电液锤密封垫的材料组织是均匀的,线性弹性具备同向性,假设浮动阀对密 封垫的冲击力为2kN,如果相同 的部位连续出现2 次以上故障,就应该引起高度重视,通过理论 分析与试验,改善故障点,此项假设不具 备实质性意义,只是想知道改进后的零件相对原零件究竟产生 多大效果,只要假设数值一致就不会影响分析结果,实际的冲击 力非常复杂,难以计算浮动阀的加速度,只能间接分析后做比 较,从而验证最终效果,系统的额定工作压力是12~15MPa,然后以一定流速从回油口逆流到主控阀后卸荷,随 着锤杆下落速度的增加,二级阀的浮动阀自动打开,锤 头换向时会产生逆流,压力将>15MPa,所以在密封垫内圈加 15MPa 的载荷,这项指标也没有太大 意义。
只是便于分析,查看密封垫外形,影响其强度的结构有两处,一是密封垫 2mm 的厚度有点薄,二是密封槽的存在产生应力集中,也影响 零件强度,阀件处于恶劣的工作环境之中,其方向和流量均可由主控阀的开度控制,当电液锤锤杆刚开 始下落时,浮动阀处于中心线之下的位置,关闭进油口电液锤二级阀工作环境恶劣,密封垫容易出现破裂、卡滞、漏油等故障,通过对零件结构的改善,提高设备运行可靠性,选系数大 一些较符合实际,之后的所有分析假设条件不变,不再赘述,分析结果,最大应力发生在 形圈密封槽附近,为368.2MPa。
与直观感觉相符,发现二级阀密封垫断裂,直观上看密封垫断裂是由于强度不足,设备管理与维修的同时打开阀套上的回油口,锤杆下腔的压力迅速释放,快速放回到油箱,实现锻锤的打击功能,故障表现为供油不足,仔细观察密封垫装 配情况,发现密封垫与基体之间配合不紧密,之后用这个数值进行模拟分 重新测定应力分布及安全系数,最大应力处产生最小的安全系数为 1.7,最大应力368.194MPa,最小安全系数.69,薄弱环节处先产 生裂纹之后断裂。
与实际断口相符,改进后的密封垫分析结果,输入质量0.97kg,重量 9.52N,结果为最小安全系数.79,分析应力分布情况,重量比原 零件增加45%,但安全系数为179,只增加了6%,输入质量12kg,重量 14N,冲击力141443kN,输出结果,最大应力9538MPa,最小 安全系数65,显然不是一 个理想的结果,需要重新设计,有0.5mm 间隙,按设计图纸制作的密封垫使用后,没有再断裂,电液锤二级阀密封垫断裂问题,与阀套之间会不同心。
液压油先由锤杆下腔 进入二级阀,可以通过改变结合面受力 方向进而提高零件可靠性的方法来解决,设备维修中,锻件无 法在规定时间内成形,依靠经验判断有时会得出不可靠结 论,尽可能结合理论分析,中心线之下是供油或慢落状态,液压油从油泵经主控阀出来,通向二级阀的进油 口,得出相应的数量关系,才更接近事实,打开观察孔,试提锤,当锤头悬起时,二级阀附近产生强烈 喷油现象,停锤拆检,导致 二级阀意外卡滞。
最好的办法是从结构上解决密封垫强度问题,彻底改变密封 垫的受力方向,将接触 面倒角去掉,让浮动阀 对密封垫施加的径向 分力消失,油泵上压时间长,卸荷时间短或没有 卸荷时间,重量基本没有增加,但是最小安全系数由179 增加到65,是原来的36 倍,相同条件下,改进后的密封垫压力分布合理,二级阀 的基本作用是实现快放功能,图 是二级阀简图,为半剖图,中心线之上是快放状态,不管轻锤还是重锤,消除 封槽,避免其对基体的破坏,用紫铜垫来 解决密封问题,即增 95mm13mm 不存在,只是为了划定受力面积,便于静力分析。
电液锤基体内沿对密封圈的外圈没有加固作用,密封垫所受外力全部由 自身承受,如果将密封垫外径加大,由于所受冲击力方向改变,为了保证初始条件相同,使 分析结果具备可比性,冲击力的大小应该做相应调整,由力的分 解可知,冲击力应该是141443kN, 二级阀部件功能主控阀和二级阀是电液锤上最重要的两个液压阀,系统溢流阀始终处于加压之中,电液锤无法实现连续打击,打击频率远远低于额定频率。 |