高空作业车平衡阀问题分析.pdf

豳豳 隧 淄 蓄 蓖 薹 曼 高 空 作 业 车 平 衡 阀 问 题 分 析 萋 I ● 邓江涛， 杨发虎， 石迁， 李曦 重庆迪马工业有限责任公司研究院 ．, J q 摘要 平 衡 阀 大 量 应 用 于 工 程 机 械 中 ， 应 用 不 当 会 导 致 故 障 发 生 。 针 对 叠 臂 式 高 空 柘 业 车 出 现 、 ； { 中 臂 、 下 臂 非 平 稳 下 行 的 故 障 进 行 诊 断 ， 发 现 故 障 是 由 于 平 衡 阀 选 型 不 当 所 致 。 通 过 分 析 平 衡 阀 开 启 受} I、 力 ，导 出 数 学 模 型 ，提 出 对 应 不 同 的 工 作 结 构 和 液 压 季 咎 擎 择 拳 衡 。 一 一 一 一 一 一 ， } 平衡阀种类繁多， 不同液压系统、 机械结构应选 3 5 七。 但应用不 当会导致故障发生。现以我公 司 重庆 c 2 f f c 1 c 2 f f c 1 c 2 f fC 1 皂 马 工 业 责 任 有 限 公 司 研 发 的 折 叠 臂 式 高 空 作 业 ‘ ； 副 因 平 衡 阀 应 用 不 当 而 引 发 的 故 障 为 例 进 行 分 析 。 ＼ V 1 V 2 V l V 2 V 1 、 ● B 基 基 l 故障描述 V 且 ． 目 目 l ≮ - } ； _- 旨 l __ l { 图 1为 折 叠 臂 式 高 空 作 业 车 外 形 图 ，图 2为 折 M ● 臂 式 高 空 作 业 车 上 车 部 分 的 液 压 原 理 图 。 为 了 防 普 l I l 上 折叠臂式高空作业车的上臂、 中臂、 下臂由于承 L s ． ． ⋯ { ～ { ． ⋯ I ‘ _-● -●● 曼自重及负载而导致运动过程中超速下降， 即为避 ， P 1 ． 中臂液压缸2 ． 平衡阀3 ． 中臂4 ． 下臂5 ． 下臂液压 缸6 ． 上臂7 ． 上臂液压缸 图 1 折叠臂式高空作业车外形图 2 故障诊断 中臂、 下臂能平稳地上行 ， 但下行过程中出现 非平稳下行 ，说 明了进入液压缸 的压力油是间断、 不连续性 的。分析 图 2可知 ， 有两处可能导致这一 故障现象发生 1 比例多路阀 1 工作阀片的阀芯不 稳定， 在阀孑 L 里滑动； 2 平衡阀2的阀芯不稳定， 在 阀孔里滑动。用百分表测量比例多路阀 2的手柄， 指针未摆动， 即排除了比例多路阀 1 工作阀片的阀 作者简介 邓江涛 1 9 7 5 一 ， 男， 四川邻水人， 工程师， 研究方向 工程车辆液压系统设计。 一 3 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 芯不稳定这一因素， 导致非平稳下行的原因应为平 载压力， P a ； p 为控制压力，即液压缸有杆腔压 衡阀 2 故障。P a ； 凡 为液压缸无杆腔与有杆腔作用面积比，中 3 平衡阀分析 ‘ 3 3 为平衡阀先导比， 取 图 3为平衡 阀的结构 图。结合 图 2和图 3可 中臂 、下臂 P 。 的变化范围为 3 ～ 1 3 MP a 斜擘 知，压力油通过图 2 中的比例多路阀 1 到达 V 2 ， 经 根据式 4 可求出中臂、 下臂在下降过程中P 过单向阀到 c 2 ， 进入液压缸的有杆腔， 同时 V 2的 2 ．6 4 M P a 降至 0 ． 6 5 M P a ， 则平衡阀阀芯控制力 压力油经过 图 3中的右侧平衡 阀芯 4通道推动柱 F K S A r,p 销 7 ， 从而推动平衡阀芯 4 脱离单向阀 5 ， 液压缸无 由图3 知 cP 9 m m，则 F x 值为由 1 6 8 N 杆腔的液压油经过 C 1到 V1 ， 再经 图 2中的比例多 4 2 N 。 路阀 1 回油箱。 平衡阀开启后 ，平衡阀阀芯在 V 1 处会产 、 ， 1 4 5 6 7 8 v 2 定的背压 p o 2 MP a 。此外 ， 图 2中七 ’ ＼ f ＼l ／ ／ 路 阀 1的 T作 阀 ／ 4 -杏 阀 流骨 一 筒 一 一 一 _ _ _ ， I 、 田 上 】 丕 忻 u j 刘 ， j f L 衡 剀 I仝_市 C 1 C 2 ～’ ⋯ ’ ’ ’ ⋯⋯’ ’ ⋯’ ’ ． 2 s 4 ． ⋯⋯⋯ 6 ． 单向阀弹簧7 ． 柱销8 ． 阀体 ⋯ ’ 一 “ ’ 时因背压和瞬态液动力的影响 ， 平 图3 平衡阀结构图 回油腔压力瞬时上升 ，又 由于平衡 l 平衡阀开启分为两种方式 1 控制通道无节流 内泄式， 当 此上升压力比 作用在控制活塞的控伟 l l 地迅速开启；2控制通道有节流地缓慢开启。这两 力大时，则推回平衡阀阀芯4，使平衡阀关闭。 种对应的控制压力P 的大小是不同的，以下分别进 阀一关闭，回油腔的油流停止，压力下降，控制 行讨论。 又推开平衡阀。平衡阀阀芯在阀孔里频繁地重 3．1 迅速开启 动会导致中臂、下臂高频振动，即非平稳下降。 } 平衡阀阀芯迅速开启时，其控制压力P 应满足 3．2 缓慢开启 ； ； 下 式 平 衡 阀 阀 芯 缓 慢 开 启 时 ， 其 控 制 压 力 P 应 n ／ 、 ／、n 、v ， ． ／ ． 、 ／ - 、 ．、 ’ 鞲 瓣 A l p r t- 5 A -- SA K L p c ≥ k T X L 1 J 。 应保证 中臂 、下臂静止时平衡 阀不 自行开启 ， 弹簧预紧力 k T X 。 应满足下式 k T X 。 ≥1 ．2 5 5 A ．- ．s A K p 3 将式 2 、 3 带人式 1 得 p ≥旦 4 一 式 1 ～ 式 4 中 为弹簧刚度， N ／ m； x 。 为弹簧预压 缩量， m； S A 为平衡阀阀芯大端面积 ， I ll ； 为平衡 阀阀芯小端面积 ， 即导控活塞受压面积 ， i n ； p 。 为负 - - - 4 0 --- 警 K I S Ax p 。 8 式 中 P 。 为 v1口回油背压 ， P a 。 3 ． 3 迅速开启的改进 因迅速开启会导致平衡阀阀芯在阀孔里重复 滑动引发不稳定机械结构的高频振动 ， 故需在平衡 阀的控制通道加装单向节流阀，使平衡阀缓慢开 启， 控制压力P 随背压和瞬态液动力增加而增加来 阻止平衡 阀芯在阀孔里重复滑动。图 4为可调节的 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m