHUY3500型強夯機采用上海倫聯機電設備有限公司生產的插裝式浮動平衡閥，系統工作壓力為20 MPa。該平衡閥集成了泄壓、控制等功能，系統原理如圖2所示。

圖2 主卷揚液壓原理

平衡閥V1、V2口分別為主卷揚上升、下降回路控制口，控制口A、B分別與主卷揚馬達進口相連。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的進口壓力，減小控制壓力的波動。

減泄壓閥與液控換向閥串聯，控制主卷揚制動器開啟關閉。梭閥的作用保證主卷揚動作時，控制管路都能打開主卷揚制動器。阻尼孔在打開常閉式制動器時，防止液壓油直接回流油箱，起到節流作用，保證開啟壓力，主卷揚停止動作時，管路剩余液壓油通過阻尼孔回油箱，保證制動器正常閉合。

2 平衡閥故障分析及處理

2.1 主卷揚下降時，平衡閥出現頻繁的撞擊聲

撞擊聲一般是由平衡閥閥芯頻繁動作，沖擊閥體造成。此時用壓力表測量M1口壓力為20 MPa，進口壓力正常。測量M2口壓力時，壓力表指針隨撞擊聲擺動。可以判定平衡閥回油壓力不穩定，導致閥芯頻繁動作。進一步分析發現：閥芯調節彈簧預緊力過小，可導致閥芯在較小壓力下開口過大，平衡閥穩定性下降。通過調節螺釘（順時針減小，逆時針增大）可排出故障。

阻尼孔為阻尼螺塞安裝在閥體上，由于長時間經受壓力沖擊容易松動或脫落，失去阻尼作用，閥芯直接由系統壓力開啟，開啟壓力，導致閥芯頻繁動作，出現撞擊聲。可將阻尼螺塞擰緊。

2.2 主卷下降比較緩慢

卷揚動作緩慢，一般由于動力不足導致。用壓力表測量M1口壓力為23 MPa，稍高于正常工作時壓力（20 MPa）。提高發動機轉速時，M1壓力隨之升高，動作較之前狀況有所緩解。經分析發現平衡閥調節彈簧的預緊力過大，而控制口A處壓力由于阻尼孔作用變化較小，閥芯開口過小，系統背壓增大，主卷揚動作緩慢。可通過調節螺釘來減小彈簧預緊力，達到額定工作壓力，排除故障。

2.3 主卷下降時，間歇動作

主卷揚間歇動作一般由制動器頻繁開啟關閉導致。主卷揚制動器開啟壓力為1.6～2 MPa。開啟過高容易損壞主卷揚制動器，使主卷揚存在安全隱患，過低不能打開制動器。在主卷揚間歇動作時，用壓力表測量，指針在1.6MPa左右擺動。

減泄壓閥設定壓力為4 MPa，保證Br口最高壓為4 MPa（主卷揚制動器最高耐壓5 MPa），液控換向閥設定壓力為3 MPa，保證Br口壓力大于主卷揚制動器完全開啟壓力。

減泄壓閥設定壓力接近液控換閥設定壓力并且大于2 MPa時，液控換閥閥芯頻繁開啟閉合，導致主卷揚制動器頻繁開啟閉合，主卷揚間歇性動作。可在Br口通過三通接頭接入壓力表，先調節減泄壓閥調節螺釘（順時針增大，逆時針減小），設定壓力為4 MPa。將換向閥逆時針擰死，使其設定壓力最小（液控換向閥調節壓力0.15～5.5 MPa），順時針調節，直至制動器完全打開，主卷揚順暢動作。

當減泄壓閥設定壓力小于液控換閥設定壓力或者減泄壓閥設定壓力與液控換閥設定壓力小于1.6 MPa時，主卷揚制動器不能打開，主卷揚無動作。測量Br口壓力會發現壓力小于主卷揚制動器開啟壓力（1.6 MPa）。可根據上述方法進行調定。

2.4 主卷停止動作時，吊鉤緩慢下滑至靜止

主卷停止動作時，吊鉤緩慢下滑至靜止說明主卷揚制動器不能及時閉合。用壓力表測量T口壓力為0.8 MPa，系統正常背壓為0.3 MPa，說明制動器回油不暢，導致制動器不能正常閉合，從而從使主卷揚出現溜鉤現象，拆卸阻尼螺塞進行清洗，并對液壓油進行檢測，如因液壓油長時間使用導致液壓油過臟，需要重新更換液壓油。

3 結語

綜上所述，平衡閥出現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驗臺進行壓力標定。插裝式平衡閥以其方便維修的特點應用廣泛，但同時容易造成插裝閥長時間在液壓沖擊下產生松動現象，從而導致平衡閥故障，因此需要定期對平衡閥進行檢查維護。