液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥常見故障處理
液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥分為壓力比例調(diào)節(jié)閥和流量比例調(diào)節(jié)閥(控制原理基本相同),常應(yīng)用在控制精度較高的液壓系統(tǒng)。比例調(diào)節(jié)閥正常使用8000~12 000h后,即進人工作不穩(wěn)定期,經(jīng)常出現(xiàn)油路壓力不穩(wěn)、動作不到位、調(diào)節(jié)功能失效等現(xiàn)象,嚴重影響設(shè)備運行。下面以某公司使用的WRE型系列液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥為例,介紹常見故障處理方法。
1.工作原理
WRE型液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)如圖16所示,采用位置負反饋閉環(huán)控制(力控制型十位移傳感器),具有良好的輸入、輸出線性和準確性,控制原理如圖17所示。位移傳感器反饋信號和給定信號合成后,經(jīng)過PID、放大等運算處理,以電壓信號施加在電機械轉(zhuǎn)換器(電磁閥線圈),鐵心在電磁力作用下,沿著受力方向推動液體,控制閥心移動,調(diào)節(jié)液體流量或壓力??刂瓢迨球?qū)動比例調(diào)節(jié)閥的主要元器件,一般具有控制信號生成、PID處理、前置放大、功率放大及電源變換等基本控制單元,完成控制信號給定、反饋信號校正、合成和處理等功能,控制板控制參數(shù)設(shè)定是否匹配、適當,直接影響液壓調(diào)節(jié)閥的工作和穩(wěn)定性。
2.常見故障處理
(1)設(shè)備更換比例調(diào)節(jié)閽閥體后,動作失控,邏輯關(guān)系錯亂。拋丸清理機更換閥體起動后,轉(zhuǎn)臺(液壓馬達驅(qū)動)動作失控、互鎖邏輯關(guān)系錯亂。最初認為是控制板故障或更換的閥體不良,再次更換,故障依舊。測量控制板輸出電壓為U2c-32c或U2a-32a,帶負載時(接人電磁閥線圈)電壓為DC 21.5V、AC 2.2V;空載時為DC 24V、AC2.4V。對控制電源復(fù)位(斷電送電操作),控制板輸出電壓為零,只有輸入信號作用后,輸出端才有電壓且保持不變(正常時輸入和輸出同時得電或斷電)。分析比例調(diào)節(jié)閥控制原理,特別是位移傳感器工作過程,認為調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)此時實際工作在閉環(huán)正反饋狀態(tài)。檢查反饋電路,發(fā)現(xiàn)位移傳感器信號線8c、10c線接錯,造成二次線圈輸出信號極性錯誤,經(jīng)信號轉(zhuǎn)換,極性相反,即圖17中極性變?yōu)樨摚?jīng)負反饋合成,系統(tǒng)工作在閉環(huán)正反饋狀態(tài)。在輸入信號作用下,控制系統(tǒng)迅速進入自激深飽和狀態(tài),使控制板輸出飽和(DC 24V)。改正錯誤接線,故障排除。
(2)液壓系統(tǒng)工作時,設(shè)備運行速度不穩(wěn)定。一期成型機轉(zhuǎn)臺運行速度忽高忽低,最初認為壓力調(diào)節(jié)閥體損壞或控制板輸出不穩(wěn)定,導(dǎo)致液壓驅(qū)動馬達工作異常,更換閥體后故障消失,但使用3天左右,同樣故障又偶爾出現(xiàn),更換控制板,故障依舊。懷疑液壓油臟,進行成型機液壓油全部過濾,油箱清洗和過濾網(wǎng)更換等維護處理,設(shè)備投運后,故障消失。
設(shè)備長期使用,由于工作環(huán)境惡劣以及維修作業(yè),液壓油中會混入雜質(zhì)而變臟,造成液壓調(diào)節(jié)閥心運動阻塞或喘動,引起液壓驅(qū)動機構(gòu)工作不穩(wěn)定。
(3)設(shè)備操作時,控制按鈕動作后,液壓驅(qū)動機構(gòu)反應(yīng)遲緩,組裝拋丸清理機更換比例調(diào)節(jié)閥控制板后,液壓驅(qū)動轉(zhuǎn)臺機構(gòu)從高位向低位旋轉(zhuǎn)時,斷開控制按鈕后,轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到位后繼續(xù)移動約0.8~1.2m才停下(正常時轉(zhuǎn)臺到位后應(yīng)立即停止)。
通過比較設(shè)備故障前后控制參數(shù),確認故障原因是控制板信號PID處理參數(shù)調(diào)整不當,控制板斜坡控制電阻、d3、d4凼值調(diào)整過小,導(dǎo)致控制板t4。(輸出電壓從DC 0升至24V所需時間)、t(輸出電壓從DC 24V降至0所需時間)設(shè)定過長,造成比例閥心回零滯后,不能及時關(guān)閉液壓油。
在液壓比例調(diào)節(jié)閥控制的設(shè)備中,引起設(shè)備執(zhí)行機構(gòu)工作異常(不到位、越位或失靈等)的原因較多,諸如調(diào)節(jié)閥心磨損過度,高、低速驅(qū)動區(qū)調(diào)整不當,液壓系統(tǒng)內(nèi)卸嚴重以及控制參數(shù)設(shè)定不合適等。
(4)液壓缸前進后退時移動速度時間相差較大。組裝磷鐵環(huán)壓脫機主缸頂出動作時間過長,為23s,偏差約16s。最初認為是設(shè)備控制電磁閥閥體油路阻塞,進行解體、清洗閥體,液壓油過濾等處理,故障未明顯改善??紤]到主缸沖葉閥內(nèi)泄嚴重也會出現(xiàn)該現(xiàn)象,于是整體更換沖葉閥,故障依舊。經(jīng)了解,設(shè)備故障前曾更換過設(shè)備液壓油、夾具及主缸液壓控制流量比例調(diào)節(jié)閥控制板等維修作業(yè),雖然更換控制板后,對其有關(guān)參數(shù)進行了調(diào)試整定,但這是在設(shè)備空載(無導(dǎo)桿壓脫)情況下進行的參數(shù)調(diào)整。判斷是流量比例調(diào)節(jié)閥零點調(diào)整不準確,導(dǎo)致液壓油缸頂出油路供油流量變小,造成油缸頂出動作時間過長。重新整定控制板參數(shù),校正液壓流量調(diào)節(jié)閥零點,帶負載工作時,主缸頂出動作時間明顯減小,約為8s。
雖然更換的控制板型號相同,但新、舊板電子元器件參數(shù)存在差異,控制板處理信號能力發(fā)生了微小變化(這也是電氣控制裝置更換或維修后需調(diào)試的原因)。新板反饋信號轉(zhuǎn)換級零點偏移,即當閥心在零位時,控制板上匹配放大器的輸出不為零,造成位移反饋信號大小和閥心實際位移出現(xiàn)偏差,合成后的控制信號值發(fā)生變化,液壓缸頂出驅(qū)動端輸出信號電壓較低,作用在比例閥心上的電磁力矩減小,導(dǎo)致液壓缸頂出動作時閥心位移較小,給油量減小,造成主缸頂出動作緩慢,特別是重載時,動作更加遲緩。