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关于电液伺服阀常见故障分析

  1 关于电液伺服阀的结构及工作原理

  目前双喷嘴挡板式力反馈二级电液伺服阀由电磁和液压两部分组成。电磁部分是永磁式力矩马达,由永久磁铁,导磁体,衔铁,控制线圈和弹簧管组成。液压部分是结构对称的二级液压放大器,前置级是双喷嘴挡板阀,功率级是四通滑阀。滑阀通过反馈杆与衔铁挡板组件相连。

  当有电气信号由伺服放大器输入时,则力矩马达中的电磁铁间的衔铁上的线圈有电流通过,并产生磁场,在两旁的磁铁作用下,产生旋转力矩,使衔铁旋转,同时带动与之相连的挡板转动,此挡板伸到两喷嘴中间。在正常稳定工况下,挡板两侧与喷嘴的距离相等,使两侧喷嘴的泄油面积变小,流量变小,喷嘴前的压力变低,这样就将原来的电气信号转变力矩而产生机械位移信号,再转变为油压信号,并通过喷嘴挡板系统将信号放大。挡板两侧的喷嘴前油压与下部滑阀的两腔室相通。因此,当两个喷嘴前的油压不等时,则滑阀两端的油压不相等,滑阀在压差作用下产生移动,滑阀上的凸肩控制油口开启或关闭,便可以控制高压油,由此通向油动机活塞下腔,以开大汽阀的开度,或者将活塞下腔通向回油,使活塞下腔的油泄去,由弹簧力关小或关闭汽阀。为了增加调节系统的稳定性,在伺服阀中设置了反馈弹簧。另外在伺服阀调整时有一定的机械零偏,以便在运行中突然发生断电或失去电信号时,借机械力量最后使滑阀偏移一侧,使汽阀关闭。伺服阀的零偏通常小于3%。

  2 电液伺服阀的故障模式

  电液伺服阀的几种典型故障,故障原因及现象见表1(略)。

  3 液调节系统中电液伺服阀故障的主要原因

  目前,从电力工业液压控制质量检测中心得到的数据来看,由油质污染造成伺服阀卡涩以及密封件等易损部件损坏故障的占20%;由磨损引起泄漏增大故障的占60%左右;由其他原因引起性能不稳及参数变化的占20%左右。这些故障发生比较频繁,从使用角度来看,造成这些现象的原因有以下3个方面:

  3.1 油质的老化

  电液调节系统普遍采用的是磷酸酯抗燃油,由于这类油是一种人工合成的物质,在使用过程中极易老化。主要表现为污染颗粒度的增加,酸值升高,电阻率降低。伺服阀是一种很精密的元件,对油液污染颗粒度的要求很严格,一般要达到NAS1638-5级,酸值应小于0.2mgkoH/g。

  抗燃油污染颗粒度增加,极易造成伺服阀堵塞,同时加速阀芯,阀套的磨损,导致电液伺服阀泄漏增加。酸值的升高和电阻率的降低,对伺服阀部件产生腐蚀,特别是电阻率降低后,对伺服阀阀口的电化学腐蚀加剧,这是使伺服阀泄漏短时间内迅速增加的主要原因。

  3.2 使用环境恶劣

  在电厂伺服阀所处的环境温度往往高达70℃以上,伺服阀长期在高温下工作,会对力矩马达的工作特性有严重的影响,而且过高的环境温度还会加剧抗燃油的劣化,从而引发一系列伺服阀的故障。

  3.3 使用了与油液不相容的密封件

  密封件的腐蚀,老化,变形,掉渣,有的会引起伺服阀泄漏,严重的则会使伺服阀堵塞,同时也加剧了抗燃油的劣化。在电液调节系统中应使用与油液相符合的密封件,如使用氟化橡胶,绝不能使用丁炔橡胶。并注意及时更换已老化的密封件。

  4 液伺服阀的故障处理

  针对故障原因分析,在故障处理中应采取以下措施:

  1)定期更换油路滤芯,清理变质油

需制定一份过滤器维护计划表并认真执行。定期更换该系统油路中的滤芯,更换时应严格遵守操作程序:先终止系统运行并卸掉所有过滤器回路上的压力;松开端盖螺钉,轻轻地旋下端盖螺钉并拆下端盖,让剩余的油液排掉;再将滤芯从组件中拆下;将新的滤芯安装在过滤器的壳体内,要确保其头部的○形圈安放正确(如果已失效就更换它);然后装回端盖并拧紧螺钉,拧紧力矩不要过大。只有这样才能防止污物进人伺服阀,有效的防止故障发生,良好的过滤能够延长伺服阀的寿命并改善阀的性能。力矩马达和先导阀完全浸泡在与回油相通的油液里,位置又处于管道的盲端,所以该处的油液几乎不流动,易氧化变质,需定期更换变质的液压油。

2)定期更换液压油,加强液压油的管理

液压油在长期工作中会氧化焦化,并且液压系统中的泵、阀、油缸等的磨损,会产生一些金属屑,它们会降低液压油的品质,造成故障。实际证明,液压油的污染是系统发生故障的主要原因,它严重影响着液压系统的可靠性及元件的寿命。所以严格控制液压油的污染及定期检查和更换液压油显得尤为重要。根据近几年液压油使用周期和油品化验结果,要每10个月更换一次液压油,才能保证设备无计划外停机。在更换新油液前,整个液压系统必须先清洗一次;严格按照要求清洗系统和灌油,保证适当的液面高度,液面过高或过低都是绝对不允许的。更换完毕后,彻底检查液压系统以消除泄漏或污染引入点。

3)定期更换伺服阀

伺服阀的装拆应在尽可能干净的环境中进行,操作时应先去掉接到伺服阀上的电气信号,再卸掉液压系统的压力,然后拆下伺服阀。在干净、相容的相应商用溶剂中清洗所有的零件,零件可以晾干或用软气管以洁净、干燥的空气吹干。清洗后的伺服阀,可以作为备件轮流使用,降低费用。

  5 结论

  通过以上介绍的伺服阀故障与分析及处理方法可以解决伺服阀在运行当中出现的一些问题,为汽轮发电机组的安全稳定运行提供了有力的支持。

  参考文献

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