垂直负载液压缸内泄检测回路的分析与设计

　　0 引言

　　冶金系统使用的垂直负载液压缸，由于其负载大，冲击频繁，容易产生内泄而造成滑移，从而造成机械故障或恶性设备事故。对此，传统做法是依靠点检及时发现并更换液压缸，但更换液压缸费时费力，且影响生产。本文通过实例分析了垂直负载液压缸滑移的成因，介绍了一种判断液压缸内泄的简单方法，在此基础上提出一种可靠性更高的回路设计，其不仅全面提高了系统的安全性与可靠性，而且方便可靠地解决此类液压缸故障，为生产和维修赢得了宝贵时间，在生产实践中取得了很好的效果。

　　1 垂直负载液压缸内泄分析与处理方法

　　1．1 液压系统的原理与故障分析

　　液压系统的原理图如图1所示，该回路为安钢高速线材机组集卷区运卷小车升降液压回路，要求液压缸4在活塞杆伸出情况下承载较长时间的锁紧定位，但在使用中，液压缸活塞杆多次出现高位不锁定、缓慢下滑，造成机械设备的严重损坏。分析故障成因有以下两点：(1)平衡阀3不起锁定作用，单向阀或外控顺序阀阀芯在锁紧状态下未能完全复位。(2)液压缸4有内泄。进行故障确认时，采用以下的分析步骤：假设平衡阀正常，通过对液压缸内泄机理的分析，采用快速的故障诊断方法，最终确定是否是因液压缸内泄造成的滑移。

　　图1 垂直负载液压回路原理图

　　由图1所示，当液压缸活塞杆伸出后，电磁换向阀1切换到中位，单向平衡阀3关闭，液压缸4进人保压锁紧状态，此时液压缸4无杆腔的油液被单向阀封死， 有杆腔油液经双单向节流阀 2的右节流口及换向阀1与油箱相连。液压缸锁定回路如图2(a)所示。液压缸在正常情况下活塞密封完好，内泄量处于正常范围内，但如果活塞密封失效，内泄严重，那么，液压缸无杆腔V1与有杆腔V2之间相当于连接一支流口，如图2(b)所示，节流口3开口大小视液压缸密封及活塞损坏程度而定。当活塞伸出，液压缸处于支撑状态时，承压腔V1的油可通过节流口3与有杆腔V2相通，并通过回路中的节流口2流回油箱，负载G的均匀加压使通过节流口2的油形成连续流动，致使活塞杆缓慢下滑，最终达到如图2(b)所示的状态。由图2 (b)，(C)两图可以看出，随着由图2(b)状态向图2(C)状态的转变，液压缸中油的容积发生了变化，液压缸经节流阀2排出的介质体积相当于液压缸活塞杆下降的体积，由此可想到，如果采用人为方法阻止液压缸的介质流回油箱，使缸内油的体积不能发生变化，那么在不存在外泄漏的前提下，虽然液压缸内泄，但由于其中介质体积不能变化，且忽略油的可压缩性，活塞的