對于垂直運(yùn)動的負(fù)載，為了在任意位置停止的時候，負(fù)載可以可靠的鎖定，或者管路爆破的時候，油缸能夠鎖止并確保設(shè)備和人身安全，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師常常會考慮到液壓鎖。

但是，有了液壓鎖，就可以100%的鎖定了嗎？下面結(jié)合筆者的一個設(shè)計(jì)和調(diào)試案例，與大家分享一下關(guān)于液壓鎖的應(yīng)用。

背景介紹：

鋼廠連鑄機(jī)大包回轉(zhuǎn)臺承載的鋼包裝有1500°左右的幾十或者上百噸的鋼水，因此設(shè)備和液壓系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行非常重要。

如圖所示為大包回轉(zhuǎn)臺升降控制的液壓系統(tǒng)原理。

該原理包含兩部分。一部分是站內(nèi)控制閥塊，右邊一組閥包含兩個板式插裝閥和一個兩位四通電磁閥，控制柱塞缸的升和降的動作和速度，左邊一組包含一個兩位四通電磁閥和一個疊加式節(jié)流閥，控制缸旁塊液壓鎖的啟閉及其速度。另外一部分是缸旁閥塊，包含液壓鎖、調(diào)速閥、常閉節(jié)流閥及溢流閥等，主要是實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)運(yùn)行速度、過載保護(hù)以及更重要的是在停止?fàn)顟B(tài)下柱塞缸的鎖定功能。

在之前的設(shè)計(jì)中采用Rexroth的SL系列板式液控單向閥。正向，A至B自由流動；反向，如果X口通控制油，控制活塞4作用于主閥芯2，使其打開，則B可與A相通；Y口與A口隔離，Y口的壓力大小對主閥芯動作無影響。

該設(shè)計(jì)選型可以確保該原理可以正常的工作。

由于設(shè)備空間比較緊湊，需要對閥塊的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化；此外，也出于成本上的考慮，此處改用SUN公司的CV系列液控單向閥。

 

在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)控制液控單向閥的電磁閥4.4失電的時候，柱塞缸無法鎖定在任意位置，會緩慢的下降。

造成柱塞缸下降的原因很多，從液壓原理分析，最主要的原因可能有：

1. 溢流閥一直溢流，設(shè)定壓力太低或泄露

2. 缸旁塊上的常閉節(jié)流閥未完于關(guān)閉狀態(tài)

3. 液壓鎖鎖不住

在對上述原因進(jìn)行分析時，1&2的可能性都已經(jīng)被排除，落腳點(diǎn)就在原因3上面了，也就是液壓鎖并沒有鎖住！

用了液壓鎖，為什么還鎖不住？

原因分析

首先對圖示結(jié)構(gòu)的液壓鎖工作原理進(jìn)行分析。

2為油源側(cè)與高壓油相通，1為負(fù)載側(cè)與油缸相連。壓力油推動主閥芯，2與1正向自由相通。如果沒有控制油，1無法與2連通，因?yàn)橹鏖y芯定位在閥座上了，要想使其連通，控制油3必須接通，當(dāng)控制油3接通的時候，控制活塞推動主閥芯，從而液壓油可以從1流向2，實(shí)現(xiàn)反向流動。4為卸油口，理應(yīng)零壓回油箱。

再來分析該液壓原理，當(dāng)所有的電磁閥處于失電狀態(tài)，柱塞缸應(yīng)該并必須停止運(yùn)動并鎖定。在非工作狀態(tài)即所有電磁鐵失電時，我們來看看電磁閥4.4，此時P口壓力與液控單向閥的Y口（4口）相連，也就是說4口此時一直是高壓狀態(tài)。當(dāng)4口為壓力油時，其力會作用在控制活塞上，如下所示，當(dāng)力足夠大的時候，其也相當(dāng)于先導(dǎo)控制油的功能了，從而1與2相通，起不到鎖定的作用了。因此故障原因就在于4口通了高壓油。

為了解決在失電狀態(tài)下Y口（4口）不與壓力相通的問題，可更換4.4電磁閥的機(jī)能，采用JA的電磁閥即可。此時，在失電的工況，X口和Y口均實(shí)現(xiàn)零壓回油箱。

總結(jié)

從此應(yīng)用案例可知，盡管我們有時候在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時候，原理都是一樣的，但是選用不同品牌的產(chǎn)品，其性能、結(jié)果可能不同；此外，原理設(shè)計(jì)的時候，了解所選用元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理，對我們系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師來說，也可以減小犯錯的幾率。