液壓比例閥故障排除方法有哪些?

比例閥的成(chéng)本可能(néng)是相同規格伺服閥成(chéng)本的50%。然而，伺服閥可以用于需要精确定位或速度控制的飛機、航空航天和渦輪發(fā)電機應用中。比例閥可用作流量和壓力控制，但最常見的用途是用作方向(xiàng)閥。雖然比例方向(xiàng)閥的設計可能(néng)因制造商而異，但它們基本上都(dōu)執行相同的功能(néng)：控制液壓缸或馬達的方向(xiàng)和速度。通過(guò)使用線性位移傳感器或旋轉編碼器等反饋設備，可以精确控制執行器的位置。接下來小編爲您介紹液壓比例閥故障排除方法有哪些?

直動式比例閥

當通過(guò)閥門的流量時(shí)，使用直動式比例閥。當需要更高的流量時(shí)，使用包含先導閥和主閥芯的兩(liǎng)級閥。爲了對(duì)閥門和系統進(jìn)行故障排除，您必須能(néng)夠閱讀液壓符号。在圖 1 中，顯示了直動式比例閥的符号。注意符号中的四個方塊。這(zhè)些表示閥芯可以移動的位置數。當閥線圈沒(méi)有電時(shí)，彈簧會(huì)將(jiāng)閥芯移動到最左側所示的位置。這(zhè)被稱爲“故障安全”位置。在這(zhè)種(zhǒng)情況下，所有流量都(dōu)被阻止通過(guò)閥門。

圖 1. 直動式比例閥

電磁鐵符号表示閥門根據可變電信号運行。這(zhè)通常是 0-10 伏或在某些情況下是 4-20 毫安。閥上的“S/U”符号代表線性可變差動變壓器(LVDT)，用于電氣指定閥芯的位置。來自 LVDT 的反饋通常是直流 (DC) 電壓信号。比例閥的實際組件可以在圖 2 的閥門剖視圖中看到。

要操作閥門，需要放大器和電源。電源通常爲 24 伏，用于爲放大器供電。命令電壓從可編程邏輯控制器 (PLC) 輸入并确定閥芯的位置。“啓用”是來自 PLC 的繼電器，必須將(jiāng)電流信号發(fā)送到比例閥線圈。在某些情況下，不使用使能(néng)信号。

圖 2. 比例閥的組件

當電源打開(kāi)且啓用繼電器未接通時(shí)，LVDT 將(jiāng)向(xiàng)放大器發(fā)送大約負 12 伏電壓，表示閥芯處于“故障安全”位置(圖 3)。一旦啓用繼電器閉合，電流信号將(jiāng)發(fā)送到螺線管。

圖 3. 閥芯處于“故障安全”位置

電流在線圈中産生磁力，從而拉動柱塞以移動閥芯。由于指令電壓爲零伏，閥芯將(jiāng)繼續移動，直到 LVDT 顯示反饋爲零伏。然後(hòu)閥芯將(jiāng)移動到“電動關閉”位置(圖 4)。將(jiāng)閥芯移動到“電動關閉”位置需要大約 1.35 安培的電流。

圖 4. 處于“電動關閉”位置的閥芯

要將(jiāng)線性定位器移動 12 英寸(圖 5)，將(jiāng)命令電壓輸入 PLC。放大器將(jiāng)指令電壓轉換爲電流信号，施加到閥線圈。將(jiāng) 6 伏的命令電壓輸入到放大器中。然後(hòu)放大器將(jiāng)向(xiàng)閥門線圈發(fā)送更高的電流(2.16 安培)。

圖 5. 線性定位器移動了 12 英寸

這(zhè)會(huì)將(jiāng)閥芯移動到直箭頭位置。這(zhè)個位置通常被稱爲“A”位置。增加的電流導緻閥芯移動，直到 LVDT 反饋負 6 伏。然後(hòu)閥芯將(jiāng)停止移動并保持其位置。然後(hòu)油被引導通過(guò)閥芯并進(jìn)入線性定位器的全活塞側。定位器移動的速度由閥芯移動量決定。在此示例中，如果閥門的最大額定流量爲 10 GPM，則當以 6 伏的指令電壓換檔時(shí)，每分鍾將(jiāng)有 6 加侖的流量流過(guò)閥芯。

當油缸移動時(shí)，線性位移傳感器將(jiāng)模拟或數字信号發(fā)送回 PLC。例如，如果每移動 0.001 英寸向(xiàng) PLC 發(fā)送一個數字脈沖，則定位器杆將(jiāng)移動直到反饋 12,000 個脈沖，表示定位器已移動 12 英寸。然後(hòu)指令電壓將(jiāng)降至零，比例閥閥芯將(jiāng)再次移至“電關閉”位置。氣缸將(jiāng)保持其位置，直到命令移動到不同的行程。

排除系統故障

如果使用外部安裝的放大器(圖 6)，前面(miàn)闆上的指示燈將(jiāng)表示系統出現故障。當電源打開(kāi)并接收到使能(néng)信号時(shí)，“on”燈將(jiāng)亮起(qǐ)綠色。使能(néng)電壓的範圍可能(néng)爲 8.5-40 伏，但 10 伏是常見的。如果燈不亮，則應檢查放大器連接處的啓用電壓和電源電壓。如果不存在輸入使能(néng)電壓，則應從 PLC 檢查接線和輸出信号。

圖 6. 外部安裝的放大器

如果電源電壓降至 21 伏以下，紅色“UB”燈將(jiāng)亮起(qǐ)。這(zhè)通常意味著(zhe)電源或接線有問題。當電源良好(hǎo)時(shí)(圖 7)，放大器上應指示 24 伏。放大器面(miàn)底部的黃燈用于顯示 LVDT 是否損壞或連接電纜有問題。當這(zhè)些元素中的任何一個失效時(shí)，燈會(huì)發(fā)出黃色光。确定故障發(fā)生位置的最簡單方法是從現有閥門上拔下 LVDT 電纜并將(jiāng)其插入新閥門。

圖 7.放大器上的 24 伏電壓表明供電良好(hǎo)

無需爲此測試安裝新閥門。如果黃燈熄滅，則表明舊閥門上的 LVDT 出現故障，應在機器上安裝新閥門。如果插入新閥門後(hòu)指示燈仍然亮著(zhe)，則問題出在電纜或連接上。應檢查電纜的連續性。如果機器運行時(shí)指示燈閃爍，這(zhè)通常表示連接松動。調零位于放大器的正面(miàn)。如果氣缸在零命令信号進(jìn)入閥門放大器的情況下移動，則應進(jìn)行此調整。如果負載在移動，則閥芯不在關閉位置。這(zhè)通常是由于 LVDT 位置不正确造成(chéng)的。旋轉調零，直到線性定位器停止漂移或振蕩。如果出現速度或定位問題，則應檢查放大器上适當連接處的命令和 LVDT 信号。如果讀數正确，則問題很可能(néng)出在液壓系統或線性定位器中。

帶放大器電子設備的閥門

最近的趨勢是將(jiāng)放大器安裝在比例閥上。這(zhè)通常稱爲電子設備 (OBE)。該閥的操作與外部放大器的描述相同。最常見的 OBE 閥類型使用七針連接器。電源輸入到閥門上的“A”和“B”引腳。命令電壓通過(guò)“D”和“E”引腳進(jìn)入放大器。要檢查這(zhè)些電壓，可以使用多功能(néng)測試儀，將(jiāng)紅色和黑色導線插入電纜上的相應連接器。要驗證電源，將(jiāng)紅色導線插入“A”，將(jiāng)黑色導線插入“B”。

應指示 24 伏。要檢查來自 PLC 的命令電壓，請將(jiāng)紅色導線插入“D”，將(jiāng)黑色導線插入“E”。應根據來自 PLC 的命令信号顯示 0-10 伏信号。測試箱(圖 8)也可用于驗證閥門是否正常運行。來自 PLC 的電纜應插入盒子，盒子上的電纜插入比例閥。

當系統打開(kāi)并運行時(shí)，將(jiāng)指示電源、命令和 LVDT 電壓。通過(guò)將(jiāng)“命令選擇”開(kāi)關移動到内部，閥門也可以與測試箱一起(qǐ)驅動。然後(hòu)可以通過(guò)盒子的“驅動”調節來驅動閥門。如果線性定位器漂移，則 LVDT 可能(néng)未處于正确位置。要使閥門無效，應拆下 LVDT 檢修蓋。然後(hòu)應緩慢旋轉 LVDT 對(duì)中調整，直到漂移停止。

圖 8. 比例閥測試儀

油的清潔度

比例閥的閥芯和外殼之間的公差非常小。進(jìn)入閥門的油必須符合制造商設定的标準。清潔度等級由特定閥門的 ISO 4406 代碼确定。例如，特定閥門的ISO 代碼可能(néng)是 17/15/12。這(zhè)三個數字對(duì)應于從系統中提取的 1 毫升樣品中的 4、6 和 14 微米顆粒。“17”表示系統有 640 到 1,300 個 4 微米或更大的粒子。“15”表示有 160 到 320 個 6 微米或更大的顆粒。“12”表示樣本包含 20 到 40 個 14 微米或更大的顆粒。

必須使用 3 微米過(guò)濾器，β 等級爲 75 或更高才能(néng)達到此水平。應定期對(duì)油進(jìn)行取樣，以确保系統符合此标準。較高的 ISO 代碼可能(néng)意味著(zhe)過(guò)濾器沒(méi)有足夠頻繁地更換，過(guò)濾器沒(méi)有适當的微米和 beta 等級，或者可能(néng)需要向(xiàng)系統添加額外的過(guò)濾器。查看 如何定義和實現液壓油清潔度。

總之，通過(guò)對(duì)使用比例閥的系統進(jìn)行故障排除，您可以避免生産時(shí)間的損失以及將(jiāng)良好(hǎo)的閥門送去維修而産生的不必要費用。更換不需要更換的部件也會(huì)將(jiāng)污染物引入系統，從而導緻更嚴重的問題。在從液壓系統中拆卸任何比例閥之前，您可以按照本文中描述的步驟進(jìn)行操作。

本文标題：液壓比例閥故障排除方法有哪些?

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