液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥工作原理及常見(jiàn)故障

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8000～12 000h后，即進(jìn)人工作不穩(wěn)定期，經(jīng)常出現(xiàn)油路壓力不穩(wěn)、動(dòng)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(yùn)行。下面以某公司使用的WRE型系列液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥為例，介紹常見(jiàn)故障處理方法。

工作原理

WRE型液壓電磁比例調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)如圖16所示，采用位置負(fù)反饋閉環(huán)控制（力控制型十位移傳感器），具有良好的輸入、輸出線性和準(zhǔn)確性，控制原理如圖17所示。位移傳感器反饋信號(hào)和給定信號(hào)合成后，經(jīng)過(guò)PID、放大等運(yùn)算處理，以電壓信號(hào)施加在電機(jī)械轉(zhuǎn)換器（電磁閥線圈），鐵心在電磁力作用下，沿著受力方向推動(dòng)液體，控制閥心移動(dòng)，調(diào)節(jié)液體流量或壓力?？刂瓢迨球?qū)動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥的主要元器件，一般具有控制信號(hào)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(hào)給定、反饋信號(hào)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)閥的工作和穩(wěn)定性。

常見(jiàn)故障及處理方法

設(shè)備更換比例調(diào)節(jié)閽閥體后，動(dòng)作失控，邏輯關(guān)系錯(cuò)亂。拋丸清理機(jī)更換閥體起動(dòng)后，轉(zhuǎn)臺(tái)（液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)）動(dòng)作失控、互鎖邏輯關(guān)系錯(cuò)亂。當(dāng)初認(rèn)為是控制板故障或更換的閥體不良，再次更換，故障依舊。測(cè)量控制板輸出電壓為U2c-32c或U2a-32a，帶負(fù)載時(shí)（接人電磁閥線圈）電壓為DC 21.5V、AC 2.2V；空載時(shí)為DC 24V、AC2.4V。對(duì)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(hào)作用后，輸出端才有電壓且保持不變（正常時(shí)輸入和輸出同時(shí)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(guò)程，認(rèn)為調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)此時(shí)實(shí)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(hào)線8c、10c線接錯(cuò)，造成二次線圈輸出信號(hào)極性錯(cuò)誤，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換，極性相反，即圖17中極性變?yōu)樨?fù)，經(jīng)負(fù)反饋合成，系統(tǒng)工作在閉環(huán)正反饋狀態(tài)。在輸入信號(hào)作用下，控制系統(tǒng)迅速進(jìn)入自激深飽和狀態(tài)，使控制板輸出飽和(DC 24V)。改正錯(cuò)誤接線，故障排除。

液壓系統(tǒng)工作時(shí)，設(shè)備運(yùn)行速度不穩(wěn)定。一期成型機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)行速度忽高忽低，當(dāng)初認(rèn)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(dòng)馬達(dá)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(jìn)行成型機(jī)液壓油全部過(guò)濾，油箱清洗和過(guò)濾網(wǎng)更換等維護(hù)處理，設(shè)備投運(yùn)后，故障消失。

設(shè)備長(zhǎng)期使用，由于工作環(huán)境惡劣以及維修作業(yè)，液壓油中會(huì)混入雜質(zhì)而變臟，造成液壓調(diào)節(jié)閥心運(yùn)動(dòng)阻塞或喘動(dòng)，引起液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作不穩(wěn)定。

設(shè)備操作時(shí)，控制按鈕動(dòng)作后，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)反應(yīng)遲緩，組裝拋丸清理機(jī)更換比例調(diào)節(jié)閥控制板后，液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)從高位向低位旋轉(zhuǎn)時(shí)，斷開(kāi)控制按鈕后，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)到位后繼續(xù)移動(dòng)約0.8～1.2m才停下（正常時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)到位后應(yīng)立即停止）。

通過(guò)比較設(shè)備故障前后控制參數(shù)，確認(rèn)故障原因是控制板信號(hào)PID處理參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，控制板斜坡控制電阻、d3、d4凼值調(diào)整過(guò)小，導(dǎo)致控制板t4。（輸出電壓從DC 0升至24V所需時(shí)間）、t(輸出電壓從DC 24V降至0所需時(shí)間)設(shè)定過(guò)長(zhǎng)，造成比例閥心回零滯后，不能及時(shí)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(jī)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)閥心磨損過(guò)度，高、低速驅(qū)動(dòng)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。

液壓缸前進(jìn)后退時(shí)移動(dòng)速度時(shí)間相差較大。組裝磷鐵環(huán)壓脫機(jī)主缸頂出動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，為23s，偏差約16s。當(dāng)初認(rèn)為是設(shè)備控制電磁閥閥體油路阻塞，進(jìn)行解體、清洗閥體，液壓油過(guò)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(huì)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)備故障前曾更換過(guò)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(duì)其有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)試整定，但這是在設(shè)備空載（無(wú)導(dǎo)桿壓脫）情況下進(jìn)行的參數(shù)調(diào)整。判斷是流量比例調(diào)節(jié)閥零點(diǎn)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(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。重新整定控制板參數(shù)，校正液壓流量調(diào)節(jié)閥零點(diǎn)，帶負(fù)載工作時(shí)，主缸頂出動(dòng)作時(shí)間明顯減小，約為8s。

雖然更換的控制板型號(hào)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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換級(jí)零點(diǎn)偏移，即當(dāng)閥心在零位時(shí)，控制板上匹配放大器的輸出不為零，造成位移反饋信號(hào)大小和閥心實(shí)際位移出現(xiàn)偏差，合成后的控制信號(hào)值發(fā)生變化，液壓缸頂出驅(qū)動(dòng)端輸出信號(hào)電壓較低，作用在比例閥心上的電磁力矩減小，導(dǎo)致液壓缸頂出動(dòng)作時(shí)閥心位移較小，給油量減小，造成主缸頂出動(dòng)作緩慢，特別是重載時(shí)，動(dòng)作更加遲緩。