從業30餘年的老工程師談液壓系統壓力怎麼調?

2021-02-14 液壓那些事

我想這個問題可能分二個問題問可能更好:液壓系統的壓力試驗如何進行?液壓系統的主系統和子迴路的工作壓力應如何調定?

首先說一下,這是一個很好的問題,是很多剛入液壓行業的大學生非常關心,也必須在今後需要掌握的問題,現本人根據自己的從業經歷談一下,不當之處,敬請指正。

一、液壓系統的壓力試驗如何進行?

典型的液壓系統一般都由壓力油供給系統、壓力調節系統/元件、流量調節系統/元件、方向調節系統/元件和負載執行系統/原件(如缸和馬達等)。如果根據系統的負載技術參數是否要進行反饋控制分類,我們稱開環控制液壓系統為液壓傳動系統,稱閉環控制液壓系統為液壓控制系統。實際工程中的無論簡單還是複雜的液壓系統基本都包含這四大基本系統。一些考慮特殊任務設計的液壓系統都是在它們基礎上添加而成的,比如保壓系統,冷卻系統(如工程機械中可見到閉式迴路中的充液閥冷卻)、增壓系統、同步系統、衝擊系統、往復系統和油液狀態在線監測系統等等。儘管實際用途的液壓系統多種多樣,但對它們的壓力試驗和之後進行的系統調試卻有一些需共同遵守的行業規範要求。

首先需要說明一下,液壓系統的壓力試驗應在管道衝洗合格、安裝完畢且組成完整系統後進行。

壓力試驗步驟如下:

(一)、空運轉試驗

1.在系統空運轉試驗前應使用帶過濾器的加油小車或裝置向系統油箱添加符合設計要求的工作介質。這種加油小車或裝置和工作介質在市場上可以買到,本人建議最好購買行業知名度較大的品牌產品,切記不要將未過濾的工作介質直接注入到油箱中。另外過濾加油車的過濾精度應至少等於系統的最高過濾精度,這樣做的好處是儘量延長實際裝在系統中過濾器的濾芯使用時間,因為液壓系統中任何裝在迴路上的元件更換都較費工和費時。

2.空運轉試驗前將液壓泵的出油口和可能存在的洩油口連接管卸下,按泵的規定旋向用手轉動聯軸器使泵吸油和泵的出油口出油直到出油不帶氣泡時為止。然後再向泵和/或馬達(如果帶洩油口的話)的洩油口灌滿達到過濾精度要求的工作介質,最後連上卸下的泵出油管和洩油管。實際液壓系統因客戶、負載技術要求和環境要求等不同可能單獨或組合採用齒輪泵/馬達、柱塞泵/馬達、葉片泵/馬達,甚至有些特殊低噪聲場合下可能會用到中低壓螺杆泵。一般而言,柱塞泵和柱塞馬達都有洩油口,因此空運轉前一定要對系統中的泵和馬達是否有洩油口進行檢查。另外,在轉動泵聯軸節時如發現用力很大,甚則根本轉不動,則須分別檢查泵進油口截止閥是否打開,進油口過濾器是否精度取得過高,泵輸入軸與電機軸的同軸安裝精度是否超過精度要求,泵本身的輸入軸是否在產品出廠時裝配過緊等。如發現是泵的本身問題則應重新裝泵,如是同軸度問題則需重新調整泵軸的位置精度。至於其它可能還會出現的問題和解決方案,由於時間問題不再詳述。

3.空運轉試驗

3.1空運轉試驗前應用短路過渡板將液壓執行機構如缸或馬達從系統循環迴路中隔離出來,如系統中使用了伺服閥和比例閥等高精度、高價格元件,還應將它們也一同從迴路中隔離出來,隔離目的就是讓工作介質短路不經過這些元件而直接通過主溢流閥回到油箱中去。另外應將系統主溢流閥的調節螺釘/手柄擰至最松程度,還應將系統中的可能安裝的節流閥/調速閥、減壓閥、方向閥等所有可能增加工作介質阻力的閥開至最大,油缸和馬達也不要帶載。

3.2 接通電源後點動電動機以檢查電源是否接錯。如無接錯,連續點動電動機且不斷延長電機啟動時間。啟動過程中如發現系統壓力表壓力急速上升則應立即檢查系統主溢流閥是否不能正常工作並加以解決。當消除此壓力劇增現象後繼續電動電機直至系統空轉正常。另外調試者還要注意過濾器空運轉試驗前後的過濾器壓差和油溫變化,如試驗後壓差過大則應拆下並衝洗或更換濾芯,如試驗過程中發現油溫過高則需檢查元件尤其是溢流閥通徑是否選取的過小,泵是否因汙染等原因造成過度磨損,其它元件包括管道的通徑是否取得過小等。因系統油溫過熱原因多種多樣,因此在此不再詳述。

(二)、壓力試驗

上述空運轉試驗成功後即可進行以下步驟的壓力試驗:

1.首先確定系統的試驗壓力

1.1系統工作壓力小於16MPa時,試驗壓力為工作壓力的1.5倍;

1.2系統工作壓力高於16MPa時,試驗壓力為工作壓力的1.25倍。

2.確定試驗壓力的調節方法:試驗壓力的調節應逐級升高,每升高一級應使其穩定2-3分鐘,達到試驗壓力後保持該壓力值10分鐘左右,然後降至工作壓力並保持10分鐘。這裡說明一下,壓力級可大致將實驗壓力除以5-10範圍內的數,並向上逐級加壓,比如試驗壓力為315 bar,除數選10,則壓力級分別為32(四捨五入)、64、96、128、160、192...315bar。

3.試驗壓力調節過程中需仔細和全面觀察以下情況:

3.1系統管道焊縫及本身、管道與元/附件接口、元件密封面、短路板密封處是否洩/滲漏工作介質,並檢查軟管表面是否滲油和硬管本身是否有永久變形等,如有,則需立即將主溢流閥卸壓並中斷試驗,至到故障解決後再開始從頭加壓試驗,直到試驗合格。對試驗中出現焊縫漏油後管道應及時卸下,並在清除工作介質後才能焊接,焊畢需重新進行管道和焊縫清洗,然後再將管道接入系統重新開始加壓試驗。

3.2 壓力試驗時需避免無關人員進入,不得在試驗區5米範圍內同時進行明火作業,仼何人員均不許在試驗過程中隨意調節系統中元件,也不應用錘子等物敲擊管道,所有工作工人員均應儘量站在較安全的地方。

4.壓力試驗過程和完畢後,應及時填寫試驗記錄。

二、液壓系統在完成壓力試驗後的主系統和子迴路壓力調節應如何進行?

對此問題我無法做詳細的闡述,因為其已屬於系統正式調試的範籌,而提問者又沒有提供具體的液壓原理圖。實際複雜的液壓系統中可能使用溢流閥、平衡閥、順序閥、壓力繼電器等壓力調節類閥件,而這些閥又有太多種類和規格,因此無法具體說明。除此之外調節這些閥的時侯還存在調節順序問題,因此本人必須在看到系統的具體工作循環的詳細動作說明後才能答覆。當然我在此還要針對該問題做一個簡單回答。

首先需要說明的是,在進行主迴路和子迴路壓力調節前應卸下空運轉試驗用的短路過渡板,將系統恢復至短路前狀態,並將執行機構與負載相連從而可以建立負載壓力。

其二,進入該壓力調試前應已完成泵站調試,而對泵站的檢測應在泵站工作壓力運轉二小時後進行,主要檢查泵、蓄能器(如果泵站上有的話)、油箱附件等有無漏油,油溫工作是否正常,泵站有無異常震動和嘯叫等,如有則需逐項解決。

最後需要講一下,系統的壓力調試大致遵循"泵站調試在先,其它迴路調試在後"的原則,應基本遵循"主系統工作壓力調節在先,子迴路工作壓力調節在後"的順序。壓力調試時主系統溢流閥和子迴路溢流閥之間,子迴路各溢流閥之間的設定值應不能使系統產生振動。當然在進行系統工作壓力調節時執行機構需要帶載。

最後需要說明的是,在設計、調試液壓系統時應對系統中每個用到的元件進行詳細的閱讀,不僅應了解其性能,還要知道其每個接口位置和功能。除此之外,更重要的是要充分理解和重視元件的重要說明事項,理解各種技術要求和環境條件要求。一句話,你對元件理解掌握的越好,你對系統的設計就會越好,調試也就越順利,這點對複雜液壓系統尤其重要。好的系統是儘量用少的元件實現系統簡單、易操作、性價比優、易維修、可靠和安全的目標。

最後希望液壓行業的從業者在調試前根據自己的液壓系統的具體要求制定試驗和調試規範,在壓力試驗和之後的系統調試中嚴格按照規範規定進行,並在調試過程中注意自己的安全。

-END-

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