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比例阀及其系统的故障诊断

此时,阀芯将移至平行位工作。这个位置通常称作“A”位。电流升高,导致阀芯移动,直至LVDT反馈-6V的电压信号。阀芯将停止移动并保持。油液经过阀芯并进入液压缸的无杆腔。

液压缸的运动速度取决于阀芯的移动量。在这个例子中,如果阀最大流量是38L/min,当指令电压为6V时,则大约有23L/min的油液流经阀芯。

当液压缸运动时,位移传感器发送一个模拟的或者数字的反馈信号至PLC。例如,如果每运动0.0254mm发送一个数字脉冲至PLC,活塞杆运动直至得到12000个的脉冲反馈,表明运动了305mm。指令电压接着降为零,比例阀阀芯再次运动至“电气关闭”位置。液压缸保持位置,直至改变指令移动至新的位置之前。

系统故障诊断

如果使用一个外置放大器(图6),面板上的灯可显示系统中的故障。当供电接通并且使能信号起作用时,灯“on”将会变绿闪烁。使能电压范围大约在8.5-40V之间,但是10V比较常见。

比例阀及其系统的故障诊断

图6 外置独立式放大器

如果灯不闪烁,则需要检查放大器上的使能和供电电压的接线。如果使能信号输入电压没有,则应从PLC端检查接线和输出信号。

如果供电降到21V一下,灯“UB”将变成红灯。这通常意味着供电电压接线有故障。当供电正常时(图7),放大器上将显示24V。

比例阀及其系统的故障诊断

图7 放大器显示24V供电正常

放大器面板底部的黄灯用以显示LVDT故障或其连接电缆有问题。最简单的判定到底是哪一个故障的办法就是,拆掉现有阀体的LVDT电缆连接器,把其插入新阀。

如果黄灯熄灭,则旧阀上的LVDT必定有故障,此时需要更换为新阀了。如果当插入新阀时,还是显示黄灯,则问题就应该出现在电缆或插头。需要检查电缆的连续性(完整性)。如果当设备运行时,灯闪烁,这通常表明电缆松动了。

放大器前面板具有调零装置。当放大器指令信号为零时,液压缸依然还会运动,此时就需要调零。如果负载在运动,阀芯并不在“关闭”位置,这通常是由于LVDT超出位置所致。旋转跳零装置,直至线性定位器停止漂移或振动。

如果速度控制或者定位精度出现了问题,则应该检查放大器上指令信号和LVDT信号的接线。如果这些都没有问题,问题最有可能就是出现在液压系统或位移传感器。

带集成电子放大器的阀

目前的趋势是把放大器集成安装在比例阀上面。这通常被叫做On Board Eletronic(OBE)。阀的工作原理与外置放大器一样。常用的OBE采用7针连接器。供电输入在针脚“A”和“B”。

进入放大器的指令电压经过针脚“D”和“E”。为了确认这些电压,可以采用比例阀测试仪,通过把红色和黑色的接头插入适当的位置。为了验证供电电压,红色接至针脚“A”,黑色至针脚“B”。

为了从PLC检查指令电压,针脚“D”插入的是红色,针脚“E”插入的是黑色。取决于来自PLC的信号,指令电压应该在0-10V之间。

测试盒(图8)可以用于验证阀是否正常工作。来自PLC的电缆插入测试盒,测试盒的电缆接入比例阀。

比例阀及其系统的故障诊断

图8 比例阀测试仪

当系统已经工作,供电电压,指令电压和LVDT电压都应该会显示出来。通过把“Command Select”切换至内部控制,也可以通过测试盒来驱动阀的工作。通过“Drive”调节旋钮,就可以控制阀了。

如果线性定位器有漂移,LVDT就有可能不会在正确的位置。为了对阀调零,就需要拆除LVDT保护盖。LVDT对中的调整需要慢慢的细调,直至漂移停止。

油液清洁度

比例阀阀芯和阀体之间具有非常高的公差要求。公差范围典型的在3-8μm之间。必要的是,制造商生产的阀必须满足油液进入的要求。ISO4406定义了特定阀的油液清洁度要求。

因此有必要采用3μm的过滤器,β值达到75或者更高。油液样品需要定期检查,确保系统满足要求。更高的ISO 4406代码意味着过滤器更换频率不够,过滤精度太低,β值低或者需要增加额外的过滤装置到系统中来。

作者:Al Smiley, 液压顾问

译者:腾益登

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