所謂安全閥就是基于設(shè)備、人員的安全因素而設(shè)置的閥門，通常對(duì)設(shè)備的使用、壽命和操作工的安全起到較好的保護(hù)作用。目前溢流閥、防爆閥是我們液壓系統(tǒng)中zui常見(jiàn)的安全閥.小文謹(jǐn)以此聊述在工程實(shí)踐中安全閥的使用與注意事項(xiàng)，希望對(duì)初學(xué)者能有一點(diǎn)幫助。
 

　　安全閥在液壓系統(tǒng)中主要起著過(guò)載保護(hù)作用，在鋼廠設(shè)備中zui為常見(jiàn)。如在步進(jìn)爐系統(tǒng)中升降液壓缸在負(fù)載慣性的作用下。會(huì)產(chǎn)生很高的背壓。筆者2009年在浙江某鋼廠發(fā)現(xiàn)，該廠的一套步進(jìn)爐液壓系統(tǒng)中升降缸損壞頻繁，基本上每年更換兩只，現(xiàn)象多為缸體發(fā)脹成鼓型，液壓缸安裝地腳和地基有松動(dòng)，也伴有液壓缸前后法蘭安裝螺釘斷裂現(xiàn)象；使用中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)下降時(shí)振動(dòng)，還有就是液壓管件連接處漏油頻繁等現(xiàn)象。經(jīng)多方研究和反復(fù)計(jì)算，液壓缸本身沒(méi)有問(wèn)題，試驗(yàn)壓力、壁厚、螺栓等級(jí)都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械機(jī)構(gòu)應(yīng)該也沒(méi)有問(wèn)題，液壓元件或選型上，甚至在回路原理上是否有問(wèn)題，尚很難確認(rèn)。

　　現(xiàn)在我們看一下該回路的原理，如圖1所示，在該回路中升降缸負(fù)載上行，下行時(shí)基本靠自重，所以加設(shè)了平衡閥使下降時(shí)盡量平穩(wěn)，下降速度由比例閥控制；平移缸中為避免可能的外負(fù)載或誤操作。加設(shè)A/B腔安全閥。
 

　　以升降缸為例，供油壓力一般為13MPa。平衡閥功用為回油節(jié)流型(實(shí)際使用中，平衡閥控制口孔徑一般控制在Φ0.8～1.2mm)，下降時(shí)先快速820L/min，后減少為270L/min。由于負(fù)載大和周期頻率的要求，必須盡量快速動(dòng)作和減少斜坡時(shí)間，這樣形成了在快速轉(zhuǎn)慢速的瞬間.會(huì)形成相對(duì)較大的液壓沖擊。這種流量沖擊可能會(huì)是系統(tǒng)中原來(lái)附在管壁等處的渣質(zhì)掉落以及濾網(wǎng)中的渣質(zhì)再次分離出來(lái)，當(dāng)然還有可能的是原本系統(tǒng)清潔度就很差的情況。所有的這些，都可能導(dǎo)致平衡閥反應(yīng)延時(shí)或不動(dòng)作，直接的后果就是形成升降缸大腔峰值壓力F?。假設(shè)安全閥的開(kāi)啟壓力zui低臨界為13.OMPa，此時(shí)缸端面的瞬間力為F?。
 

　　p?=p+p?=13+13=26MPa
 

　　S=¼лD²=227cm²
 

　　F?=p?S=227x260=590kN
 

　　式中:
 

　　p——供油壓力；
 

　　p?——安全閥的開(kāi)啟壓力；
 

　　p?——安全閥的實(shí)際開(kāi)啟壓力；
 

　　s——液壓缸活塞面積。
 

　　在此計(jì)算中未考慮液壓缸負(fù)載下降的加速度影響和特殊情況下的突然減速(比如誤操作或斷電)，僅上面的粗陋計(jì)算就可以看出在此回路中。背壓其實(shí)很大，這就是造成沖擊、液壓缸變形、螺釘斷裂、地基松動(dòng)的zui主要原因。

　　根據(jù)上面分析，用戶zui終采用增加過(guò)渡塊的辦法實(shí)現(xiàn)如圖2所示的液壓回路,系統(tǒng)按相關(guān)要求重新作清潔保證工作后，設(shè)定安全閥壓力14.0MPa(安全閥壓力設(shè)定一般為zui高工作壓力的3%～5%)，通過(guò)這樣的小整改，到目前已近兩年，用戶再未反映有液壓缸變形、地基松動(dòng)的現(xiàn)象，升降明顯平穩(wěn)，同時(shí)這樣的改動(dòng)并沒(méi)有影響到設(shè)備正常的運(yùn)轉(zhuǎn)周期要求，漏油機(jī)率也明顯下降。關(guān)于安全閥設(shè)定方法與設(shè)定要求請(qǐng)參閱制造商的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)或相關(guān)的設(shè)備維修與管理書(shū)籍，這里不作闡述。
 

　　近年來(lái)，由于資源緊張和市場(chǎng)的需求，不少鋼鐵企業(yè)都有增加電弧爐/精煉爐，以及舊設(shè)備的技術(shù)和人性化改造。在這些改造中zui重要的就是基于安全考慮，在傾爐液壓缸和電極升降液壓缸上加設(shè)防爆閥，一種就是加設(shè)管式連接的防爆閥，結(jié)構(gòu)如圖3所示，還有一種就是比較傳統(tǒng)的在油口處加設(shè)液控單向閥。由于不少計(jì)者和使用者在選型設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮負(fù)載自重加速度和液壓缸動(dòng)作時(shí)zui大瞬間速度，只是根據(jù)周期計(jì)算出流量參數(shù)來(lái)選型，導(dǎo)致不少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、使用中出現(xiàn)防爆閥在正常工作時(shí)關(guān)閉現(xiàn)象。應(yīng)該說(shuō)，防爆閥是有使用壽命的，它的壽命以關(guān)閉次數(shù)計(jì)算，而不是以投入使用時(shí)間計(jì)算。在設(shè)備調(diào)試使用中關(guān)閉次數(shù)越多.對(duì)液壓閥、管件、主機(jī)設(shè)備的影響越大?？紤]實(shí)際使用情況，一般有兩種選擇：減掉防爆閥或改為傳統(tǒng)的液控單向閥。

　　在使用液控單向閥防爆(保壓)的回路中同樣要考慮液壓缸下行時(shí)zui快速度對(duì)于控制油壓力的影響，一般不建議采用A/B腔相互控制的方式，而是另設(shè)單獨(dú)回路控制控制油的給定，以保證液控單向閥不會(huì)時(shí)關(guān)時(shí)開(kāi)(液壓缸振動(dòng)、爬行)。
 

　　液壓系統(tǒng)的有效性設(shè)計(jì)與科學(xué)性設(shè)計(jì)的問(wèn)題就擺在我們面前。認(rèn)真、全面了解主機(jī)設(shè)備使用工況，有效保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行、設(shè)備的性能及參數(shù)穩(wěn)定、操作人員的生命安全是液壓設(shè)計(jì)者zui起碼的準(zhǔn)則。