液压锚缆机平衡阀的故障分析

工业泵网  在液压锚缆机控制阀出现故障后会影响设备的操作，甚至会给船舶的安全航行带来极大危害。

1 故障现象

 某船的其中1台液压锚缆机在进厂修理前存在如下问题：放缆操作时能正常运行放出、停止，而收缆操作时能正常地收紧缆绳，可一旦将操纵阀置于中位时，则收紧的缆绳在其张力的作用下马上松开，回到松弛的状态。对此现象，船员在操作时只能是1名船员将操纵阀置于收缆状态，另1名船员则操作绞缆滚筒的刹车手柄，使刹车带将滚筒制动，从而达到拉紧缆绳的目的。

2 液压锚缆机系统工作原理

从图1所示液压锚缆机系统原理图可知，液压泵站输出的压力油经流量和方向控制阀、平衡阀后，流入液压马达，图1中，流量和方向控制阀是带节流孔的三位四通阀，具有Y型中位机能；平衡阀是压力控制阀，当处于收缆状态时，油液可以打开单向阀而自由流动，一旦缆绳拖带的负荷过大，导致驱动液压马达的油压上升并超出了一定的工作压力后，溢流阀起跳而泄压保护；放缆状态时，只能在进油压力作用下打开外控顺序阀而回油，可以防止油马达在负载的拖带下回转速度不断加速而失控；而高低速转换阀则是当液压系统的工作压力超过或某个设定值后液压马达自动由高速低转矩转动变成低速大转矩工作状态；或当工作压力低于该设定值后，由低速大转矩变换成高速低转矩状态，以适应工作负荷的变化。

3 故障原因分析

该锚缆机的操纵阀在中位位置时收紧的缆绳在其张力的作用下马上松开，回到松弛的状态，说明了该系统中平衡阀的顺序阀或者单向阀始终处于开启状态，当液压马达受到外力拖动作用后，由于它的外控平衡阀失效，外部控制油压对平衡阀芯不起作用，从而产生了缆绳自动松开的现象。从该平衡阀的结构可知，它的外控管路在主阀芯的下腔有2个油道，其中1条是带有单向阀的油道，它的作用是使阀芯下腔中的油只能快速地泄放，另1条是带有阻尼孔的油道，它对于进入和流出阀芯下腔的液压油起限制作用，当阻尼孔与单向阀组合在一起后，对控制油进入阀芯下腔的流速起限制作用，而对于泄放则可以通畅流动。当外控单向阀因管路中存在的杂质等原因而造成了单向阀和阻尼孔的堵塞、卡死，阀芯下腔中的控制油无法泄放，则平衡阀的组合阀芯无法复位而使得顺序阀处于常通状态。这样原本可以由外控液压油控制的组合阀芯就处于常通状态，从而导致当缆绳拉紧后，即使流量和压力控制阀处于中位状态，平衡阀也不起作用。

所以平衡阀外控油路上的故障就是该系统工作异常的原因。

4 平衡阀收、放缆工作原理

该平衡阀是为了防止因外加负载拖带而保持背压的压力控制阀，由单向阀、外控型先导式顺序阀、安全阀（先导式溢流阀）组成，其工作原理如下。

处于收缆状态时（如图2所示），自流量与方向控制阀来的工作油液经A口到达单向阀处，当油液压力产生的作用力大于单向阀弹簧G₁的弹力时，单向阀打开，油液经此阀流向A'口，然后经流道和管路到达液压马达，驱动液压马达转动，而回油则从液压马达经管道和流道从B'口经阀体内的流道由B口流出，再由流量与方向控制阀流回油箱。

放缆状态时（如图3所示），自流量和方向控制阀来的工作油液经B口直接由平衡阀内的流道到达阀口B'，然后经管道到达液压马达，驱动液压马达作放缆方向的回转运动，与此同时，驱动液压马达的液压油通过平衡阀中的L口，由油道经节流阻尼孔O进入到阀芯的下腔H中，在液压力的作用下，阀芯克服弹簧G₂的作用力，打开了阀口M，使得回油可以从A'口流入，经阀芯的M口从A口流出平衡阀，再经压力和流量控制阀而回油箱。