針對(duì)液壓系統(tǒng)失速和失壓的原因及對(duì)策

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1、《機(jī)電技術(shù)》2005年第1期機(jī)電設(shè)計(jì)研究液壓系統(tǒng)失速和失壓的原因及對(duì)策林榮川（集美大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院福建廈門(mén)361006）摘要：本文以一個(gè)中心站的液壓系統(tǒng)為例，針對(duì)液壓傳動(dòng)中，節(jié)流調(diào)速回路能量損失大，造成液壓系統(tǒng)油溫升高，油溫的升高會(huì)導(dǎo)致液壓油的粘度下降，引起液壓系統(tǒng)速度和壓力的不穩(wěn)定。介紹采用繼電器電路控制冷卻水泵可以達(dá)到降低油溫的效果，從而穩(wěn)定液壓系統(tǒng)的速度和壓力。關(guān)鍵詞:油溫速度壓力冷卻中圖分類(lèi)號(hào)：TP271.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-4801（2005）01-091-021引言根據(jù)某外資鋁制品廠的中心泵站介紹，該中心站的液壓系統(tǒng)不能

2、正常工作，液壓泵的出口壓力上升不到設(shè)定值，執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度上不去，運(yùn)行一段時(shí)間后，情況更為糟糕。針對(duì)這種現(xiàn)象技術(shù)人員進(jìn)行仔細(xì)分析，斷定是因油溫過(guò)高而造成的。本文主要介紹根據(jù)廠方要求及實(shí)際情況，本著經(jīng)濟(jì)、高效原則，設(shè)計(jì)了冷卻系統(tǒng)，解決了油溫過(guò)高問(wèn)題，取得了滿(mǎn)意的效果。2液壓系統(tǒng)失速和失壓的問(wèn)題分析回路如圖所示，液壓泵為定量泵，電液換向閥中位機(jī)能為O型，調(diào)速閥裝在回路上，采用的是回油節(jié)流調(diào)速回路。經(jīng)檢測(cè)并調(diào)試系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)油箱內(nèi)溫度很高，液壓泵外泄油管異常發(fā)熱，檢測(cè)液壓泵時(shí)發(fā)現(xiàn)容積效率較低，說(shuō)明泵內(nèi)泄漏嚴(yán)重。檢測(cè)其它元件未發(fā)現(xiàn)異常。液壓泵還存在一定的外泄漏，具有

3、一定壓力的油液泄漏回油箱，壓力降為零。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，因摩擦等原因損失的液體壓力能主要轉(zhuǎn)換成熱能，使油液溫度升高。又由于泵功率大，油箱散熱效果差，且沒(méi)有專(zhuān)門(mén)冷卻裝置，使油溫超了允許值范圍。油液的溫度升高，使其粘度大大降低，系統(tǒng)中各元件內(nèi)外泄漏加劇，如此惡性循環(huán)，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力和流量上不去，自然執(zhí)行元件如圖1液壓系統(tǒng)示意圖液壓缸、液壓馬達(dá)的速度下降。液壓傳動(dòng)中，節(jié)流調(diào)速回路是能量損失較大的一種調(diào)速方法，而損失的能量使油溫升高。該回路采用調(diào)速閥回油調(diào)速，調(diào)速閥中的減壓閥閥口和節(jié)流口都將造成壓力損失。另外，回路中電液換向閥的中位機(jī)能為O型，液壓油不能卸荷，

4、而以較高的壓力由溢流閥流回油箱，也造成油箱油液溫度升高。液壓系統(tǒng)的溫升有些原因是不可克服的，有些原因是可以消除或減輕其影響。從理論上分析，本回路可以從如下方法著手：（1）加大油箱容量，改善散熱條件；（2）增加冷卻裝置，換向閥中位機(jī)能改為可卸荷的M型；（3）更用容積效率較高的液壓泵。但從實(shí)際情況看，若加大油箱容量，卻受空間限制且改造較為麻煩，沒(méi)有采用方法（1）。而電液換向閥啟動(dòng)時(shí)需要壓力推動(dòng)閥芯移動(dòng)，系統(tǒng)應(yīng)保持一定的壓力，中位機(jī)能只能用保壓型的O型不能用卸荷型的M型，方法（2）也不可取。根據(jù)這些分析并考慮使用效果及投入成本，對(duì)液壓系統(tǒng)不做改變，只從油箱

5、的冷卻系統(tǒng)入手，根據(jù)夏季、冬季的溫度差異，將冷卻系統(tǒng)重新改進(jìn)設(shè)計(jì)，很好解決了溫升問(wèn)題。91機(jī)電設(shè)計(jì)研究《機(jī)電技術(shù)》2005年第1期3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)液壓泵站溫控系統(tǒng)組成見(jiàn)圖2。由溫度傳感器測(cè)量油液的實(shí)際溫度T，并將測(cè)得的信號(hào)輸入給溫控器，溫控器有4個(gè)輸出。設(shè)T1為油溫的最低極限值，當(dāng)油溫低于T1值時(shí)，油液粘度過(guò)高，液壓泵不能起動(dòng)；T2為工作溫度下限液壓系統(tǒng)值；T3為工作溫度的上限值；T4為油溫允許的最高極進(jìn)水冷卻泵限值。T1～T44點(diǎn)控制溫度是可調(diào)的，根據(jù)實(shí)際需要電機(jī)可任意設(shè)定其值。顯示儀器冷卻系統(tǒng)控制電路見(jiàn)圖3，在剛開(kāi)機(jī)或油溫過(guò)低回油水箱溫控器(T＜

6、T1）時(shí)，溫控器發(fā)出T1信號(hào)，使TP1閉合，接通加熱器，對(duì)油液進(jìn)行加熱。當(dāng)油溫T達(dá)到T1時(shí)，溫控器的T1信號(hào)消失，TP1斷開(kāi)，停止加熱。當(dāng)油溫達(dá)到T2時(shí)，溫控器發(fā)出T2信號(hào)，使TP2接通，為接通冷卻器加熱器溫度傳感器的水泵電機(jī)做準(zhǔn)備，此時(shí)TP1是斷開(kāi)的。出油油箱當(dāng)油溫T達(dá)到T3(工作溫度上限)時(shí)，溫控器發(fā)出T3信號(hào)，使TP3接通(此時(shí)TP2是閉合的)，冷卻器工作，圖2液壓泵站溫控系統(tǒng)組成示意圖對(duì)油液進(jìn)行冷卻。KM2自鎖，同時(shí)控FUFU制冷卻水泵電機(jī)。SB10KM10SB20當(dāng)溫度降至T＜T2KM20自動(dòng)手動(dòng)時(shí)，T2、T3信號(hào)均KM3TP4SB01消失

7、，TP2、TP3都KM2SB40KM10KM0KM20斷開(kāi)，冷卻水泵停SB30SB41止工作，這樣就使KM4KM3KM3KM1KM3油溫在T2～T3之間KM4TP3TP1M0M2KM2波動(dòng)。2加主冷KM0若由于某種電卻熱TP2KM1SD1SB02電管原因使油溫過(guò)高，機(jī)KM10KM2機(jī)冷卻效率不夠使油KM0KRKM20溫T達(dá)到了T4溫度，溫控器會(huì)發(fā)出卸報(bào)冷加主載警卻熱電T4信號(hào)，使TP4閉機(jī)合接通KM3，通過(guò)圖3冷卻系統(tǒng)控制電路KM3使KM4工作，由KM4去控制卸載控制單元工作，強(qiáng)行使整個(gè)液壓系統(tǒng)卸載，降低整個(gè)系統(tǒng)的壓力而停止工作，以達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)的目的

8、。在此同時(shí)，報(bào)警鈴發(fā)出報(bào)警聲，卸載指示燈亮。KM3還可使在冷卻器未工作但系統(tǒng)突然發(fā)生高溫現(xiàn)象時(shí)強(qiáng)行接通冷卻器