ATOS插裝閥系統故障排查

ATOS插裝閥系統故障排查
ATOS插裝閥與我們所說的普通液壓控制閥有所不同，它的通流量可達到1000L/min,通徑可達200～250mm。閥芯結構簡單，動作靈敏，密封性好。它的功能比較單一，主要實現液路的通或斷，與普通液壓控制閥組合使用時，才能實現對系統油液方向、壓力和流量的控制。
ATOS插裝閥系統故障排查
系統在使用過程中發現許多問題，如錐閥反向泄漏大，錐口密封不嚴，閥套變形，閥芯易磨損和被卡，基本插件密封易切，裝卸困難，控制蓋板上梭閥密封不嚴，不能保證主閥芯在無信時可靠地于關閉狀態而造成系統內泄，執行機構位置不穩定等。造成這些問題的主要原因是加工精度達不到要求，材質熱理不過關。
該系統在使用過程中還曾出現步進梁下降時向閥塊內有異常撞擊聲，閥架劇烈振動，同時伴有尖叫聲，步進梁只能斷續下降，且速度很慢。對比例閥3個測壓點測試，M1p,M3p點壓力在正常范圍內，但M2p壓力值在2.0～5.0MPa擺動。然而，比例閥給定電壓和反饋電壓測試值都在設定的參數范圍內，未發現異常。再將邏輯錐閥1控制蓋板泄油口P拆開觀察，步進梁下降時，泄油口應立即泄油，但當M2p壓力值波動時，泄油口也斷續泄油。據此可判斷邏輯錐閥1閥芯存在內泄，動平衡不穩定而造成故障。從解體情況也發現，邏輯錐閥1基本插件閥芯嚴重磨損，閥芯錐面與閥套接觸面直徑增大。
邏輯錐閥基體插件。其功能是通過控制蓋板上的電磁鐵M2得失電來實現邏輯錐閥的啟閉。當M2失電時，邏輯錐閥閥芯在控制油和主閥芯彈簧作用下關閉，阻止壓力油從油口B進入油口A。當M2得電時，控制油被堵，主閥芯彈簧油腔Ap壓力油經電磁閥泄回油箱。這時如果油口B、A壓力油作用在主閥芯上的水平力能克服彈簧力和彈簧油腔Ap的背壓時，主閥芯就開啟，油口B的壓力油進入油口A。步進梁上升時，邏輯錐閥關閉；步進梁下降時，錐閥開啟，所以可從邏輯錐閥開啟狀態的靜力平衡條件來分析故障原因。
閥開啟時，如略去閥芯自重、摩擦力和液動力影響，作用在錐閥閥芯的力平衡方程式為：PBAB+PAAA=K(L+δ)+PXAAP整理得：（1）式中，PB、PA為油口B、A壓力值；PX為彈簧油腔背壓值；K為主閥芯彈簧剛度；L為主閥彈簧的預壓縮量；δ為主閥開口度；AA、AB為油口A、B有效作用面積；AAP為彈簧油腔AP有效作用面積。
主閥芯的開口度與主油口B、A壓力值及其有效作用面積、彈簧油腔背壓等有關。對于預先制定好的基本插件，主閥芯彈簧剛度和預壓縮量不變。所以，當閥芯與閥套由于閥芯磨損而造成油口B壓力油進入彈簧油腔AP時，PX增大，使主閥芯開口度δ變小。當閥套配有小錐面磨損，造成油口B、A有效作用面積分配發生變化，即AA值增大，AB值減少。但PA為系統背壓，相對于PB的壓力值很小，所以PBAB和PAAA不能平衡，導致閥芯向右移動，閥芯開口度減小，這時油口B壓力升高，閥芯向左移動。這樣，閥芯在閥套內的反復振蕩過程引起過流壓力變化不均而產生尖叫聲和振動。機加工和裝配上的原因可造成閥芯和閥套沿軸線方向配合間隙不等，產生不平衡的徑向液動力，如果該力不平衡，閥芯移動時將產生很大的摩擦阻力，使閥芯移動困難。因此，在閥芯表面開有平衡槽，如果閥芯表面磨損，平衡槽會失去作用而造成閥芯故障。另外，油封長度過長，向時產生困油沖擊，也是不可忽視的原因。
綜上所述，邏輯錐閥故障原因有：（1）閥芯磨損造成內泄平衡槽失去作用；（2）進出油口有效作用面積分配變化造成基本插件開啟壓力降低；（3）機加工和裝配水平達不到技術要求。
故障理
從現場解體情況看，閥芯表面單面磨損，閥芯與閥套接觸面幾乎到zui大徑，即油口B有效作用面積幾乎不存在。所以理該閥故障首先必須把油口B有效作用面積恢復為設定值。從圖2可以看出，在閥套內有一小錐面，可將其縮短，這樣AB將增大，但機加工較困難，測量不方便。所以在實際理過程中沒有采用此方法。在實際理過程中，將閥芯制成雙錐面，AA∶AAP=1∶1.12,zui大接觸面直徑為37.5mm，可基本達到設定值。
通過對ATOS插裝閥閥芯的改進，消除了故障。由于采用了雙錐面閥芯，使油口A、B有效作用面積分布在2個不同的錐面上，且在錐面磨損時，有效面積互不干涉，提高了閥的可靠性。
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