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溢流閥的工作原理及使用注意事項
來源: 發布時間:2018-07-27197

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作用,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。如果錐閥或主閥芯磨損過大,或者密封面接觸不良,還將造成內泄漏過大,甚至影響正常工作。

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。

溢流閥注意事項: 

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。

溢流閥預防措施:

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)。

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