緩沖閥在材料試驗機的改進措施及作用

  液壓式材料試驗機緩沖閥的緩沖性能對設備運行的平穩性、可靠性,對試驗數據的準確性、一致性起著重要的保證作用。本文對試驗機緩沖閥作用原理進行深入淺出的分析,并提出液壓式材料試驗機在工業生產、科學實驗和各級產商品質量檢驗機構中得到廣泛應用。實驗機屬于貴重設備,價格昂貴,許多單位都舍不得輕易淘汰舊設備而購置新設備,而是只要精度還能滿足使用要求,設備就還在繼續服役。由于使用時間長、環境惡劣(如水泥廠)、維護管理不善等原因。本文對試驗機緩沖閥作用原理進行深入淺出的分析，并提出改善措施。

　1主要摘要                                                                           液壓式材料試驗機在工業生產、科學實驗和各級產商品質量檢驗機構中得到廣泛應用。實驗機屬于貴重設備，價格昂貴，許多單位都舍不得輕易淘汰舊設備而購置新設備，而是只要精度還能滿足使用要求，設備就還在繼續服役。由于使用時間長、環境惡劣(如水泥廠)、維護管理不善等原因常常會造成試驗機多種性能故障，按使用說明書等還不易修復。本文重點對容易被忽視、誤以為可有可無的緩沖閥緩沖性能進行分析討論，并對緩沖性能頻頻出故障的部位提出一定的改進措施，供大家在實際工作中參考。

2緩沖閥的作用

　　緩沖閥裝在回油閥體內，其作用是當試驗工件斷裂(或試塊壓碎)后，工作油缸油路系統中各處油壓在瞬間迅速下降，如果沒有緩沖閥的控制，測力油缸中的油壓也將隨之立即下降，導致與之相連的測力機構擺桿及擺碗失去阻尼，就要以很快的速度回落，對測力機構各部件造成很大的撞擊，對設備造成損害，更嚴重的是測力指示盤的指針可能因此震動而偏離零位，若是連續作業(如混凝土強度抗壓試驗)，又沒有按規定重新檢查、校正零位，就會造成試驗數據誤差，引發一系列不良后果。采用緩沖閥可以控制測力機構擺桿及擺陀的回落速度，防止這種快速回落對設備造成的不良影響，避免引起試驗數據誤差。

　　3緩沖閥工作原理

　　根據緩沖閥的工作過程，把緩沖閥的構造原理用圖2所示的簡化示意圖來表示，并通過它來敘述緩沖閥的工作原理。

　　試驗機工作時，來自工作油缸的高壓液壓油通過回汕管進入回油閥體后從緩沖閥的a端流人，又順利的通過鋼球與緩沖閥球座之間的間隙而從b端流出進入測力油缸內(此時a處油壓等于b處油壓)，推動測力活塞帶動測力機構，把此時的負荷值用試驗機度盤指針表示出來。

當試件斷裂或松開回油閥時，工作油缸的油壓調節油壓驟然下降，與測力油缸相通的油壓b在瞬間也傾向于釋放下降，測力油缸的油壓b要向低油壓的a端流動，此時b處油壓大于a處油壓，在測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，測力油缸的油液必須通過另一條回路才能釋放，此回路可以根據與試驗負荷相對應的擺桿掛的花的多少而轉動緩沖閥調節手柄，通過調節緩沖閥油針來改變此油路的大小，達到有效控制測力油缸內油壓的釋放速度的目的，從而可以保證試驗機在各級噸位時擺桿及碗的回落保持適宜的均勻速度，能夠緩慢無沖擊而平穩地回到原來的垂直位置。

　　從上面的分析可看出，在一定狀態下可以把試驗機緩沖閥中的鋼球與緩沖閥球座的作用看作是一個單向閥。

　　4緩沖閥性能不良的表現及其一般原因

　　4.1緩沖失靈

　　表現為當試件斷裂、壓碎或松開回油閥時，試驗機擺桿及花就以極快的速度回落，對測力機構系統造成很大的撞擊，嚴重時還會使刻度盤的指針偏離正常的零位，可能引起實驗誤差。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，或者緩沖閥調節不當。

　　4.2緩沖過甚

　　表現為當試件斷裂或松開回油閥時，試驗機擺桿及陀無法回落，或回落到中途時停止下落，造成無法進行下一個實驗。其原因是緩沖閥調節桿旋得太緊或油路臟堵，使測力油缸的油無法緩慢釋放。

　　4.3調整零位困難

　　表現為手工調整指針零位時，測力指示盤的指針忽左忽右難以調準到位。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，導致工作油缸的油壓不能及時傳遞給測力油缸，使它們的油壓相通。

　　5緩沖閥性能不良的排除

　　通過對緩沖閥工作原理的分析，已經知道緩沖閥的大致構造，其工作過程也并不是很復雜，不要被其復雜的油路搞暈頭腦。我們在分析緩沖閥緩沖失靈故障時可以把緩沖閥的主要功能想象為一個單向閥來考慮，只要知道其什么時侯該通，什么時侯該堵就可以了。緩沖閥沒有緩沖性能作用，原因不外乎是“單向閥"失效變為不受控制的“雙向閥"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回油閥時，測力油缸的油還可以向工作油缸、回油閥卸油管流動，導致測力油缸的油壓釋放過快。

　　前面說過了緩沖閥性能不良主要原因是油路臟堵，一般通過清洗緩沖閥各油路、適當調整各部件間隙就可解決問題，維修工藝并不復雜。但是有時經過辛辛苦苦清洗緩沖閥各油路后，試驗機短時可以使用，或者把緩沖閥油針往大噸位的位置調整后，緩沖閥緩沖故障似乎排除了。但是使用時間稍長一些，或者經過較大負荷的試驗時，緩沖閥又會失靈，好象油路又臟了。就這樣，經過反復裝卸、清洗、研磨緩沖閥球座、更換鋼球仍然無濟于事，把液壓油重新過濾、甚至把液壓油全換成新的，故障還是無法排除，維修已陷人困境。這時往往就會懷疑是試驗機使用時問長了，部件老化了，試驗機的回油閥、緩沖閥該換了。可更換一個回油閥、緩沖閥不光要花費一千多元錢，購買還得等待不少時間，耽誤試驗工作。

　　按上面介紹的常規方法檢查，如果故障還是無法排除，那就要看一看鋼球下面這個纖細的彈簧有沒有問題，實踐證明這個彈簧才是真兇。粗粗一看，這彈簧除了使用時間長，彈力稍差外，好象并沒什么問題。按說彈力差對緩沖性能并沒影響，甚至對使用也沒什么影響!但是由于緩沖閥長時間工作，使與鋼球接觸的彈簧頭部的鋼絲孔徑稍有擴大，這擴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，解決問題的辦法也就簡單了，可總結為清洗閥體油路、調整間隙、更換或修復彈簧。

　　6試驗機緩沖閥的改進措施

　　針對緩沖閥中易反復出現故障的部位，可采取幾項措施來改進。

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

　　(2)希望生產廠家能夠制造一種頭部帶一小段圓管或類似構造的彈簧來代替，避免此類結構試驗機使用日久后緩沖閥產生的通病，免除用戶的煩惱。

　　(3)如果彈簧已壞一時難以找到代替彈簧，干脆把此彈簧拿掉，也不會影響試驗機緩沖閥的緩沖性能。這一點與其他液壓系統中液壓閥內彈簧所起的作用有點不一樣。因為在試驗機液壓油牌號選用正確、粘度適宜的情況下，在閥內油壓自動平衡時，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位，而且鋼球的中心定位也不成問題，會自行調節。

　　7效果瞼證

　　筆者曾遇到一臺WE一300型液壓式材料試驗機，緩沖閥出現失靈故障后，經反反復復多次修理，諸如清洗閥體油路、研磨閥體、甚至更換液壓油等常規修理液壓系統的方法都用上了還是無濟于事，緩沖閥時好時壞，故障始終無法*排除，已準備跟廠家購買回油閥、緩沖閥事宜了。后經仔細研究，終于找到彈簧這個故障源，在沒有現成彈簧更換的情況下，經慎重分析后去掉了這個彈簧，故障得以排除。該設備到現在已經使用了兩年多，一切正常，再也沒有出現緩沖性能故障，且經計量檢定合格，實驗測試數據經比對驗證也準確無誤。實踐證明該措施是切實可行的。