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液压马达制动回路的典型故障及其解决方法

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液压马达制动回路的典型故障及其解决方法

发布日期:2019-11-12 00:00 来源:http://armada74.com 点击:

  宁波9号彩(cai)票有限(xian)公(gong)司为你讲述液压马达(da)的相(xiang)关知识

1 、液压马达的传(chuan)动(dong)方式

  在设计液压马达(da)控(kong)制回路(lu)的时(shi)候, 经(jing)常遇到的问题(ti)一是(shi)负载的转速低, 转动(dong)惯量(liang)大。二是(shi)马达(da)的工况在正向负载和负向负载( 超越负载) 之间交替变(bian)化。

  解决第一个(ge)问题有以下(xia)2 种方案: 

  (1) 采用(yong)低速大(da)扭矩液压(ya)马(ma)(ma)达(da)直接驱动负载。该方案(an)的特点(dian)是: 马(ma)(ma)达(da)至(zhi)负载之间(jian)不(bu)需要(yao)传动机(ji)构, 但(dan)当负载的转(zhuan)动惯(guan)量大(da)时(shi), 需要(yao)选用(yong)排量大(da)的马(ma)(ma)达(da), 相应地控制阀、液压(ya)泵和管道的通径都(dou)要(yao)加大(da)。这对(dui)行走设备(bei)和安装(zhuang)空间(jian)有限(xian)的场合是一种不(bu)经济的方案(an)。

  (2)采(cai)用高速(su)(su)液压马(ma)(ma)达(da)(da)通过减速(su)(su)装(zhuang)置(zhi)(zhi)驱(qu)动负(fu)载。该方案的特点(dian)是(shi): 马(ma)(ma)达(da)(da)与负(fu)载之间要设置(zhi)(zhi)减速(su)(su)机构(gou), 这样, 从(cong)负(fu)载等(deng)效到马(ma)(ma)达(da)(da)输出轴上的惯性(xing)矩(ju)大(da)大(da)降低。图1 是(shi)降低马(ma)(ma)达(da)(da)惯性(xing)矩(ju)的常(chang)见传动装(zhuang)置(zhi)(zhi)。

  液压马达制动回路的典型故障及其解决方法

  采(cai)用图1 的(de)(de)方案后, 可(ke)选用小排量的(de)(de)高速液压(ya)马(ma)达(da), 而且可(ke)以在减速装置中设置锥面(mian)轴(zhou)承承受负(fu)载中的(de)(de)轴(zhou)向分量, 提高传(chuan)动装置的(de)(de)响(xiang)应速度, 是液压(ya)马(ma)达(da)广泛采(cai)用的(de)(de)传(chuan)动方案。

  解决第二个问题毫无例外地采用在马达回油路上设(she)置(zhi)平衡阀的(de)方案(an)。图2 是马达驱动重(zhong)物升降的(de)典(dian)型制动回路。这(zhei)种制动回路如果(guo)设(she)计不当, 就会引起如图3 所(suo)示的(de)马达断裂的(de)典(dian)型故障(zhang)。

  液压马达制动回路的典型故障及其解决方法

  液压马达制动回路的典型故障及其解决方法

  2 、马达制动回(hui)路的典型故障分(fen)析

  图(tu)2 所示马达(da)正常的(de)制(zhi)动过(guo)程是: 操(cao)作(zuo)人员发出(chu)(chu)停车指令后, 比(bi)例方向阀(fa)(fa)阀(fa)(fa)芯(xin)回(hui)(hui)到中位,A、B 腔迅速(su)卸压。当B 腔压力下(xia)(xia)降到平(ping)衡阀(fa)(fa)最低(di)控制(zhi)压力以下(xia)(xia)时(shi)(shi),平(ping)衡阀(fa)(fa)阀(fa)(fa)芯(xin)在复位弹(dan)簧作(zuo)用下(xia)(xia)关闭平(ping)衡阀(fa)(fa)阀(fa)(fa)口(kou), 切断(duan)马达(da)回(hui)(hui)油通道, 重物(wu)(wu)平(ping)稳(wen)停止运动。但是, 如果在比(bi)例方向阀(fa)(fa)阀(fa)(fa)芯(xin)回(hui)(hui)归中位过(guo)程中, 平(ping)衡阀(fa)(fa)控制(zhi)腔压力不(bu)能及时(shi)(shi)卸压, 而(er)是出(chu)(chu)现短暂压力上升后再(zai)下(xia)(xia)降的(de)情(qing)况, 则(ze)平(ping)衡阀(fa)(fa)阀(fa)(fa)口(kou)先(xian)是进一步开大, 使重物(wu)(wu)出(chu)(chu)现象自由(you)落体一样的(de)加速(su)下(xia)(xia)滑现象。待平(ping)衡阀(fa)(fa)

  控制(zhi)腔压力(li)下降(jiang)到最低控制(zhi)压力(li)后, 平衡阀阀口才(cai)(cai)关闭, 重(zhong)物才(cai)(cai)会停下。图2 所示的马(ma)达制(zhi)动回(hui)路可简化成图4 所示的模型。

  液压马达制动回路的典型故障及其解决方法

  显然(ran), 重(zhong)物(wu)从运动(dong)到(dao)停止状态(tai)的(de)改变(bian), 实(shi)际(ji)上是重(zhong)物(wu)向下运动(dong)的(de)动(dong)能(neng)(neng)转变(bian)成马(ma)达回油(you)腔(qiang)中液体(ti)压(ya)力(li)能(neng)(neng)的(de)过(guo)程(cheng)。如果(guo)重(zhong)物(wu)加速下滑一段距离??h 后再突然(ran)停下, 则(ze)重(zhong)物(wu)增加的(de)动(dong)能(neng)(neng)将使容(rong)腔(qiang)中受(shou)压(ya)液体(ti)的(de)压(ya)力(li)从p 0 上升到(dao)p 1。在此过(guo)程(cheng)中, 重(zhong)物(wu)的(de)动(dong)能(neng)(neng)全(quan)部转化(hua)成马(ma)达回油(you)口的(de)压(ya)力(li)能(neng)(neng)。由能(neng)(neng)量守(shou)恒定律p 1Vo = mv12/ 2 和自由落体的(de)运动规律v 1=Δh/t 1+1/2gt 1可(ke)求得:p 1=(1/2V0)mv12=m/2Vo(Δh/t1+1/2 gt1)2

  式中(zhong)p 1--马达回油口液体吸收重物动能后的压力

  V0--马达回油(you)腔到平衡阀(fa)阀(fa)口间的容积

  上式表明(ming), 在(zai)平衡阀控制的马(ma)达(da)(da)(da)(da)回路中, 如(ru)果负载质量(liang)大, 则重(zhong)物(wu)(wu)短距离的自由下(xia)滑后再(zai)突然停(ting)止(zhi)都会(hui)使马(ma)达(da)(da)(da)(da)回油(you)腔(qiang)(qiang)的压(ya)(ya)力瞬(shun)间升(sheng)得非(fei)常高(gao)。重(zhong)物(wu)(wu)的质量(liang)m 越(yue)大, 下(xia)滑的距离Δh 越(yue)长, 压(ya)(ya)力p 1 就越(yue)高(gao)。当这一压(ya)(ya)力超过(guo)(guo)马(ma)达(da)(da)(da)(da)允(yun)许的最高(gao)压(ya)(ya)力, 柱(zhu)塞马(ma)达(da)(da)(da)(da)球铰和传(chuan)动轴的连接处会(hui)因不(bu)能(neng)承(cheng)受超高(gao)压(ya)(ya)差形成的过(guo)(guo)大转矩而(er)发生断(duan)裂。这样(yang), 柱(zhu)塞会(hui)在(zai)高(gao)压(ya)(ya)油(you)的作用下(xia)从(cong)缸体(ti)上的柱(zhu)塞孔中冲出, 使马(ma)达(da)(da)(da)(da)回油(you)腔(qiang)(qiang)释放的高(gao)压(ya)(ya)油(you)迅速充满整(zheng)个壳体(ti)内腔(qiang)(qiang)。如(ru)果马(ma)达(da)(da)(da)(da)泄油(you)口不(bu)能(neng)及时卸(xie)掉这一压(ya)(ya)力, 马(ma)达(da)(da)(da)(da)壳体(ti)就会(hui)炸开甚(shen)至断(duan)裂, 出现如(ru)图(tu)3 所(suo)示的典型故障。

  3 、故障(zhang)原因分析及解决(jue)方法(fa)

  在图(tu)2 所示的系统中, 造成重物下滑故障(zhang)的具体原因包括:

  ①系(xi)统主回油(you)过滤(lv)器5 堵塞, 使B 腔卸压不及(ji)时;

  ②比例方向阀存在零偏, 即使控(kong)制(zhi)信号为(wei)零, 马达的主控(kong)油(you)路也不(bu)能(neng)及(ji)时(shi)卸压, 致使平衡(heng)阀控(kong)制(zhi)油(you)路卸压时(shi)间过长, 平衡(heng)阀主阀口不(bu)能(neng)及(ji)时(shi)关闭(bi);

  ③油温过低, 油液黏稠(chou), 马达主回油路流(liu)动阻力大;

  ④平衡阀控制腔中(zhong)的过(guo)滤器(qi)堵塞。

  为了彻(che)底解决上述问(wen)题, 在设计包含有大质量的马达制(zhi)动(dong)回路时, 关键是要确保(bao)平衡(heng)阀控制(zhi)腔压力能够及时卸压。为此, 应将平衡(heng)阀的控制(zhi)方(fang)式(shi)由(you)内泄(xie)式(shi)改为外泄(xie)式(shi), 如图5 所示(shi)。

  液压马达制动回路的典型故障及其解决方法

  此外, 在操(cao)作和维护中, 控制(zhi)油温在合(he)理范(fan)围, 及时更换回油滤芯, 使重物(wu)在低速下停车(che)( 比例方向(xiang)阀(fa)给定(ding)信号由较小值降为零) , 均(jun)有利于平衡阀(fa)控制(zhi)腔及时卸压, 避免这(zhei)类事故(gu)发生。(作者:许(xu)益民(min), 刘建军, 刘汉桥, 邓(deng)红兵(bing)


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