案例分析:明明用了液壓鎖，為什麼還是沒鎖住?

對於垂直運動的負載，為了在任意位置停止的時候，負載可以可靠的鎖定，或者管路爆破的時候，油缸能夠鎖止並確保裝置和人身安全，液壓系統設計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？下面結合筆者的一個設計和除錯案例，與大家分享一下關於液壓鎖的應用。

背景介紹

鋼廠連鑄機大包迴轉臺承載的鋼包裝有1500°左右的幾十或者上百噸的鋼水，因此裝置和液壓系統的安全可靠執行非常重要。

如圖所示為大包迴轉臺升降控制的液壓系統原理。

該原理包含兩部分。一部分是站內控制閥塊，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、調速閥、常閉節流閥及溢流閥等，主要是實現調節執行速度、過載保護以及更重要的是在停止狀態下柱塞缸的鎖定功能。

在之前的設計中採用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作用於主閥芯2，使其開啟，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。

該設計選型可以確保該原理可以正常的工作。

由於裝置空間比較緊湊，需要對閥塊的結構尺寸進行最佳化；此外，也出於成本上的考慮，此處改用SUN公司的CV系列液控單向閥。

在除錯過程中發現，當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：

溢流閥一直溢流，設定壓力太低或洩露缸旁塊上的常閉節流閥未完全處於關閉狀態液壓鎖鎖不住

在對上述原因進行分析時，1&2的可能性都已經被排除，落腳點就在原因3上面了，也就是液壓鎖並沒有鎖住！

用了液壓鎖，為什麼還鎖不住？

原因分析

首先對圖示結構的液壓鎖工作原理進行分析。

2為油源側與高壓油相通，1為負載側與油缸相連。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，因為主閥芯定位在閥座上了，要想使其連通，控制油3必須接通，當控制油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，實現反向流動。4為卸油口，理應零壓回油箱。

再來分析該液壓原理，當所有的電磁閥處於失電狀態，柱塞缸應該並必須停止運動並鎖定。在非工作狀態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。當4口為壓力油時，其力會作用在控制活塞上，如下所示，當力足夠大的時候，其也相當於先導控制油的功能了，從而1與2相通，起不到鎖定的作用了。因此故障原因就在於4口通了高壓油。

為了解決在失電狀態下Y口（4口）不與壓力相通的問題，可更換4。4電磁閥的機能，採用JA的電磁閥即可。此時，在失電的工況，X口和Y口均實現零壓回油箱。

總結

從此應用案例可知，儘管我們有時候在設計系統的時候，原理都是一樣的，但是選用不同品牌的產品，其效能、結果可能不同；此外，原理設計的時候，瞭解所選用元件的內部結構及其工作原理，對我們系統設計工程師來說，也可以減小犯錯的機率。