保壓回路的故障分析與排除

保壓回路主要用在壓力機(jī)上。在液壓機(jī)中，經(jīng)常遇到液壓缸在工作行程終端要求在工作壓力下停留保壓一段時(shí)間（從幾秒到數(shù)十分鐘），然后再退回，這就需要保壓回路。保壓回路常見(jiàn)的故障有以下幾種。

1．不保壓，在保壓期間內(nèi)壓力嚴(yán)重下降

這一故障現(xiàn)象是指；在需要保壓的時(shí)間內(nèi)，液壓缸的保壓壓力維持不住而逐漸下降。產(chǎn)生不保壓的主要原因是液壓缸和控制閥的泄漏。解決不保壓故障的最主要措施和辦法也是盡量減少泄漏。而由于泄漏或多或少必然存在，壓力必然會(huì)慢慢下降。當(dāng)要求保壓時(shí)間長(zhǎng)和壓力保持穩(wěn)定的保壓場(chǎng)合，必須采用補(bǔ)油（補(bǔ)充泄漏）的方法。具體產(chǎn)生不保壓故障的原因和排除方法如下。

(1)液壓缸的內(nèi)外泄漏，造成不保壓。液壓缸兩腔之間的內(nèi)泄漏取決于活塞密封裝置的可靠性，一般可靠性從大到小為：軟質(zhì)密封圈、硬質(zhì)的鑄鐵活塞環(huán)密封、間隙密封。提高液壓缸缸孔、活塞及活塞桿的制造精度和配合精度，利于減少內(nèi)外泄漏造成的保壓不好的故障。

(2)各控制閥的泄漏，特別是與液壓缸緊靠的換向閥的泄漏量大小，是造成是否保壓的重要因素。液壓閥的泄漏取決于閥的結(jié)構(gòu)形式和制造精度。因此，采用錐閥的（如液控單向閥、邏輯閥）保壓效果遠(yuǎn)好于處于封閉狀態(tài)的滑閥式的保壓效果。另外必須提高閥的加工精度和裝配精度，即使是錐面密封的閥也要注意其圓柱配合部分的精度和錐面密合的可靠性。

(3)采用不斷補(bǔ)油的方法，在保壓過(guò)程中不斷地補(bǔ)足系統(tǒng)的泄漏，雖然比較消極，但對(duì)保壓時(shí)間需要較長(zhǎng)時(shí)，它是一種最為有效的方法。此法可使液壓缸的壓力始終保持不變。

關(guān)于補(bǔ)油的方法可采用小泵補(bǔ)油或用蓄能器補(bǔ)油等方法。此外在泵源回路中有些方法也可用于保壓，例如壓力補(bǔ)償變量泵等泵源回路可用于保壓。圖9與圖10分別為用小泵補(bǔ)油和用蓄能器的保壓回路。

圖9中，快進(jìn)時(shí)兩臺(tái)泵一起向系統(tǒng)供油，保壓時(shí)左邊的大流量泵靠電磁溢流閥控制卸荷，僅右邊小流量高壓泵（保壓泵）單獨(dú)提供壓力油以補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏，實(shí)現(xiàn)保壓。

圖10中，蓄能器的高壓油與液壓缸相通，補(bǔ)償系統(tǒng)的泄漏。蓄能器出口前單向節(jié)流閥的作用是防止換向閥切換時(shí)，蓄能器突然卸壓而造成沖擊。一般用小型皮囊式蓄能器，這

種方法節(jié)省功率，保壓24h壓力下降不超過(guò)0.1～0.2MPa。

2．保壓過(guò)程中出現(xiàn)沖擊、振動(dòng)和噪聲

圖11所示為采用液控單向閥的保壓回路，該回路在小型液壓機(jī)和注塑機(jī)上優(yōu)勢(shì)明顯，但用于大型液壓機(jī)和注塑機(jī)在液壓缸上行或回程時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊和噪聲。

產(chǎn)生這一故障的原因是：在保壓過(guò)程中，油的壓縮、管道的膨脹、機(jī)器的彈性變形儲(chǔ)存的能量及在保壓終了返回過(guò)程中，上腔壓力儲(chǔ)存的能量在短暫的換向過(guò)程中很難釋放完，而液壓缸下腔的壓力已升高，這樣液控單向閥的卸荷閥和主閥芯同時(shí)被頂開(kāi)，引起液壓缸上腔突然放油，由于流量大，卸壓又過(guò)快，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的沖擊振動(dòng)和噪聲。

解決辦法是必須控制液控單向閥的卸壓速度，即延長(zhǎng)卸壓時(shí)間。此時(shí)可在圖11中的液控單向閥的液控油路上增加一單向節(jié)流閥，通過(guò)對(duì)節(jié)流閥的調(diào)節(jié)，控制液控流量的大小，以降低控制活塞的運(yùn)動(dòng)速度，也就延長(zhǎng)了液控單向閥主閥的開(kāi)啟時(shí)間，先頂開(kāi)主閥芯上的小卸荷閥，再頂開(kāi)主閥，卸壓時(shí)間便得以延長(zhǎng)，可消除振動(dòng)、沖擊和噪聲。

 3．保壓時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)發(fā)熱越厲害，甚至經(jīng)常需要換泵

如圖12所示的回路，為了克服負(fù)載F并需要保壓時(shí)，系統(tǒng)需使用大的工作壓力，并且1YA連續(xù)通電，液壓泵要不停機(jī)連續(xù)向液壓缸左腔（無(wú)桿腔）供給壓力油實(shí)現(xiàn)保壓。

此時(shí)，泵的流量除了補(bǔ)充液壓缸泄漏外，絕大部分液壓泵來(lái)油要通過(guò)溢流閥2返回油箱，即溢流損失掉。這部分損失掉的油液必然產(chǎn)生發(fā)熱，時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)熱越厲害。

解決辦法：可以將定量泵1改為變量泵（例如恒壓變量的壓力補(bǔ)償變量泵），保壓時(shí)泵自動(dòng)回到負(fù)載零位，僅供給基本上等于系統(tǒng)泄漏量的最小流量而使系統(tǒng)保壓，并能隨泄漏量的變化自動(dòng)調(diào)整，沒(méi)有溢流損失，所以能減少系統(tǒng)發(fā)熱。另外在保壓時(shí)間需要特別長(zhǎng)時(shí)，可用自動(dòng)補(bǔ)油系統(tǒng)，即采用電接點(diǎn)壓力表來(lái)控制壓力變動(dòng)范圍和進(jìn)行補(bǔ)壓動(dòng)作。當(dāng)壓力上升到電接點(diǎn)高觸點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)卸荷；反之當(dāng)壓力下降到低能點(diǎn)時(shí)，泵又補(bǔ)油，這樣可減少發(fā)熱。也可在保壓期間僅用一臺(tái)很小的泵向主缸供油，可減少發(fā)熱。

4．蓄能器不起保壓作用

在圖13所示的回路中，采用蓄能器6和單向閥4起保壓作用，使夾緊液壓缸7維持夾緊工件所需的夾緊壓力。夾緊壓力值由減壓閥3調(diào)定。閥2為主油路的溢流閥，與節(jié)流閥9、二位二通閥10組成卸荷回路。

回路故障是當(dāng)主油路進(jìn)給液壓缸快速進(jìn)給時(shí)，發(fā)現(xiàn)工件松動(dòng)現(xiàn)象。

工件松動(dòng)說(shuō)明夾緊液壓缸不能保壓。單向閥4密封不嚴(yán)，夾緊缸內(nèi)泄漏，蓄能器容量小，都易形成夾不緊的故障。檢查單向閥、液壓缸工作正常，蓄能器的規(guī)格也符合要求。調(diào)試系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)在電磁換向閥5換向時(shí)，夾緊缸7在完成夾緊和松開(kāi)時(shí)動(dòng)作緩慢。檢測(cè)蓄能器發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣閥漏氣，造成氣囊內(nèi)氣壓很低。

這個(gè)回路是利用蓄能器和單向閥的保壓回路，它適用于多缸系統(tǒng)中一個(gè)缸動(dòng)作不影響其他缸壓力的場(chǎng)合。例如，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給液壓缸快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不許夾緊缸壓力下降。回路中設(shè)置蓄能器6和單向閥4，當(dāng)進(jìn)給液壓缸快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，單向閥關(guān)閉，夾緊油路和進(jìn)給油路隔開(kāi)，蓄能器的壓力油就能補(bǔ)償夾緊油路中的泄漏，使其壓力保持不變。壓力繼電器8起順序控制作用，即在夾緊油路壓力上升到設(shè)定壓力值時(shí)，發(fā)出電氣信號(hào)使主油路中換向閥工作，液壓泵1輸出的壓力油進(jìn)入進(jìn)給液壓缸。這種回路保壓時(shí)間長(zhǎng)，壓力穩(wěn)定性也好。但在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中，必須要有一定的時(shí)間向蓄能器內(nèi)充壓力油。

當(dāng)蓄能器不起作用而主油路快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)壓降很大，由于單向閥和保壓有關(guān)元件內(nèi)外泄漏，造成夾緊壓力降低。此時(shí)減壓閥前壓力較低，不能保證減壓閥的正常調(diào)節(jié)作用，以致工件松動(dòng)。

對(duì)損壞的蓄能器要進(jìn)行修復(fù)，拆卸修復(fù)時(shí)一定要按操作規(guī)程進(jìn)行，不能修復(fù)則應(yīng)更換新件。在拆下蓄能器前一定要打開(kāi)截止閥，將其內(nèi)的壓力油放出來(lái)再拆。

蓄能器、單向閥組成的保壓回路是一種較好的保壓方法。比較簡(jiǎn)單的保壓方法還有用液控單向閥來(lái)組成保壓回路，但這種辦法保壓時(shí)間短，壓力穩(wěn)定性不好。因?yàn)槔糜鸵旱膲嚎s性和油管、液壓缸的彈性來(lái)保持該密封空間的壓力，不可避免地會(huì)因泄漏而使壓力逐漸降下來(lái)，所以長(zhǎng)時(shí)間保壓須采用補(bǔ)油的辦法來(lái)維持回路中的壓力穩(wěn)定。