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喷嘴挡板式电液伺服阀故障分析

电液伺服阀的故障模式

喷嘴挡板式结构原理如图3-124所示,主要由电磁、液压两部分组成。电磁部分是永磁式力矩马达,由永久磁铁、导磁体、衔铁、控制线圈和弹簧管组成。液压部分是结构对称的二级液压放大器,前置级是双喷嘴挡板阀,功率级是四通滑阀;滑阀通过反馈杆与衔铁挡板组件相连。

电液伺服阀出现故障时,将导致系统无法正常工作,不能实现自动控制,甚至引起系统剧烈振荡,造成巨大的经济损失。

电液伺服阀的一些常见的、典型故障原因及现象归纳于表3-8

3-8  电液伺服阀的一些常见的、典型的故障原因及现象

   

项目

  故障模式         

    故障原因     

        现象                 

  对系统影响           

    

   

   

  

 

 

 

   

 

1.线圈断线          

                     

零件加工粗糙,

引线位置太紧凑

阀无动作,驱动电流I0     

系统不能正常工作               

2.衔铁卡住或受到限位         

工作气隙内有杂物 

            

阀无动作、运动受到限制                                

系统不能正常工作或执行机构速度受限制。                       

3.反馈小球磨损或脱落        

磨损  

伺服阀滞环增大,零区不稳定。           

系统迟缓增大,系统不稳定。                  

磁钢磁性太强或太弱   

主要是环境影响

振动、流量太小 

系统不稳定,执行机构反应慢。   

6.反馈杆弯曲        

疲劳或人为所致   

阀不能正常工作               

系统失效                       

   喷嘴

   挡板

1.喷嘴或节流孔局部堵塞或全部堵塞         

油液污染         

                 

伺服阀零偏改变或伺服阀无流量输出                         

系统零偏变化,系统频响大幅度下降,系统不稳定。               

2.滤芯堵塞         

油液污染    

伺服阀流量减少,逐渐堵塞     

引起系统频响有所下降,系统不稳定

   滑阀

   放  大        

1.刃边磨损        

磨损        

泄漏、流体噪声增大、零偏增大                             

系统承卸载比变化,油温升高,其他液压元件磨损加剧               

2.径向阀芯磨损  

磨损

泄漏逐渐增大、零偏增大、增益下降           

系统承卸载比变化油温升高,其他液压元件磨损加剧。             

3.滑阀卡滞          

污染、变形       

滞环增大、卡死               

系统频响降低,迟缓增大,       

 

 

密封件老化、密封件与工作介质不符 

寿命已到、油液不适所致     

阀不能正常工作内、外渗油、堵塞             

伺服阀不能正常工作,阀门不能参与调节或使油质劣化               

 


引起电液伺服阀故障的主要原因   

现场调查显示伺服阀卡涩故障的占70%,内泄漏量大的占20%左右,由其它原因引起的零偏不稳的占5%左右,从统计数字看,这些故障发生得比较频繁,经过现场调研分析及多次试验,发现造成伺服阀故障频繁的原因主要有以下三个方面:

1)油质的劣化。伺服阀是一种很精密的元件,对油质污染颗粒度的要求很严,抗燃油污染颗粒度增加,极易造成伺服阀堵塞、卡涩,同时,形成颗粒磨损,使阀芯的磨损加剧,内泄漏量增加;酸值升高,对伺服阀部件产生腐蚀作用,特别是对伺服阀阀芯及阀套锐边的腐蚀,这是使伺服阀内泄漏增加的主要原因。 

2)使用环境恶劣。伺服阀长期在高温下工作,对力矩马达的工作特性有严重影响,同时长期高温下工作加速了伺服阀的磨损及油质的劣化,形成恶性循环。

3)控制信号有较强的高频干扰,致使伺服阀经常处于低幅值高频抖动,这样伺服阀的弹簧管将加速疲劳,刚度迅速降低,导致伺服阀振动,现正对此问题进行处理。


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