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了解ATOS液壓電磁閥故障機(jī)理分析與瞬態(tài)特性
閱讀：467 發(fā)布時間：2021-12-17ATOS液壓電磁閥是借助電磁鐵通電時產(chǎn)生的推力使閥芯在閥體內(nèi)作相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn)換向的液壓閥，其工作性能的優(yōu)劣直接影響裝備的工作與安全?，F(xiàn)有的電磁閥檢測技術(shù)通常采用離線方式，將待測電磁閥安裝接入到專用測試系統(tǒng)中進(jìn)行檢測，無法對運(yùn)行中的電磁閥的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測和診斷
［1］;有的在線監(jiān)測方法需要對電磁閥的控制電路或油路進(jìn)行分解，再裝入測試設(shè)備進(jìn)行測量，這些方法需要分解原有電路或油路，改變了設(shè)備的工作狀態(tài)，增加了安全隱患
［2］;有的監(jiān)測方法僅靠定性的感官診斷，無法實(shí)現(xiàn)對電磁閥狀態(tài)的準(zhǔn)確檢測
［3］。本文提出了一種基于磁場和振動敏感的電磁閥非介入式測診斷技術(shù)
［4］，能夠?qū)崿F(xiàn)對液壓系統(tǒng)大量電磁閥的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時準(zhǔn)確的監(jiān)測診斷，其可靠性依賴于所建立的電磁閥仿真模型的準(zhǔn)確性。以電磁換向閥為例，其閥芯運(yùn)動的驅(qū)動力來自于電磁線圈通電產(chǎn)生的電磁力，電磁鐵本身或電氣回路故障都有可能影響電磁力大小。此外，油液中的雜質(zhì)有可能堵塞閥口或阻礙閥芯運(yùn)動;同樣，內(nèi)泄漏、彈簧失效都可能引起閥芯卡滯，而電磁閥內(nèi)部磨損也有可能導(dǎo)致其工作不正常。本文以 4WE6E6X /EG24N9K4 型電磁換向閥為例，對液壓電磁閥幾種常見故障的機(jī)理、電磁閥換向過程中的受力情況和電磁閥的瞬態(tài)特性進(jìn)行了深入分析。
2。ATOS電磁閥常見故障及可測性分析
2． 1電磁閥的常見故障電磁閥在使用過程中常見的故障現(xiàn)象主要有以下幾種
1) 閥芯不運(yùn)動:導(dǎo)致閥芯不運(yùn)動的原因主要有電磁
鐵故障、閥芯卡緊、油液變化和復(fù)位彈簧故障等;
2) 泄漏:主要包括內(nèi)漏和外漏;
3) 壓力損失大:主要是由于實(shí)際流量過大、閥芯臺肩或閥體沉割槽尺寸誤差以及閥芯移不到位等原因?qū)е碌?
4) 漏磁:電磁線圈表面有缺陷，從而導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化;
5) 沖擊和振動:閥芯運(yùn)動速度過大或固定電磁閥的螺釘松動，導(dǎo)致沖擊和振動。
2． 2各類故障的可測性分析如前所述，本文的研究目標(biāo)是為基于磁場和振動敏感的電磁閥非介入式測試診斷技術(shù)提供理論支持，下面針對各類常見故障與振動、磁場 2 類特征信號進(jìn)行可測性分析，如所示。由仿真曲線和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出:
1) 由于彈簧力和摩擦阻力的存在，當(dāng)電磁鐵剛通電時，閥芯并沒有開始運(yùn)動。隨著電磁鐵所產(chǎn)生的電磁吸
力的逐漸增大，閥芯所受合力逐漸增大，加速度逐漸增大，閥芯開始運(yùn)動，速度與摩擦力逐漸增大，此時彈簧力隨著位移的增大也逐漸增大。
2) 當(dāng)電磁吸力達(dá)到一定值時，合力達(dá)到最大值，加速度隨之達(dá)到最大值;由于彈簧力與摩擦力隨著位移和速度的增大而增大，兩者之和開始大于電磁吸力，而后合力開始逐漸減小，加速度越來越接近零，而閥芯運(yùn)動速度則繼續(xù)增大，直到加速度變?yōu)榱銜r，閥芯速度達(dá)到最大值;而后合力與閥芯加速度朝反方向增大，速度及摩擦力開始下降直至為零，這時位移和彈簧力達(dá)到最大值，相應(yīng)磁鐵的電感和電磁吸力也保持不變，合力和加速度均為零，瞬態(tài)過程結(jié)束，整個系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。本文深入分析了電磁閥常見故障的故障機(jī)理，通過受力分析和磁路分析方法對 4WE6E6X /EG24N9K4 型電磁換向閥的瞬態(tài)特性進(jìn)行了建模，并用 MATLAB /Simu-link 軟件進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果在磁場信號上吻合性較好，證明了模型的可行性;但在振動信號上還存在一定的瞬態(tài)特性差異，這主要是由于振動由閥芯向閥體表面?zhèn)鬟f時所引起的，此差異為后續(xù)的研究工作指明了方向。