噴嘴擋板式電液伺服閥故障分析
1.電液伺服閥的故障模式
噴嘴擋板式伺服閥結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示,主要由電磁、液壓兩部分組成。電磁部分是永磁式力矩馬達(dá),由永久磁鐵、導(dǎo)磁體、銜鐵、控制線圈和彈簧管組成。液壓部分是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的二級(jí)液壓放大器,前置級(jí)是雙噴嘴擋板閥,功率級(jí)是四通滑閥,滑閥通過(guò)反饋桿與銜鐵擋板組件相連。
電液伺服閥出現(xiàn)故障時(shí),將導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作,不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,甚至引起系統(tǒng)劇烈振蕩,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
電液伺服閥一些常見(jiàn)、典型的故障原因及現(xiàn)象歸納于下表。
電液伺服閥一些常見(jiàn)、典型的故障原因及現(xiàn)象
項(xiàng)目 |
故障模式 |
故障原因 |
現(xiàn)象 |
對(duì)EH系統(tǒng)影響 |
力矩馬達(dá) |
線圈斷線 |
零件結(jié)恭粗糙,引線位置太緊湊 |
閥無(wú)動(dòng)作,驅(qū)動(dòng)電流I=0 |
系統(tǒng)不能正常工作 |
銜鐵卡住或收到限位 |
工作氣隙內(nèi)有雜物 |
閥無(wú)動(dòng)作、動(dòng)作受到限制 |
系統(tǒng)不能正常工作或執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度受限制 |
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反饋小球磨損或脫落 |
磨損 |
伺服閥滯環(huán)增大,零區(qū)不穩(wěn)定 |
系統(tǒng)遲緩增大,系統(tǒng)不穩(wěn)定 |
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磁鋼磁性太強(qiáng)或太弱 |
主要是環(huán)境影響 |
振動(dòng)、流量太小 |
系統(tǒng)不穩(wěn)定,執(zhí)行機(jī)構(gòu)反應(yīng)慢 |
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反饋桿彎曲 |
疲勞或認(rèn)為所致 |
閥不能正常工作 |
系統(tǒng)失效 |
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噴嘴擋板 |
噴嘴或節(jié)流孔局部堵塞或全部堵塞 |
油液污染 |
伺服閥零偏改變或伺服閥無(wú)流量輸出 |
系統(tǒng)零偏便或,系統(tǒng)頻響大幅度下降,系統(tǒng)不穩(wěn)定 |
濾芯堵塞 |
油液污染 |
伺服閥流量減少,逐漸堵塞 |
引起系統(tǒng)頻響有所下降,系統(tǒng)不穩(wěn)定 |
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滑閥放大器 |
刃邊磨損 |
磨損 |
泄漏、流體噪聲增大、零偏增大 |
系統(tǒng)承卸載比變化,又問(wèn)升高,其他液壓元件磨損加劇 |
徑向閥芯磨損 |
磨損 |
泄漏逐漸增大、零偏增大、增益下降 |
系統(tǒng)承卸載比變化,又問(wèn)升高,其他液壓元件磨損加劇 |
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滑閥卡滯 |
污染、變形 |
滯環(huán)增大、卡死 |
系統(tǒng)頻響降低,遲緩增大 |
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密封件 |
密封件老化、密封件與工作介質(zhì)不符 |
壽命已到、油液不適所致 |
閥不能正常工作內(nèi)、外滲油、堵塞 |
伺服閥不能正常工作,閥門(mén)不能參與調(diào)解或使油質(zhì)劣化 |
2.引起電液伺服閥故障的主要原因
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查顯示伺服閥卡澀故障的占70%,內(nèi)泄漏量大的占20%左右,由其他原因引起零偏不穩(wěn)的占5%左右。從統(tǒng)計(jì)數(shù)字看,這些故障發(fā)生得比較頻繁,經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析及多次試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)造成伺服閥故障頻繁的原因主要有以下三個(gè)方面:
(1)油質(zhì)的劣化。伺服閥是一種很精密的元件,對(duì)油質(zhì)污染顆粒度的要求很?chē)?yán),抗燃油污染顆粒度增加,極易造成伺服閥堵塞、卡澀,同時(shí),形成顆粒磨損,使閥心的磨損加劇,內(nèi)泄漏量增加。酸值升高,對(duì)伺服閥部件產(chǎn)生腐蝕作用,特別是對(duì)伺服閥閥心及閥套銳邊的腐蝕,這是使伺服閥內(nèi)泄漏增加的主要原因。
(2)使用環(huán)境惡劣。伺服閥長(zhǎng)期在高溫下工作,對(duì)力矩馬達(dá)的工作特性有嚴(yán)重影響,同時(shí)長(zhǎng)期高溫下工作加速了伺服閥磨損及油質(zhì)劣化,形成惡性循環(huán)。
(3)控制信號(hào)有較強(qiáng)的高頻干擾,致使伺服閥經(jīng)常處于低幅值高頻抖動(dòng),這樣伺服閥的彈簧管將加速疲勞,剛度迅速降低,導(dǎo)致伺服閥振動(dòng),需對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行處理。