液压球阀(技术丨关于宇部原理液压系统的原理分析及常见问题处理办法)

Posted 2023-06-01

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液压球阀(技术丨关于宇部原理液压系统的原理分析及常见问题处理办法)

液压原理介绍

本液压系统大概包括了九部分。分别是：1、电机及高压泵；2、高压过滤器；3、系统溢流阀；4、无杆腔安全阀；5、主换向阀及液压锁+双液控单向阀+ 双单向节流阀部分；6、有杆腔安全阀；7、有杆腔调压阀/平衡阀部分；8、下腔液控单向阀及控制阀部分；9、油缸部分。

各部分功能简要阐述

1、电机及高压泵：给工作介质（抗磨液压油 46# HM-46 或 VG-46）提供动力和压力，使油缸能达到设定压力下正常工作；

2、高压过滤器：粗过滤油泵出油。因为压力高，避免堵塞后没有及时

更换造成油泵负荷超高、堵转电机或者油泵外壳裂开等问题。一般选用过滤精度为 20 微米以下（≤20 微米）；滤芯只能起到粗略过滤杂质，无法起到精过滤作用；

3、系统溢流阀：主要保护油站油泵的安全（额定）工作压力，防止油泵压力过高情况下油泵外壳可能裂开或电机堵转损坏；属于系统保护阀或者叫系统安全阀；

4、无杆腔安全阀/溢流阀：主要限制下腔抬辊的最大工作压力。防止抬辊压力过高，磨辊升速过大引起的惯量过大，磨辊止动需要的力大。可能会出现撞击机架机械限位的声音。它主要起抬辊安全保护作用，所以叫下腔安全阀；

5、主换向阀一般为三位四通阀（YV1 和 YV2 及电液动换向阀 H 型阀。

中位机能有M 型、H 型、O 型圈、Y 型等）。图示为 H 型，中位机能为油泵处于卸负荷状态，即 A、B 腔卸负荷。液控单向阀关闭、节流单向阀的单向阀也关闭。如果使用液压锁（双液控单向阀、双单向节流阀），需要考虑中位泄压功能，液压锁泄压关闭的问题（保压需要）。双单向节流阀，控制主阀两腔至油缸的上下腔油流量速度。

① 如果没有液压锁时：主阀可以选型 Y 型或者O 型换向阀。考虑辊较重下落速度过快时惯性大，一般都是考虑加载落辊的速度稍慢，有杆腔（YV1 一侧）的进油节流阀开关到较小为宜。但是过小会影响落辊的时候磨机震动；抬辊一腔的开度一般开度较大，保证抬辊速度相对快一些。同样考虑大重量辊子的重量大，停止需要的惯性（惯量）也大，因此有杆腔开度也不能太大，避免撞击机架机械限位造成损坏等不安全因素。一般开度 75-85%左右为宜。具体可根据实际需要来调节双单向节流阀的开度来控制。

② 如果有液压锁。需要主阀失电后双液控单向阀泄压关闭的需要。一般可以选型 H 型阀。考虑节流阀开度过大时候造成另一腔的压力过低，另一腔的单向阀无法打开。例如：落辊的时候，整体压力上升慢，无杆腔的液控单向阀开启速度慢，此时下腔的大液控单向阀开启速度也因此受到影响。

辊已落到物料上但下腔压力无法卸掉引起辊落的速度过慢；此时料层不稳定，磨机和管道的震动加大；反过来抬辊的时候也有一段时间震动。一旦压力起来了和料层稳定了，震动消失。因此要调整双单向节流阀的开度，使下腔的液控单向阀开启速度要快。建议开度不易过大为宜。实际根据需要来进行调节。

6、有杆腔溢流阀：保证上腔加载的最大工作研磨压力小于或者等于系统设定最大压力。一般也做安全阀用；可以根据实际需要的压力，灵活调整。建议有杆腔压力设置值和系统压力有 1-2MPa 的梯度。

7、有杆腔调压阀或叫平衡阀（YV3 和控制的液控单向阀、带手柄的节流截止阀）。当有杆腔压力高于中控设定压力的时候，电磁阀得电，阀自动开启泄压到预设值，例如≥+0.5MPa 的时候泵停止。当压力降低-0.5MPa 时，系统油泵自动开始启动，给失去压力一腔补压，直到≥+0.5MPa 为止。（备注：这个压力区间，一般在正常的情况下为1MPa，如果过大，造成压力波动大，研磨压力不稳定，负值过低影响物料的粒度，进而影响产量；正值过高，料层不稳定和回料增加，影响磨机的平稳性。）负值过大，粒度达不到要求。

8、下腔液控单向阀及控制阀（YV4 和 5、充液阀或插装阀）。在加载研磨的时候，下腔的液控单向阀处于弹簧压死关闭的状态。阀为开启状态。此时下腔的液压油处于一种无压自由状态（需要注意油站管道布置施工的时候坡度差值不能太大，否则造成下腔管道液压油全部回到油箱使抬辊时间过长的情况）。下腔油的能量的释放，通过管道和油箱来完成。一旦充液阀或者插装阀状态不稳开启不好，下腔管道会剧烈震动。

同时会影响磨机的稳定性，造成下腔管道震动，进而引起压力不稳定造成磨辊震动加剧，表现出来是：油缸伸缩的频率和幅度均增加，那么来回释放和需要补充的油的量就增加。过大的频率和幅度会造成管道里面暂时形成负压，本应开启的菌型阀的弹簧被压缩吸合。此时液压系统震动更加剧烈、磨机震动也加剧。

直到油泵启动后，菌阀被泵压冲击开后问题消失。一旦充液阀的先导阀得电后阀芯移动，弹簧压力推动充液阀或者插装阀的阀芯移动使阀关闭。失电后先导阀的自锁装置锁定阀芯位置，直到另一侧的电磁阀得电后推动阀芯动作，阀芯的位置和状态才改变。充液阀在使用时候有常开的也有常闭的。

9、油缸部分：给磨辊加载压力或者抬辊等动作的执行者。

常见问题

1、上腔不上压，落不下辊

它可能存在的因素：①、系统溢流阀失效；②、上腔安全阀失效；③、主换向阀卡塞。处于中位机能。④、YV3 电磁阀控制的液控单向阀卡塞泄压。⑤、下腔不泄压。

办法：逐一排查系统溢流阀、主换向阀和上腔的安全阀、液控单向阀。当然可以做抬辊动作，如果压力上升正常，辊子可以抬起来，说明主换向阀的问题可能没有，泵及主溢流阀的问题可能没有。

重点排查上腔的安全阀阀芯完好和弹簧、限位等是否正常。下腔不泄压，可以观察出压力不下降的情况，比较好发现。清洗 YV4 和 YV5 所在的阀来解决。

2、下腔不上压，抬不起辊

它可能存在的因素：①、系统溢流阀失效；②、下腔安全阀失效；③、主换向阀卡塞。处于中位机能。④、下腔的液控单向阀的先导阀卡塞（YV4 和 YV5 所在阀），造成液控单向阀不关闭或者关不严。⑤、上腔不泄压。

办法：逐一排查系统溢流阀、主换向阀和下腔的安全阀、液控单向阀的先导阀。当然可以做加载动作，如果压力上升正常，辊子可以落在料层上，而且压力上升正常，说明主换向阀的问题可能没有，泵及主溢流阀的问题可能没有。

重点排查下腔的安全阀阀芯完好和弹簧、限位等是否正常。上腔压力不降低的情况，一般可以观察发现，直接清洗上腔平衡阀。

3、上腔不泄压，自重落辊后，抬辊也不上压

它可能存在的因素：①、系统溢流阀失效；②、主换向阀卡塞。处于中位机能。③、上腔的 YV3 和液控单向阀卡塞；④、下腔的液控单向阀及先导阀YV4 和 YV5。⑤、上、下腔都泄压不好。

办法：逐一排查系统溢流阀、主换向阀上、下腔的安全阀。注意拆卸清洗，如果阀芯研磨厉害的情况，需要更换新的备件。

另外，阀的组合垫是否安放和完好，需要注意。拆卸清洗后，按照上面两种办法逐一试验。上下腔的先导阀逐一拆卸，清洗和查看阀芯情况。

4、上腔不泄压、下腔压力上升正常。两腔压力都增加、抬辊速度极慢、磨机震动剧烈甚至跳停

此情况会表现出来两腔压力都长。甚至一样平齐。辊升的极其慢。磨机震动剧烈。甚至跳停。

可能情况：

①、主换向阀换向不好，两腔都进入高压油，但是速度极慢。

②、YV3 电磁阀卡塞，先导油无法打开其控制的液控单向阀；

③、液控单向阀卡塞，无法正常开启；

④、带手柄的节流截止阀关死，有杆腔回油箱的油无法泄压回油箱，造成上腔憋压。要抬辊，下腔必然要提升压力才能抬起来。速度极慢且此时磨机震动剧烈，往往易造成震动超标保护跳停现象。

⑤、油缸有内串/内泄漏的可能。

⑥、有快速抬辊阀组的系统，可能快速抬辊阀组有内漏或者插装阀关不严的情况存在。

办法：重点排查 YV3 电磁阀的阀芯研磨情况；它控制的液控单向阀的情况，是否完好。阻尼是否有划痕和归位是否灵位等。弹簧是否有效；带手柄的节流截止阀的开度是否达到 85%左右。排查油缸有无内漏的情况；排查插装阀组有没有插装阀关不严的情况。

压力调节（站内调试方法）

1、系统压力。关闭油缸的上下腔管道的高压球阀（一般都会设置的），拧紧上下腔的安全阀。松开系统溢流阀的阀杆到松的状态。

检查确认阀台上的各个回油管道的球阀处于开启状态。启动油泵，如果主换向阀是中位机能油泄负荷功能，需要换向。比如做一个抬辊的指令的动作的电磁阀得电即可。

逐步拧紧系统溢流阀的阀杆，提升压力到系统图纸规定的值。注意不易拧的过快，避免电机和泵超负荷和超压。停泵一次，重新启动，如果压力不变化，认为调整好了。拧上阀杆的锁紧螺母即可。

2、上腔压力。在调试完系统压力后，主阀换向，让加载动作的阀得电，观察上腔压力。逐步松开上腔安全阀的阀杆。直到压力比系统压力低 1-2MPa 为宜。

停泵后，重新开启换向阀，做落辊加压指令（可以中控配合和机旁控制柜上安排人配合），观察压力跟设定值是否一致。如果一致，认为有杆腔压力已调整好。反之，重新再调。

3、下腔压力。调整完上腔的加载压力后，做抬辊动作让主阀换向，然后松开下腔安全阀的阀杆。一般下腔抬辊的压力不宜设定过高。

一般设定为 5-7MPa 为宜（备注：对安全阀的可靠性要求极高，无论国内外的品牌，目前做的好的不多，所以一般两腔的安全阀都关闭，只用系统溢流阀运行）。

以上三步一般可以调整好系统、加载和抬辊的压力。调试完毕后，打开油站出口，油缸上下腔的高压球阀，备妥中控操作试验。

上述办法中的上下腔的压力为“大调小”。也可以“小调大”。例如：调上腔的加载压力的时候，先松开阀杆，然后主阀换向到加载模式，然后起泵，逐步拧紧阀杆到需要的值为止。两种方法都可以，相对而言，由小到大的方法相对安全一些。

液压系统的维护和建议

液压系统的故障，绝大部分（≥85%)的情况是因为油脏造成的。油脏分为颗粒物杂质引起的脏和水分引起的黏度降低。

1、颗粒物杂质。除去前期的安装不到位外，后期的影响主要来自油缸的活塞杆和导套、活塞和缸筒之间金属及密封等的研磨损耗，而进入液压油。外在现象：液压油颜色逐渐变化。一般为：浅黄、黄、浅黑、黑色。

办法：①、安装前期大颗粒的影响，设置进出油过滤器。②、周期性的更换滤芯、③、定期使用高精度的滤油机过滤和清洗油箱底部、吹扫油缸和清洗管道等办法来做定期的液压油的保养。否则需要使用高精度（5 微米以上）更换新油过滤到油箱。

2、水分。随着气候变化和空气湿度的变化。液压油的温度一般为 35-45 度之间。油箱的未注满油的空间的空气因为热油面形成热交换场所。空气的水分进入油箱。随着油泵的吸油过滤器和泵搅拌，水分被充分混合进液压油。

随着时间增加和水分的增加，液压油的黏度逐步降低，液压阀的保压和液压油的润滑效果降低。造成泵阀和油缸的磨损加剧，缩短寿命。提高了更换的频率，增加了成本。当油站静止后，会发现分层现象。

具体细节表现为：拆卸检修油缸的时候，发现缸筒底部有浮锈、油站油箱底部有锈蚀的情况。

办法：定期使用高真空滤油机，除水和除杂质。对液压有进行保养和维护。

3、目前行业状态。

绝大部分用户知道颗粒物影响。因为看得见高压过滤器的阀芯堵塞报警、油箱的液压油的色泽的变化。一般会按时更换或过滤液压油；但是很

少有用户知道或者重视水分影响黏度的问题。尤其南方，雨水充分和闷热天气多的地方，进水速度远大于北方。因此建议：南方三个月内就除水保养一次。北方夏秋季节四个月内除水一次，其余季节 5-6 个月一次除水。跟踪办法：取样去质检中心，化验颗粒物和黏度等做清洁度检测能较好的了解油的品质。

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