溢流閥的工作原理及使用注意事項(xiàng)
溢流閥是一種液壓壓力控制閥，在液壓設(shè)備中主要起定壓溢流作用，穩(wěn)壓，系統(tǒng)卸荷和安全保護(hù)作用。溢流閥在裝配或使用中，由于O形密封圈、組合密封圈的損壞，或者安裝螺釘、管接頭的松動(dòng)，都可能造成不應(yīng)有的外泄漏。如果錐閥或主閥芯磨損過(guò)大，或者密封面接觸不良，還將造成內(nèi)泄漏過(guò)大，甚至影響正常工作。
定壓溢流作用:在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時(shí)，會(huì)使流量需求減小。此時(shí)溢流閥開(kāi)啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進(jìn)口壓力，即泵出口壓力恒定(閥口常隨壓力波動(dòng)開(kāi)啟)。
穩(wěn)壓作用:溢流閥串聯(lián)在回油路上，溢流閥產(chǎn)生背壓，運(yùn)動(dòng)部件平穩(wěn)性增加。
系統(tǒng)卸荷作用:在溢流閥的遙控口串接溢小流量的電磁閥，當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，溢流閥的遙控口通油箱，此時(shí)液壓泵卸荷。溢流閥此時(shí)作為卸荷閥使用。
安全保護(hù)作用:系統(tǒng)正常工作時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉。只有負(fù)載超過(guò)規(guī)定的極限(系統(tǒng)壓力超過(guò)調(diào)定壓力)時(shí)開(kāi)啟溢流，進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，使系統(tǒng)壓力不再增加(通常使溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng)高工作壓力高10%~20%)。
實(shí)際應(yīng)用中一般有:作卸荷閥用，作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，作高低壓多級(jí)控制閥，作順序閥，用于產(chǎn)生背壓(串在回油路上)。
溢流閥一般有兩種結(jié)構(gòu):1、直動(dòng)型溢流閥 。2、先導(dǎo)式溢流閥。
對(duì)溢流閥的主要要求:調(diào)壓范圍大，調(diào)壓偏差小，壓力振擺小，動(dòng)作靈敏，過(guò)載能力大，噪聲小。
溢流閥注意事項(xiàng)：
噪聲和振動(dòng)
液壓裝置中容易產(chǎn)生噪聲的元件一般認(rèn)為是泵和閥，閥中又以溢流閥和電磁換向閥等為主。產(chǎn)生噪聲的因素很多。溢流閥的噪聲有流速聲和機(jī)械聲二種。流速聲中主要由油液振動(dòng)、空穴以及液壓沖擊等原因產(chǎn)生的噪聲。機(jī)械聲中主要由閥中零件的撞擊和磨擦等原因產(chǎn)生的噪聲。
(1)壓力不均勻引起的噪聲
先導(dǎo)型溢流閥的導(dǎo)閥部分是一個(gè)易振部位如圖3所示。在高壓情況下溢流時(shí)，導(dǎo)閥的軸向開(kāi)口很小，僅0.003~0.006厘米。過(guò)流面積很小，流速很高，可達(dá)200米/秒，易引起壓力分布不均勻，使錐閥徑向力不平衡而產(chǎn)生振動(dòng)。另外錐閥和錐閥座加工時(shí)產(chǎn)生的橢圓度、導(dǎo)閥口的臟物粘住及調(diào)壓彈簧變形等，也會(huì)引起錐閥的振動(dòng)。所以一般認(rèn)為導(dǎo)閥是發(fā)生噪聲的振源部位。
由于有彈性元件(彈簧)和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(錐閥)的存在，構(gòu)成了一個(gè)產(chǎn)生振蕩的條件，而導(dǎo)閥前腔又起了一個(gè)共振腔的作用，所以錐閥發(fā)生振動(dòng)后易引起整個(gè)閥的共振而發(fā)出噪聲，發(fā)生噪聲時(shí)一般多伴隨有劇烈的壓力跳動(dòng)。
(2)空穴產(chǎn)生的噪聲
當(dāng)由于各種原因，空氣被吸入油液中，或者在油液壓力低于大氣壓時(shí)，溶解在油液中的部分空氣就會(huì)析出形成氣泡，這些氣泡在低壓區(qū)時(shí)體積較大，當(dāng)隨油液流到高壓區(qū)時(shí)，受到壓縮，體積突然變小或氣泡消失;反之，如在高壓區(qū)時(shí)體積本來(lái)較小，而當(dāng)流到低壓區(qū)時(shí)，體積突然增大，油中氣泡體積這種急速改變的現(xiàn)象。氣泡體積的突然改變會(huì)產(chǎn)生噪聲，又由于這一過(guò)程發(fā)生在瞬間，將引起局部液壓沖擊而產(chǎn)生振動(dòng)。先導(dǎo)式溢流閥的導(dǎo)閥口和主閥口，油液流速和壓力的變化很大，很容易出現(xiàn)空穴現(xiàn)象，由此而產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)。
(3)液壓沖擊產(chǎn)生的噪聲
先導(dǎo)式溢流閥在卸荷時(shí)，會(huì)因液壓回路的壓力急驟下降而發(fā)生壓力沖擊噪聲。愈是高壓大容量的工作條件，這種沖擊噪聲愈大，這是由于溢流閥的卸荷時(shí)間很短而產(chǎn)生液壓沖擊所致在卸荷時(shí)，由于油流速急劇變化，引起壓力突變，造成壓力波的沖擊。壓力波是一個(gè)小的沖擊波，本身產(chǎn)生的噪聲很小，但隨油液傳到系統(tǒng)中，如果同任何一個(gè)機(jī)械零件發(fā)生共振，就可能加大振動(dòng)和增強(qiáng)噪聲。所以在發(fā)生液壓沖擊噪聲時(shí)，一般多伴有系統(tǒng)振動(dòng)。
溢流閥預(yù)防措施:
減小或消除先導(dǎo)式溢流閥噪聲和振動(dòng)的措施
一般是在導(dǎo)閥部分加置消振元件。
消振套一般固定在導(dǎo)閥前腔，即共振腔內(nèi)，不能自由活動(dòng)。
在消振套上都設(shè)有各種阻尼孔，以增加阻尼來(lái)消除震動(dòng)。另外，由于共振腔中增加了零件，使共振腔的容積減小，油液在負(fù)壓時(shí)剛度增加，根據(jù)剛度大的元件不易發(fā)生共振的原理，就能減少發(fā)生共振的可能性。
消振墊一般與共振腔活動(dòng)配合，能自由運(yùn)動(dòng)。消振墊正反面都有一條節(jié)流槽，油液在流動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生阻尼作用，以改變?cè)瓉?lái)的流動(dòng)情況。由于消振墊的加入，增加了一個(gè)振動(dòng)元件，擾亂了原來(lái)的共振頻率。共振腔增加了消振墊，同樣減少了容積，增加了油液受壓時(shí)的剛度，以減少發(fā)生共振的可能性。
在消振螺堵上設(shè)有蓄氣小孔和節(jié)流邊，蓄氣小孔中因留有空氣，空氣在受壓時(shí)壓縮，壓縮空氣具有吸振作用，相當(dāng)于一個(gè)微型吸振器。小孔中空氣壓縮時(shí)，油液充入，膨脹時(shí)，油液壓出，這樣就增加了一個(gè)附加流動(dòng)，以改變?cè)瓉?lái)的流動(dòng)情況。故也能減小或消除噪聲和振動(dòng)。
另外，如果溢流閥本身的裝配或使用權(quán)用不當(dāng)，也都會(huì)造成振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲。如三節(jié)同心式溢流閥，裝配時(shí)三節(jié)同心配合不當(dāng)，使用時(shí)流量過(guò)大或過(guò)小，錐閥的不正常磨損等。在這種情況下，應(yīng)認(rèn)真檢查調(diào)整，或更換零件。
折疊調(diào)壓失靈
溢流閥在使用中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)調(diào)壓失靈現(xiàn)象。先導(dǎo)式溢流閥調(diào)壓失靈現(xiàn)象有二種情況:一種是調(diào)節(jié)調(diào)壓手輪建立不起壓力，或壓力達(dá)不到額定數(shù)值;另一種調(diào)節(jié)手輪壓力不下降，甚至不斷升壓。出現(xiàn)調(diào)壓失靈，除閥芯因種種原因造成徑向卡緊外，還有下列一些原因:
是主閥體(2)阻尼器堵塞，油壓傳遞不到主閥上腔和導(dǎo)閥前腔，導(dǎo)閥就失去對(duì)主閥壓力的調(diào)節(jié)作用。因主閥上腔無(wú)油壓力，彈簧力又很小，所以主閥變成了一個(gè)彈簧力很小的直動(dòng)型溢流閥，在進(jìn)油腔壓力很低的情況下，主閥就打開(kāi)溢流，系統(tǒng)就建立不起壓力。
壓力達(dá)不到額定值的原因，是調(diào)壓彈簧變形或選用錯(cuò)誤，調(diào)壓彈簧壓縮行程不夠，閥的內(nèi)泄漏過(guò)大，或?qū)чy部分錐閥過(guò)度磨損等。
第二是阻尼器(3)堵塞，油壓傳遞不到錐閥上，導(dǎo)閥就失去了支主閥壓力的調(diào)節(jié)作用。阻尼器(小孔)堵塞后，在任何壓力下錐閥都不會(huì)打開(kāi)溢流油液，閥內(nèi)始終無(wú)油液流動(dòng)，主閥上下腔壓力一直相等，由于主閥芯上端環(huán)形承壓面積大于下端環(huán)形承壓面積，所以主閥也始終關(guān)閉，不會(huì)溢流，主閥壓力隨負(fù)載增加而上升。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止工作時(shí)，系統(tǒng)壓力就會(huì)無(wú)限升高。除這些原因以外，尚需檢查外控口是否堵住，錐閥安裝是否良好等。
折疊其它故障
電磁溢流閥常見(jiàn)的故障有先導(dǎo)電磁閥工作失靈、主閥調(diào)壓失靈和卸荷時(shí)的沖擊噪聲等。后者可通過(guò)調(diào)節(jié)加置的緩沖器來(lái)減少或消除。如不帶緩沖器，則可在主閥溢流口加一背壓閥。(壓力一般調(diào)至5kgf/cm2左右，即0.5MPa)。
