液壓電磁比例調節閥工作原理及常見(jiàn)故障

液壓電磁比例調節閥分為壓力比例調節閥和流量比例調節閥（控制原理基本相同），常應用在控制精度較高的液壓系統。比例調節閥正常使用8000～12 000h后，即進(jìn)人工作不穩定期，經(jīng)常出現油路壓力不穩、動(dòng)作不到位、調節功能失效等現象，嚴重影響設備運行。下面以某公司使用的WRE型系列液壓電磁比例調節閥為例，介紹常見(jiàn)故障處理方法。

工作原理

WRE型液壓電磁比例調節閥結構如圖16所示，采用位置負反饋閉環(huán)控制（力控制型十位移傳感器），具有良好的輸入、輸出線(xiàn)性和準確性，控制原理如圖17所示。位移傳感器反饋信號和給定信號合成后，經(jīng)過(guò)PID、放大等運算處理，以電壓信號施加在電機械轉換器（電磁閥線(xiàn)圈），鐵心在電磁力作用下，沿著(zhù)受力方向推動(dòng)液體，控制閥心移動(dòng)，調節液體流量或壓力?？刂瓢迨球寗?dòng)比例調節閥的主要元器件，一般具有控制信號生成、PID處理、前置放大、功率放大及電源變換等基本控制單元，完成控制信號給定、反饋信號校正、合成和處理等功能，控制板控制參數設定是否匹配、適當，直接影響液壓調節閥的工作和穩定性。

常見(jiàn)故障及處理方法

設備更換比例調節閽閥體后，動(dòng)作失控，邏輯關(guān)系錯亂。拋丸清理機更換閥體起動(dòng)后，轉臺（液壓馬達驅動(dòng)）動(dòng)作失控、互鎖邏輯關(guān)系錯亂。當初認為是控制板故障或更換的閥體不良，再次更換，故障依舊。測量控制板輸出電壓為U2c-32c或U2a-32a，帶負載時(shí)（接人電磁閥線(xiàn)圈）電壓為DC 21.5V、AC 2.2V；空載時(shí)為DC 24V、AC2.4V。對控制電源復位（斷電送電操作），控制板輸出電壓為零，只有輸入信號作用后，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）。分析比例調節閥控制原理，特別是位移傳感器工作過(guò)程，認為調節閥控制系統此時(shí)實(shí)際工作在閉環(huán)正反饋狀態(tài)。檢查反饋電路，發(fā)現位移傳感器信號線(xiàn)8c、10c線(xiàn)接錯，造成二次線(xiàn)圈輸出信號極性錯誤，經(jīng)信號轉換，極性相反，即圖17中極性變?yōu)樨?，?jīng)負反饋合成，系統工作在閉環(huán)正反饋狀態(tài)。在輸入信號作用下，控制系統迅速進(jìn)入自激深飽和狀態(tài)，使控制板輸出飽和(DC 24V)。改正錯誤接線(xiàn)，故障排除。

液壓系統工作時(shí)，設備運行速度不穩定。一期成型機轉臺運行速度忽高忽低，當初認為壓力調節閥體損壞或控制板輸出不穩定，導致液壓驅動(dòng)馬達工作異常，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，更換控制板，故障依舊。懷疑液壓油臟，進(jìn)行成型機液壓油全部過(guò)濾，油箱清洗和過(guò)濾網(wǎng)更換等維護處理，設備投運后，故障消失。

設備長(cháng)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，造成液壓調節閥心運動(dòng)阻塞或喘動(dòng)，引起液壓驅動(dòng)機構工作不穩定。

設備操作時(shí)，控制按鈕動(dòng)作后，液壓驅動(dòng)機構反應遲緩，組裝拋丸清理機更換比例調節閥控制板后，液壓驅動(dòng)轉臺機構從高位向低位旋轉時(shí)，斷開(kāi)控制按鈕后，轉臺旋轉到位后繼續移動(dòng)約0.8～1.2m才停下（正常時(shí)轉臺到位后應立即停止）。

通過(guò)比較設備故障前后控制參數，確認故障原因是控制板信號PID處理參數調整不當，控制板斜坡控制電阻、d3、d4凼值調整過(guò)小，導致控制板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)設定過(guò)長(cháng)，造成比例閥心回零滯后，不能及時(shí)關(guān)閉液壓油。

在液壓比例調節閥控制的設備中，引起設備執行機構工作異常（不到位、越位或失靈等）的原因較多，諸如調節閥心磨損過(guò)度，高、低速驅動(dòng)區調整不當，液壓系統內卸嚴重以及控制參數設定不合適等。

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)壓脫機主缸頂出動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(cháng)，為23s，偏差約16s。當初認為是設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]到主缸沖葉閥內泄嚴重也會(huì )出現該現象，于是整體更換沖葉閥，故障依舊。經(jīng)了解，設備故障前曾更換過(guò)設備液壓油、夾具及主缸液壓控制流量比例調節閥控制板等維修作業(yè)，雖然更換控制板后，對其有關(guān)參數進(jìn)行了調試整定，但這是在設備空載（無(wú)導桿壓脫）情況下進(jìn)行的參數調整。判斷是流量比例調節閥零點(diǎn)調整不準確，導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(cháng)。重新整定控制板參數，校正液壓流量調節閥零點(diǎn)，帶負載工作時(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相同，但新、舊板電子元器件參數存在差異，控制板處理信號能力發(fā)生了微小變化（這也是電氣控制裝置更換或維修后需調試的原因）。新板反饋信號轉換級零點(diǎn)偏移，即當閥心在零位時(shí)，控制板上匹配放大器的輸出不為零，造成位移反饋信號大小和閥心實(shí)際位移出現偏差，合成后的控制信號值發(fā)生變化，液壓缸頂出驅動(dòng)端輸出信號電壓較低，作用在比例閥心上的電磁力矩減小，導致液壓缸頂出動(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。