王佃武

（中國煤炭科工集團(tuán) 太原研究院，山西 太原 030006）

0 引言

在煤炭機(jī)械和起重運(yùn)輸機(jī)械的液壓系統(tǒng)中，為了使工作機(jī)構(gòu)能夠在任意位置停止后鎖定，常采用液壓鎖組成鎖緊系統(tǒng)。液壓鎖即液控單向閥，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，因此很受用戶歡迎。但是如果液壓鎖元件選擇或使用不當(dāng)則極易產(chǎn)生鎖緊失敗等問題。

1 液壓鎖的結(jié)構(gòu)和工作原理

圖1 液壓鎖結(jié)構(gòu)圖

圖1所示為一內(nèi)泄式液控單向閥，此閥主要由閥體、閥芯、控制活塞、彈簧和端蓋組成。當(dāng)控制油口K沒有控制壓力信號時(shí)，其工作原理與普通單向閥相同：油液從A口流入，克服彈簧力和閥芯重力，推開閥芯，從B口流出，閥導(dǎo)通；當(dāng)油液由B流向A時(shí),閥芯在彈簧力和重力的作用下緊壓在閥座上，閥不導(dǎo)通，但如果此時(shí)控制油口K通入壓力油，控制活塞在壓力油的作用下上移，推開閥芯，則油液可以從B口流入，從A口流出，閥導(dǎo)通。盡管液控單向閥的結(jié)構(gòu)和工作原理都比較簡單，但由于結(jié)構(gòu)上的一些特點(diǎn)，使得對它的應(yīng)用有一些特殊要求，如果液控單向閥在系統(tǒng)中使用（比如與其他閥搭配）不當(dāng)，就會出現(xiàn)一些不容易發(fā)現(xiàn)的錯誤，造成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)失敗。

2 常見問題及排除方法

以下是我們在液壓鎖的使用過程中常常會遇到的問題及其排除方法。

2.1 用液控單向閥鎖緊執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)其控制油口K一定要接油箱

圖2 鎖緊回路1

如圖2所示鎖緊回路，其負(fù)載慣性較大。當(dāng)換向閥從工作位置切換到中位時(shí)，由于其中位機(jī)能是 “O”的，因此液壓缸和換向閥之間的油路被封閉，在一段時(shí)間內(nèi)仍保持一定的壓力，使液壓鎖不能徹底關(guān)閉。只有在換向閥的內(nèi)泄使這段油路中的壓力降低到一定程度后，液壓鎖才關(guān)閉。另外，由于控制油口K存在高壓，使得閥芯兩端反向壓差過小，這樣在設(shè)備機(jī)械振動的影響下，單向閥閥口會不斷處于開合狀態(tài)，從而出現(xiàn)持續(xù)鎖不住的現(xiàn)象，并且時(shí)間久了會嚴(yán)重?fù)p壞閥芯。

要解決這個(gè)問題比較簡單，只要選取中位機(jī)能是“H”或 “Y”的換向閥就可以了。當(dāng)換向閥切換到中位時(shí)，控制油口K直接接回了沒有壓力的油箱，閥芯兩端的壓力差使液壓鎖可靠地關(guān)閉。

2.2 鎖緊回路內(nèi)不允許泄漏

由于液壓油的彈性模量很大，因此很小的容積變化就會帶來很大的壓力變化。鎖緊回路靠的是將液壓缸兩腔的液壓油密封住來保持液壓缸不動的。但是如果鎖緊回路中的液控單向閥和液壓缸之間還有其他可能發(fā)生泄漏的液壓元件，如圖3（a），那么就有可能因?yàn)檫@些元件的輕微泄漏，導(dǎo)致鎖緊失敗。

正確的做法應(yīng)該如圖3（b）所示，液壓鎖和液壓缸之間不設(shè)置任何其他液壓元件以減少泄漏，保證鎖緊回路的正常工作。

2.3 選型不當(dāng)導(dǎo)致工作不正常

圖4所示系統(tǒng)選用的液控單向閥為內(nèi)泄式。當(dāng)換向閥左位工作時(shí)，利用節(jié)流閥1建立起控制油口K的壓力，打開液壓鎖，負(fù)載在自重作用下向下運(yùn)動。從原理上分析，回路沒有問題。但是在實(shí)際工作中，每當(dāng)負(fù)載下降時(shí)，總會發(fā)出頻繁的噪聲，振動嚴(yán)重。經(jīng)分析原因如下，負(fù)載向下運(yùn)動時(shí)，液控單向閥A口由于節(jié)流閥2的作用，產(chǎn)生相當(dāng)高的壓力，而此時(shí)液控單向閥的控制油口K仍為原來的調(diào)定壓力。由于內(nèi)泄式液控單向閥的A口壓力作用面積與控制腔控制壓力作用的面積相差不大，因此在A口壓力的作用下單向閥要關(guān)閉，這時(shí)A口壓力下降，單向閥再次打開。這個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致了頻繁的振動噪聲。

這個(gè)問題的解決方法可從以下兩方面考慮：①選擇外泄式液控單向閥；②提高控制油壓力。

圖4 鎖緊回路3

3 結(jié)束語

綜上所述，液壓鎖看似結(jié)構(gòu)簡單，但是在使用中有很多容易忽視的問題，使用不當(dāng)，將會很容易使液壓鎖失效，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)失敗。因此，我們在選用液壓鎖時(shí)，一定要綜合考慮系統(tǒng)條件，達(dá)到液壓鎖的正常開閉條件，使之可靠地開啟、關(guān)閉。

[1]李壯云，葛宜遠(yuǎn).液壓元件與系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]李效峰.液壓鎖不能開啟的原因分析[J].工程機(jī)械，1999，11.

[3]屈福政，費(fèi)燁.雙向液壓鎖動態(tài)特性的研究[J].機(jī)床與液壓，2001，1.

[4]趙存友.礦用液壓鎖技術(shù)現(xiàn)狀[J].煤礦機(jī)械，2002，9.

[5]周士昌.液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行禁忌470例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.