液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥常見故障處理

楊 旸

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8000～12000h后，即進入工作不穩(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(yán)重影響設(shè)備運行。下面以中國鋁業(yè)青海分公司炭素廠使用的WRE型系列液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥（上海液壓廠生產(chǎn)）為例，介紹常見故障處理方法。

一、工作原理

液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)見圖1，采用位置負反饋閉環(huán)控制（力控制型+位移傳感器），具有良好的輸入、輸出線性和準(zhǔn)確性，控制原理見圖2。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)，鐵芯在電磁力作用下，沿著受力方向推動液體，控制閥芯移動，調(diào)節(jié)液體流量或壓力。控制板是驅(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(dāng)，直接影響液壓調(diào)節(jié)閥工作和穩(wěn)定性。

二、常見故障處理

1.設(shè)備更換比例調(diào)節(jié)閥閥體后，動作失控、邏輯關(guān)系錯亂

拋丸清理機更換閥體啟動后，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（U2c—32c或U2a—32a），帶負載時（接入電磁閥線圈）電壓為 DC 21.5V，AC 2.2V，空載時為DC 24V，AC 2.4V；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2中uf極性變?yōu)樨?，?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)，變臟，造成液壓調(diào)節(jié)閥芯運動阻塞或喘動，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，控制按鈕斷開后，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(dāng)，控制板斜坡控制電阻d3、d4值調(diào)整過小，導(dǎo)致控制板t4（輸出電壓從DC 0V升至24V所需時間）、t5（輸出電壓從DC 24V降至0V所需時間）設(shè)定過長，造成比例閥芯回零滯后，未能及時關(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)閥芯磨損過度，高、低速驅(qū)動區(qū)調(diào)整不當(dāng)、液壓系統(tǒng)內(nèi)卸嚴(yán)重以及控制參數(shù)設(shè)定不合適等因素。

4.油缸前進、后退時，移動速度、時間相差較大

8.5 組裝磷鐵環(huán)壓脫機主缸頂出動作過程時間過長，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(yán)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)備故障前曾進行過更換設(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(zhǔn)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)換極零點偏移，即當(dāng)閥芯在零位時，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芯實際位移出現(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，作用在比例閥芯上的電磁力矩減小，導(dǎo)致液壓缸頂出動作時閥芯位移較小，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。

W10.01-20