緩沖閥在材料試驗(yàn)機(jī)的改進(jìn)措施及作用

  液壓式材料試驗(yàn)機(jī)緩沖閥的緩沖性能對(duì)設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性、可靠性,對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性起著重要的保證作用。本文對(duì)試驗(yàn)機(jī)緩沖閥作用原理進(jìn)行深入淺出的分析,并提出液壓式材料試驗(yàn)機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和各級(jí)產(chǎn)商品質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)機(jī)屬于貴重設(shè)備,價(jià)格昂貴,許多單位都舍不得輕易淘汰舊設(shè)備而購(gòu)置新設(shè)備,而是只要精度還能滿足使用要求,設(shè)備就還在繼續(xù)服役。由于使用時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境惡劣(如水泥廠)、維護(hù)管理不善等原因。本文對(duì)試驗(yàn)機(jī)緩沖閥作用原理進(jìn)行深入淺出的分析，并提出改善措施。

　1主要摘要                                                                           液壓式材料試驗(yàn)機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和各級(jí)產(chǎn)商品質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)機(jī)屬于貴重設(shè)備，價(jià)格昂貴，許多單位都舍不得輕易淘汰舊設(shè)備而購(gòu)置新設(shè)備，而是只要精度還能滿足使用要求，設(shè)備就還在繼續(xù)服役。由于使用時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境惡劣(如水泥廠)、維護(hù)管理不善等原因常常會(huì)造成試驗(yàn)機(jī)多種性能故障，按使用說(shuō)明書(shū)等還不易修復(fù)。本文重點(diǎn)對(duì)容易被忽視、誤以為可有可無(wú)的緩沖閥緩沖性能進(jìn)行分析討論，并對(duì)緩沖性能頻頻出故障的部位提出一定的改進(jìn)措施，供大家在實(shí)際工作中參考。

2緩沖閥的作用

　　緩沖閥裝在回油閥體內(nèi)，其作用是當(dāng)試驗(yàn)工件斷裂(或試塊壓碎)后，工作油缸油路系統(tǒng)中各處油壓在瞬間迅速下降，如果沒(méi)有緩沖閥的控制，測(cè)力油缸中的油壓也將隨之立即下降，導(dǎo)致與之相連的測(cè)力機(jī)構(gòu)擺桿及擺碗失去阻尼，就要以很快的速度回落，對(duì)測(cè)力機(jī)構(gòu)各部件造成很大的撞擊，對(duì)設(shè)備造成損害，更嚴(yán)重的是測(cè)力指示盤(pán)的指針可能因此震動(dòng)而偏離零位，若是連續(xù)作業(yè)(如混凝土強(qiáng)度抗壓試驗(yàn))，又沒(méi)有按規(guī)定重新檢查、校正零位，就會(huì)造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差，引發(fā)一系列不良后果。采用緩沖閥可以控制測(cè)力機(jī)構(gòu)擺桿及擺陀的回落速度，防止這種快速回落對(duì)設(shè)備造成的不良影響，避免引起試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差。

　　3緩沖閥工作原理

　　根據(jù)緩沖閥的工作過(guò)程，把緩沖閥的構(gòu)造原理用圖2所示的簡(jiǎn)化示意圖來(lái)表示，并通過(guò)它來(lái)敘述緩沖閥的工作原理。

　　試驗(yàn)機(jī)工作時(shí)，來(lái)自工作油缸的高壓液壓油通過(guò)回汕管進(jìn)入回油閥體后從緩沖閥的a端流人，又順利的通過(guò)鋼球與緩沖閥球座之間的間隙而從b端流出進(jìn)入測(cè)力油缸內(nèi)(此時(shí)a處油壓等于b處油壓)，推動(dòng)測(cè)力活塞帶動(dòng)測(cè)力機(jī)構(gòu)，把此時(shí)的負(fù)荷值用試驗(yàn)機(jī)度盤(pán)指針表示出來(lái)。

當(dāng)試件斷裂或松開(kāi)回油閥時(shí)，工作油缸的油壓調(diào)節(jié)油壓驟然下降，與測(cè)力油缸相通的油壓b在瞬間也傾向于釋放下降，測(cè)力油缸的油壓b要向低油壓的a端流動(dòng)，此時(shí)b處油壓大于a處油壓，在測(cè)力油缸油壓的作用下，鋼球被頂起向上隨即便把鋼球與緩沖閥球座之間的間隙堵死，測(cè)力油缸的油液必須通過(guò)另一條回路才能釋放，此回路可以根據(jù)與試驗(yàn)負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的擺桿掛的花的多少而轉(zhuǎn)動(dòng)緩沖閥調(diào)節(jié)手柄，通過(guò)調(diào)節(jié)緩沖閥油針來(lái)改變此油路的大小，達(dá)到有效控制測(cè)力油缸內(nèi)油壓的釋放速度的目的，從而可以保證試驗(yàn)機(jī)在各級(jí)噸位時(shí)擺桿及碗的回落保持適宜的均勻速度，能夠緩慢無(wú)沖擊而平穩(wěn)地回到原來(lái)的垂直位置。

　　從上面的分析可看出，在一定狀態(tài)下可以把試驗(yàn)機(jī)緩沖閥中的鋼球與緩沖閥球座的作用看作是一個(gè)單向閥。

　　4緩沖閥性能不良的表現(xiàn)及其一般原因

　　4.1緩沖失靈

　　表現(xiàn)為當(dāng)試件斷裂、壓碎或松開(kāi)回油閥時(shí)，試驗(yàn)機(jī)擺桿及花就以極快的速度回落，對(duì)測(cè)力機(jī)構(gòu)系統(tǒng)造成很大的撞擊，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使刻度盤(pán)的指針偏離正常的零位，可能引起實(shí)驗(yàn)誤差。其原因是閥體臟或鋼球磨損，使緩沖閥鋼球與緩沖閥球座不能很好密合，或者緩沖閥調(diào)節(jié)不當(dāng)。

　　4.2緩沖過(guò)甚

　　表現(xiàn)為當(dāng)試件斷裂或松開(kāi)回油閥時(shí)，試驗(yàn)機(jī)擺桿及陀無(wú)法回落，或回落到中途時(shí)停止下落，造成無(wú)法進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗(yàn)。其原因是緩沖閥調(diào)節(jié)桿旋得太緊或油路臟堵，使測(cè)力油缸的油無(wú)法緩慢釋放。

　　4.3調(diào)整零位困難

　　表現(xiàn)為手工調(diào)整指針零位時(shí)，測(cè)力指示盤(pán)的指針忽左忽右難以調(diào)準(zhǔn)到位。其原因是緩沖閥鋼球與緩沖閥球座之間的間隙太小或油路臟堵，導(dǎo)致工作油缸的油壓不能及時(shí)傳遞給測(cè)力油缸，使它們的油壓相通。

　　5緩沖閥性能不良的排除

　　通過(guò)對(duì)緩沖閥工作原理的分析，已經(jīng)知道緩沖閥的大致構(gòu)造，其工作過(guò)程也并不是很復(fù)雜，不要被其復(fù)雜的油路搞暈頭腦。我們?cè)诜治鼍彌_閥緩沖失靈故障時(shí)可以把緩沖閥的主要功能想象為一個(gè)單向閥來(lái)考慮，只要知道其什么時(shí)侯該通，什么時(shí)侯該堵就可以了。緩沖閥沒(méi)有緩沖性能作用，原因不外乎是“單向閥"失效變?yōu)椴皇芸刂频摹半p向閥"了，也即緩沖閥鋼球與緩沖閥球座不能密合，造成試件斷裂或松開(kāi)回油閥時(shí)，測(cè)力油缸的油還可以向工作油缸、回油閥卸油管流動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)力油缸的油壓釋放過(guò)快。

　　前面說(shuō)過(guò)了緩沖閥性能不良主要原因是油路臟堵，一般通過(guò)清洗緩沖閥各油路、適當(dāng)調(diào)整各部件間隙就可解決問(wèn)題，維修工藝并不復(fù)雜。但是有時(shí)經(jīng)過(guò)辛辛苦苦清洗緩沖閥各油路后，試驗(yàn)機(jī)短時(shí)可以使用，或者把緩沖閥油針往大噸位的位置調(diào)整后，緩沖閥緩沖故障似乎排除了。但是使用時(shí)間稍長(zhǎng)一些，或者經(jīng)過(guò)較大負(fù)荷的試驗(yàn)時(shí)，緩沖閥又會(huì)失靈，好象油路又臟了。就這樣，經(jīng)過(guò)反復(fù)裝卸、清洗、研磨緩沖閥球座、更換鋼球仍然無(wú)濟(jì)于事，把液壓油重新過(guò)濾、甚至把液壓油全換成新的，故障還是無(wú)法排除，維修已陷人困境。這時(shí)往往就會(huì)懷疑是試驗(yàn)機(jī)使用時(shí)問(wèn)長(zhǎng)了，部件老化了，試驗(yàn)機(jī)的回油閥、緩沖閥該換了?？筛鼡Q一個(gè)回油閥、緩沖閥不光要花費(fèi)一千多元錢(qián)，購(gòu)買(mǎi)還得等待不少時(shí)間，耽誤試驗(yàn)工作。

　　按上面介紹的常規(guī)方法檢查，如果故障還是無(wú)法排除，那就要看一看鋼球下面這個(gè)纖細(xì)的彈簧有沒(méi)有問(wèn)題，實(shí)踐證明這個(gè)彈簧才是真兇。粗粗一看，這彈簧除了使用時(shí)間長(zhǎng)，彈力稍差外，好象并沒(méi)什么問(wèn)題。按說(shuō)彈力差對(duì)緩沖性能并沒(méi)影響，甚至對(duì)使用也沒(méi)什么影響!但是由于緩沖閥長(zhǎng)時(shí)間工作，使與鋼球接觸的彈簧頭部的鋼絲孔徑稍有擴(kuò)大，這擴(kuò)大了孔徑的彈簧鋼絲頭，極易在試件斷裂的瞬間卡在鋼球與緩沖閥球座之間，使兩者不能密合，造成緩沖失靈。

　　原因找到了，解決問(wèn)題的辦法也就簡(jiǎn)單了，可總結(jié)為清洗閥體油路、調(diào)整間隙、更換或修復(fù)彈簧。

　　6試驗(yàn)機(jī)緩沖閥的改進(jìn)措施

　　針對(duì)緩沖閥中易反復(fù)出現(xiàn)故障的部位，可采取幾項(xiàng)措施來(lái)改進(jìn)。

　　(l)找一個(gè)合適的彈簧，或者用尖嘴鉗把舊彈簧頭部的孔徑變小后修復(fù)，并將彈簧頭部的彈簧鋼絲頭與彈簧本身焊在一塊(注意焊點(diǎn)要小，與鋼球接觸處要盡可能平滑)形成一個(gè)封閉的小圓環(huán)，以患。

　　(2)希望生產(chǎn)廠家能夠制造一種頭部帶一小段圓管或類似構(gòu)造的彈簧來(lái)代替，避免此類結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)使用日久后緩沖閥產(chǎn)生的通病，免除用戶的煩惱。

　　(3)如果彈簧已壞一時(shí)難以找到代替彈簧，干脆把此彈簧拿掉，也不會(huì)影響試驗(yàn)機(jī)緩沖閥的緩沖性能。這一點(diǎn)與其他液壓系統(tǒng)中液壓閥內(nèi)彈簧所起的作用有點(diǎn)不一樣。因?yàn)樵谠囼?yàn)機(jī)液壓油牌號(hào)選用正確、粘度適宜的情況下，在閥內(nèi)油壓自動(dòng)平衡時(shí)，不用彈簧的彈力作用只靠鋼球自身的重力就可使鋼球與緩沖閥球座分離而復(fù)位，而且鋼球的中心定位也不成問(wèn)題，會(huì)自行調(diào)節(jié)。

　　7效果瞼證

　　筆者曾遇到一臺(tái)WE一300型液壓式材料試驗(yàn)機(jī)，緩沖閥出現(xiàn)失靈故障后，經(jīng)反反復(fù)復(fù)多次修理，諸如清洗閥體油路、研磨閥體、甚至更換液壓油等常規(guī)修理液壓系統(tǒng)的方法都用上了還是無(wú)濟(jì)于事，緩沖閥時(shí)好時(shí)壞，故障始終無(wú)法*排除，已準(zhǔn)備跟廠家購(gòu)買(mǎi)回油閥、緩沖閥事宜了。后經(jīng)仔細(xì)研究，終于找到彈簧這個(gè)故障源，在沒(méi)有現(xiàn)成彈簧更換的情況下，經(jīng)慎重分析后去掉了這個(gè)彈簧，故障得以排除。該設(shè)備到現(xiàn)在已經(jīng)使用了兩年多，一切正常，再也沒(méi)有出現(xiàn)緩沖性能故障，且經(jīng)計(jì)量檢定合格，實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)比對(duì)驗(yàn)證也準(zhǔn)確無(wú)誤。實(shí)踐證明該措施是切實(shí)可行的。