液压系统设计的一次意外

明明用了液压锁，为什么还是没锁住？
对于垂直运动的负载，为了在任意位置停止的时候，负载可以可靠的锁定，或者管路爆破的时候，油缸能够锁止并确保设备和人身安全，液压系统设计工程师常常会考虑到液压锁。
但是，有了液压锁，就可以100%的锁定了吗？下面结合笔者的一个设计和调试案例，与大家分享一下关于液压锁的应用。
背景介绍
钢厂连铸机大包回转台承载的钢包装有1500°左右的几十或者上百吨的钢水，因此设备和液压系统的安全可靠运行非常重要。
如图所示为大包回转台升降控制的液压系统原理。
该原理包含两部分。一部分是站内控制阀块，右边一组阀包含两个板式插装阀和一个两位四通电磁阀，控制柱塞缸的升和降的动作和速度，左边一组包含一个两位四通电磁阀和一个叠加式节流阀，控制缸旁块液压锁的启闭及其速度。另外一部分是缸旁阀块，包含液压锁、调速阀、常闭节流阀及溢流阀等，主要是实现调节运行速度、过载保护以及更重要的是在停止状态下柱塞缸的锁定功能。

在之前的设计中采用Rexroth的SL系列板式液控单向阀。正向，A至B自由流动；反向，如果X口通控制油，控制活塞4作用于主阀芯2，使其打开，则B可与A相通；Y口与A口隔离，Y口的压力大小对主阀芯动作无影响。
该设计选型可以确保该原理可以正常的工作。

在之前的设计中采用Rexroth的SL系列板式液控单向阀。正向，A至B自由流动；反向，如果X口通控制油，控制活塞4作用于主阀芯2，使其打开，则B可与A相通；Y口与A口隔离，Y口的压力大小对主阀芯动作无影响。
该设计选型可以确保该原理可以正常的工作。
由于设备空间比较紧凑，需要对阀块的结构尺寸进行优化；此外，也出于成本上的考虑，此处改用SUN公司的CV系列液控单向阀。
在调试过程中发现，当控制液控单向阀的电磁阀4.4失电的时候，柱塞缸无法锁定在任意位置，会缓慢的下降。
造成柱塞缸下降的原因很多，从液压原理分析，最主要的原因可能有：
溢流阀一直溢流，设定压力太低或泄露缸旁块上的常闭节流阀未完全处于关闭状态液压锁锁不住
在对上述原因进行分析时，1&2的可能性都已经被排除，落脚点就在原因3上面了，也就是液压锁并没有锁住！
用了液压锁，为什么还锁不住？
原因分析
首先对图示结构的液压锁工作原理进行分析。
2为油源侧与高压油相通，1为负载侧与油缸相连。压力油推动主阀芯，2与1正向自由相通。如果没有控制油，1无法与2连通，因为主阀芯定位在阀座上了，要想使其连通，控制油3必须接通，当控制油3接通的时候，控制活塞推动主阀芯，从而液压油可以从1流向2，实现反向流动。4为卸油口，理应零压回油箱。

再来分析该液压原理，当所有的电磁阀处于失电状态，柱塞缸应该并必须停止运动并锁定。在非工作状态即所有电磁铁失电时，我们来看看电磁阀4.4，此时P口压力与液控单向阀的Y口（4口）相连，也就是说4口此时一直是高压状态。当4口为压力油时，其力会作用在控制活塞上，如下所示，当力足够大的时候，其也相当于先导控制油的功能了，从而1与2相通，起不到锁定的作用了。因此故障原因就在于4口通了高压油。

为了解决在失电状态下Y口（4口）不与压力相通的问题，可更换4.4电磁阀的机能，采用JA的电磁阀即可。此时，在失电的工况，X口和Y口均实现零压回油箱。

总结
从此应用案例可知，尽管我们有时候在设计系统的时候，原理都是一样的，但是选用不同品牌的产品，其性能、结果可能不同；此外，原理设计的时候，了解所选用元件的内部结构及其工作原理，对我们系统设计工程师来说，也可以减小犯错的几率。

只看标题，就能确定作者

不但总结经验，就会做的越来越好。

农场章文 发表于 2022-11-11 13:34
不但总结经验，就会做的越来越好。

谢谢你。

刘文喜 发表于 2022-11-11 10:49
只看标题，就能确定作者

是吗？哈哈，谢谢你

宜里农场董建国 发表于 2022-11-12 13:45
是吗？哈哈，谢谢你

其他人没有你这方面的专业知识

我对液压系统设计还知道一点点。