SCHUY3500型强夯机主卷平衡阀应用及故障分析

张 贝，刘顺潮，童山虎，田响亮，王 蒙，石志国

（中车石家庄车辆有限公司，河北 石家庄051430）

1 平衡阀原理

1.1 平衡阀的核心阀组成原理

平衡阀工作原理：在工作部件垂直运动时，防止自重超速下降，使工作腔出现真空，在下行回路串联一个背压元件，与自重平衡，达到限速目的[1]。平衡阀工作原理如图1所示。

图1 平衡阀工作原理

换向阀在中位时，马达左侧与油箱相连，压力为0，马达右侧液压油不能排出，产生高压制动力矩，马达静止。

换向阀在右位时，马达左侧与油箱相连，压力为0，右侧液压油通过单向阀进入马达，带动主卷扬转动，使吊钩上升。

换向阀在左位时，马达右侧液压油由于单向阀作用无法排出；马达左侧液压油一部分使马达转动，带动主卷扬带动，一部分液压油通过控制口A，控制平衡阀使平衡阀阀芯开口增大，马达右侧液压油通过平衡阀排出，带动马达转动；马达右侧排出液压油，一旦阀芯开口过大，压力下降，马达瞬间加速转动，左侧加速吸入液体，使控制口A压力减小，阀芯开口减小，压力增高，制动力增大，马达减速转动，最终达到平衡，马达匀速转动。

1.2 SCHUY3500型强夯机平衡阀原理及结构

SCHUY3500型强夯机采用上海伦联机电设备有限公司生产的插装式浮动平衡阀，系统工作压力为20 MPa。该平衡阀集成了泄压、控制等功能，系统原理如图2所示。

图2 主卷扬液压原理

平衡阀V1、V2口分别为主卷扬上升、下降回路控制口，控制口A、B分别与主卷扬马达进口相连。溢流阀为安全泄压阀，额定压力34 MPa。阻尼孔主要减小控制口A的进口压力，减小控制压力的波动。

减泄压阀与液控换向阀串联，控制主卷扬制动器开启关闭。梭阀的作用保证主卷扬动作时，控制管路都能打开主卷扬制动器。阻尼孔在打开常闭式制动器时，防止液压油直接回流油箱，起到节流作用，保证开启压力，主卷扬停止动作时，管路剩余液压油通过阻尼孔回油箱，保证制动器正常闭合。

2 平衡阀故障分析及处理

2.1 主卷扬下降时，平衡阀出现频繁的撞击声

撞击声一般是由平衡阀阀芯频繁动作，冲击阀体造成。此时用压力表测量M1口压力为20 MPa，进口压力正常。测量M2口压力时，压力表指针随撞击声摆动。可以判定平衡阀回油压力不稳定，导致阀芯频繁动作。进一步分析发现：阀芯调节弹簧预紧力过小，可导致阀芯在较小压力下开口过大，平衡阀稳定性下降。通过调节螺钉（顺时针减小，逆时针增大）可排出故障。

阻尼孔为阻尼螺塞安装在阀体上，由于长时间经受压力冲击容易松动或脱落，失去阻尼作用，阀芯直接由系统压力开启，开启压力，导致阀芯频繁动作，出现撞击声。可将阻尼螺塞拧紧。

2.2 主卷下降比较缓慢

卷扬动作缓慢，一般由于动力不足导致。用压力表测量M1口压力为23 MPa，稍高于正常工作时压力（20 MPa）。提高发动机转速时，M1压力随之升高，动作较之前状况有所缓解。经分析发现平衡阀调节弹簧的预紧力过大，而控制口A处压力由于阻尼孔作用变化较小，阀芯开口过小，系统背压增大，主卷扬动作缓慢。可通过调节螺钉来减小弹簧预紧力，达到额定工作压力，排除故障。

2.3 主卷下降时，间歇动作

主卷扬间歇动作一般由制动器频繁开启关闭导致。主卷扬制动器开启压力为1.6～2 MPa。开启过高容易损坏主卷扬制动器，使主卷扬存在安全隐患，过低不能打开制动器。在主卷扬间歇动作时，用压力表测量，指针在1.6MPa左右摆动。

减泄压阀设定压力为4 MPa，保证Br口最高压为4 MPa（主卷扬制动器最高耐压5 MPa），液控换向阀设定压力为3 MPa，保证Br口压力大于主卷扬制动器完全开启压力。

减泄压阀设定压力接近液控换阀设定压力并且大于2 MPa时，液控换阀阀芯频繁开启闭合，导致主卷扬制动器频繁开启闭合，主卷扬间歇性动作。可在Br口通过三通接头接入压力表，先调节减泄压阀调节螺钉（顺时针增大，逆时针减小），设定压力为4 MPa。将换向阀逆时针拧死，使其设定压力最小（液控换向阀调节压力0.15～5.5 MPa），顺时针调节，直至制动器完全打开，主卷扬顺畅动作。

当减泄压阀设定压力小于液控换阀设定压力或者减泄压阀设定压力与液控换阀设定压力小于1.6 MPa时，主卷扬制动器不能打开，主卷扬无动作。测量Br口压力会发现压力小于主卷扬制动器开启压力（1.6 MPa）。可根据上述方法进行调定。

2.4 主卷停止动作时，吊钩缓慢下滑至静止

主卷停止动作时，吊钩缓慢下滑至静止说明主卷扬制动器不能及时闭合。用压力表测量T口压力为0.8 MPa，系统正常背压为0.3 MPa，说明制动器回油不畅，导致制动器不能正常闭合，从而从使主卷扬出现溜钩现象，拆卸阻尼螺塞进行清洗，并对液压油进行检测，如因液压油长时间使用导致液压油过脏，需要重新更换液压油。

3 结语

综上所述，平衡阀出现的故障往往是由于压力不匹配造成的，因此在组装平衡阀之前需要上实验台进行压力标定。插装式平衡阀以其方便维修的特点应用广泛，但同时容易造成插装阀长时间在液压冲击下产生松动现象，从而导致平衡阀故障，因此需要定期对平衡阀进行检查维护。