-.z.第4章液壓控制元件在液壓系統中，除需要液壓泵供油和液壓執行元件來驅開工作裝置外，還要配備一定數量的液壓控制元件，液壓控制閥就是用來對液流的流動方向、壓力的上下以及流量的大小進展預期的控制，以滿足負載的工作要求的控制元件。因此，液壓控制閥是直接影響液壓系統工作過程和工作特性的重要元件。在液壓系統中，液壓控制閥〔簡稱液壓閥〕是用來控制系統中油液的流動方向、調節系統壓力和流量的控制元件。借助于不同的液壓閥，經過適當的組合，可以到達控制液壓系統的執行元件〔液壓缸與液壓馬達〕的輸出力或力矩、速度與運動方向等的目的。4.1液壓控制閥概述液壓閥的分類液壓閥的分類方法很多，根據不同的用途和構造，液壓閥主要分為以下幾類：〔1〕按用途可以分為：壓力控制閥〔如溢流閥、順序閥、減壓閥等〕、流量控制閥〔如節流閥、調速閥等〕、方向控制閥〔如單向閥、換向閥等〕三大類。〔2〕按控制方式可以分為：定值或開關控制閥、比例控制閥、伺服控制閥。〔3〕按操縱方式可以分為：手動閥、機動閥、電動閥、液動閥、電液動閥等。〔4〕按安裝形式可以分為：管式連接、板式連接、集成連接等。為了減少液壓系統中元件的數目和縮短管道長度尺寸，有時常將兩個或兩個以上的閥類元件安裝在一個閥體內，制成構造緊湊的獨立單元，這樣的閥稱為組合閥，如單向順序閥、單向節流閥等。4.1.2對液壓閥的根本要求1.液壓閥的共同點各類液壓閥雖然形式不同，控制的功能各異，但各類液壓閥之間總還是保持著一些根本的共同點：〔1〕在構造上，所有的閥都是由閥芯、閥體和驅動閥芯動作的元部件組成；〔2〕在工作原理上，所有的閥都是通過改變閥芯與閥體的相對位置來控制和調節液流的壓力、流量及流動方向的；〔3〕所有閥中，通過閥口的流量與閥口通流面積的大小、閥口前后的壓差有關，它們之間的關系都符合流體力學中的孔口流量公式〔〕，只是各種閥控制的參數各不一樣而已。可以說，各類閥在本質上是一樣的，僅僅是由于*一特點得到了特殊的開展，才演變出了各種不同類型的閥來。2.液壓傳動系統對液壓閥的根本要求：〔1〕動作靈敏、使用可靠，工作時沖擊和振動要小，使用壽命長；〔2〕油液通過液壓閥時壓力損失要小，密封性能好，內泄漏少，無外泄漏；〔3〕構造簡單緊湊，安裝、維護、調整方便，通用性好。4.2壓力控制閥在液壓系統中，壓力控制閥是用來控制和調節系統的壓力，它們是基于閥芯上液壓力和彈簧力相平衡的原理來進展工作的。壓力控制閥主要有溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等。溢流閥溢流閥是通過閥口的開啟溢流，使被控制系統的壓力維持恒定，實現穩壓、調壓或限壓作用。溢流閥有直動式溢流閥和先導式溢流閥兩種。1.溢流閥的工作原理及構造〔1〕溢流閥的工作原理以圖4-1所示的直動式溢流閥工作原理圖為例，說明溢流閥的工作原理。閥芯3上端受到由調壓螺釘1調節的彈簧力F的作用，下端受到系統壓力所產生的液壓作用力pA的作用。當pA<F時，閥芯在彈簧力作用下下移，閥口關閉，沒有油液流回油箱；當外界負載變大，系統壓力升高到pA>F時，彈簧壓縮，閥芯上移，閥口翻開，局部油液流回油箱，限制了系統壓力的繼續升高。當閥芯上移一定距離后，假設pA=F，閥芯便在*一平衡位置不動，如果忽略閥芯質量和其移動時產生的摩擦力等，系統壓力便保持在p=F/A的數值上。1-調壓螺釘2-彈簧3-閥芯圖4-1溢流閥工作原理圖由于外界負載的變化，系統壓力是不斷變化的，因此閥芯在油壓力p和彈簧力F的作用下，做相應的上下波動，使系統壓力控制在調定值附近。實際工作過程中，閥口開度值變化很小，彈簧力F也可近似地視為常數，故系統的壓力根本上保持定值。〔2〕直動式溢流閥的構造如圖4-2所示為直動式溢流閥。圖中P為進油腔，O為回油腔，壓力油自P腔進入，經過閥芯3中的孔a作用在閥芯上。當液壓力小于調壓彈簧2預壓力時，閥芯壓在閥座4上不動，閥口關閉；當進油腔P的壓力升高，液壓力超過彈簧預壓力時，閥芯離開閥座，閥口翻開，油液便從出油口O流回油箱，從而保證進口壓力p根本恒定。調壓手輪1調節彈簧的預壓力，便可調整溢流壓力。當溢流閥穩定工作時，閥芯保持在一個與溢流量相應的開口位置上，此時閥芯3進油腔的壓力，與閥芯的此開口位置的彈簧力平衡。這樣進油腔的壓力根本保持在*一數值上，這就是直動式溢流閥控制壓力的根本工作原理。直動式溢流閥是靠進油腔的油壓力直接作用在閥芯上與彈簧力相平衡，來控制閥芯的啟1-手輪2-調壓彈簧3-閥芯4-閥座5-閥體圖4-2直動式溢流閥閉動作。如果通過流量大的液流時，閥芯的直徑將較大或閥芯右邊的液壓作用力將很大，與之相平衡的彈簧的剛度也必將增大，從而使溢流閥的構造大、調整困難、調壓偏差進一步加大。因此，直動式溢流閥只適用于低壓或小流量的情況。直動型溢流閥構造簡單，靈敏度高，但壓力受溢流量的影響較大，不適于在高壓、大流量下工作。因為當溢流量的變化引起閥口開度〔即彈簧壓縮量〕發生變化時，彈簧力變化較大，溢流閥進口壓力也隨之發生較大變化，故直動型溢流閥調壓穩定性差。〔3〕先導式溢流閥的構造在中、高壓，大流量的情況下，一般采用先導式溢流閥。如圖4-3所示為一種先導式溢流閥，它由先導閥和主閥兩局部組成。液壓力同時作用于主閥芯及先導閥芯上。當進油腔的壓力較低時，先導閥閥芯上的液壓作用力小于先導閥調壓彈簧2的預緊力，先導閥閥芯3關閉，阻尼小孔e中的油液不流動，作用在主閥芯上下兩個方向的液壓力平衡，主閥芯5在彈簧4的作用下處于最下端位置，閥口關閉。此時進油腔P和回油腔O不通。當進油壓力增大到使先導閥翻開時，液流通過主閥芯上的阻尼孔e、先導閥流回油箱。由于阻尼孔的阻尼作用，使主閥芯所受到的上下兩個方向的液壓力不相等，主閥芯在壓差的作用下克制彈簧力上移，溢流口開啟，實現溢流作用。用調壓手輪1調節先導閥的調壓彈簧預緊力，便可調整溢流壓力。1-調壓手輪2-彈簧3-先導閥芯4-主閥彈簧5-主閥芯圖4-3先導式溢流閥閥體上有一個遠程控制口K，當K口通過二位二通閥接油箱時，主閥芯在很小的液壓力作用下便可移動，翻開閥口，實現溢流，這時系統稱為卸荷。假設K口接另一個遠程調壓閥，便可對系統壓力實現遠程控制。先導型溢流閥的先導閥局部構造尺寸較小，調壓彈簧剛度不用很大，因此壓力調整比擬輕便。但是先導型溢流閥要先導閥和主閥都動作后才能起控制作用，因此反響不如直動型溢流閥靈敏。2.溢流閥的靜態特性溢流閥工作時，隨著溢流量的變化，系統壓力會產生一些波動，不同類型的溢流閥其波動程度不同。因此一般用溢流閥穩定工作時的壓力-流量特性來描述溢流閥的靜態特性。如圖4-4所示為溢流閥的壓力-流量特性曲線，又稱溢流閥的靜態特性曲線。圖中為溢流閥調定壓力，和分別為直動型溢流閥和先導型溢流閥的開啟壓力。溢流閥理想的特性曲線最好是一條在處平行于流量坐標的直線，即只有在p到達時才溢流，且不管溢流量多少，壓力始終保持在值上。實際溢流閥的特性不可能是這樣的，而只能要求它的特性曲線盡可能接近這條理想曲線。1-直動式溢流閥2-先導式溢流閥圖4-4溢流閥的壓力-流量特性如圖4-4所示，先導型溢流閥調壓偏差〔〕比直動型溢流閥的調壓偏差〔〕小，所以先導型溢流閥比直動型溢流閥靜態特性好。先導型溢流閥中主閥彈簧主要用于克制閥芯的摩擦力，彈簧剛度小。當溢流量變化引起主閥彈簧壓縮量變化時，彈簧力變化較小，因此閥進口壓力變化也較小。故先導型溢流閥調壓穩定性好。溢流閥的閥芯在移動過程中要受到摩擦力的作用，閥口開大和關小時的摩擦力方向剛好相反，使溢流閥開啟時的特性和閉合時的特性產生差異。以直動型溢流閥為例，如圖4-4所示的實線表示其開啟特性，而虛線則表示其閉合特性。3.溢流閥的應用在液壓系統中，溢流閥的主要用途有以下幾方面：〔1〕作溢流閥用，使系統的壓力保持恒定；〔2〕作平安閥用，對系統起過載保護作用；〔3〕作背壓閥用，接在系統的回油路上，產生一定的回油阻力，以改善執行裝置的運動平穩性；〔4〕作卸荷閥用，由先導式溢流閥和二位二通電磁閥配合使用，可使系統卸荷；〔5〕作遠程調壓閥用，用管道將先導式溢流閥的控制口接至調節方便的遠程調壓閥進口處，以實現遠程控制的目的。4.溢流閥的故障分析與排除溢流閥在液壓系統中起著非常重要的作用，系統的工作壓力由溢流閥調定和控制。如果溢流閥出現故障，就會直接影響系統的正常工作，有時甚至會造成設備及人員傷亡事故。了解和掌握其出現的故障原因及時采取有效措施，對防止事故是相當重要的。溢流閥常見故障與排除方法，如表4-1。表4-1溢流閥常見故障與排除方法常見故障原因分析排除方法系統壓力波動調節壓力的螺釘由于振動而使鎖緊螺母松動造成壓力波動固定螺釘或經常擰緊液壓油不清潔，有微小灰塵存在，使主閥芯滑動不靈活，因而產生不規則的壓力變化，有時還會將閥卡住對閥類元件拆卸清洗，更換清潔的液壓油主閥芯滑動不暢造成阻尼孔壓降波動定時清理油箱，管路，對進入油箱，管路系統的液壓油要過濾主閥芯圓錐面與閥座的錐面接觸不良，沒有經過良好磨合更換主閥芯或修磨主閥芯圓錐面與閥座的錐面主閥芯的阻尼孔太大，沒有起到阻尼作用適當縮小阻尼孔徑先導閥調整彈簧彎曲，造成閥芯與錐閥座接觸不好，磨損不均修配或更換彈簧系統壓力完全加不上去主閥故障主閥芯阻尼孔被堵死，如裝配時主閥芯未清洗干凈，油液過臟或裝配時帶入雜物拆開主閥清洗阻尼孔并重新裝配，過濾或更換油液裝配精度差，閥間間隙調整不好，主閥芯在開啟位置時卡住研配主閥芯，使之移動靈活無阻滯主閥芯復位彈簧折斷或彎曲，使主閥芯不能復位擰開閥蓋緊固螺釘更換折斷的彈簧先導閥故障調整彈簧折斷或未裝入更換或補裝調整彈簧錐閥或鋼球末裝補裝錐閥或鋼球錐閥碎裂更換錐閥系統壓力升不高閥構造主閥芯錐面磨損或不圓，閥座錐面磨損或不圓更換或研磨主閥芯與閥座錐面處有臟物粘住清理臟物錐面與閥座由于機械加工誤差導致的不同心更換閥座或錐面減壓閥減壓閥是使閥的出口壓力〔低于進口壓力〕保持恒定的壓力控制閥，當液壓系統的*一局部的壓力要求穩定在比供油壓力低的壓力上時，一般常用減壓閥來實現。它在系統的夾緊回路、控制回路、潤滑回路中應用較多。減壓閥有多種不同的形式，常說的減壓閥是定值式減壓閥，它可以保持出口壓力恒定，不受進口壓力影響。另外還有定差式減壓閥，它能使進口壓力和出口壓力的差值保持恒定。不同形式的減壓閥用于不同的場合。減壓閥也是依靠液壓力和彈簧力的平衡進展工作的。減壓閥有直動式和先導式之分，直動式較少單獨使用，先導式應用較多。1.先導式減壓閥的工作原理及構造如圖4-5所示為先導式減壓閥，它同先導式溢流閥相類似，其先導閥也是一個小規格的直動式溢流閥，不同的是主閥構造。先導式減壓閥的控制壓力引自出口。高壓油〔也稱為一次壓力油〕從進油腔進入，經過節流口d產生壓力降，低壓油〔也稱為二次壓力油〕從出油腔流出。出口壓力油又經孔a和b流入主閥芯9左端的c腔，再經主閥芯上的阻尼孔e進入主閥芯右端的f腔，主閥芯兩端的液壓作用力之差與主閥彈簧力平衡。調節先導閥彈簧可以改變主閥右腔的壓力，從而對出口壓力起調節作用。當出口壓力低于閥的調定壓力時，先導閥關閉，主閥芯處于最左端，閥口全開，不起減壓作用；當出口壓力超過閥的調定壓力時，主閥芯右移，閥口關小，壓力降增大，使出口壓力減到調定壓力為止，從而維持出口壓力根本恒定。1調節螺母2鎖緊螺母3調節桿4調壓彈簧5先導閥閥芯6先導閥閥座7先導閥閥體8主閥復位彈簧9主閥芯10主閥體圖4-5先導式減壓閥2.減壓閥與溢流閥的區別減壓閥的外形和閥體與溢流閥比擬相似，但它們的構造、工作原理和圖形符號都是不一樣的，其主要區別如下：〔1〕減壓閥利用出口油壓力與彈簧力相平衡，以保持出口壓力根本不變，而溢流閥則利用進口油壓力與彈簧力相平衡，并保持進口壓力根本不變；〔2〕減壓閥的進、出油口均有壓力，所以它的先導閥彈簧腔的泄油是單獨外接油箱，而溢流閥則可以沿內部通道經回油口流回油箱；〔3〕在不工作時，減壓閥的閥口是常開的，而溢流閥的閥口則是常閉的。3.減壓閥的應用〔1〕降低液壓泵輸出油液的壓力，供應低壓回路使用，如控制回路、潤滑系統以及夾緊、定位和分度等裝置回路。〔2〕穩定壓力。減壓閥輸出的二次壓力比擬穩定，供應執行裝置工作可以防止一次壓力油波動對它的影響。〔3〕與單向閥并聯，實現單向減壓。〔4〕遠程減壓。減壓閥遙控口K接遠程調壓閥可以實現遠程減壓，但必須是遠程控制減壓后的壓力在減壓閥壓力調定值的范圍之內。4.減壓閥的故障分析與排除減壓閥對閥后液壓支路壓力的穩定重要作用。如果減壓閥出現故障，就會直接影響系統的正常工作，了解和掌握其出現的故障原因，對系統平安可靠工作是必須的。減壓閥常見故障與排除方法，如表4-2。表4-2減壓閥常見故障與排除方法常見故障原因分析排除方法不起減壓作用直動式減壓閥頂蓋方向裝錯，回油孔堵塞重新裝配頂蓋閥芯與閥體孔的制造精度差，滑閥被卡住研配滑閥與閥體孔，使之移動靈活無阻滯。阻尼小孔被堵塞清洗并疏通阻尼孔調壓彈簧太硬或發生彎曲被卡住更換適宜的彈簧閥芯與閥座孔配合不良更換或修磨閥芯并研配閥座孔泄漏通道被堵塞，閥芯不能移動清洗閥芯和閥體，使泄漏通道暢通壓力不穩定滑閥與閥體配合間隙過小，閥芯移動不靈活修磨閥芯并研磨滑閥孔，使配合間隙符合要求彈簧太軟，產生變形或在閥芯中被卡住，使閥芯移動困難更換適宜的彈簧閥芯阻尼孔時通時堵塞更換液壓油，清洗并疏通閥芯上的阻尼孔錐閥與錐閥座接觸不良修磨錐閥，并研磨閥座孔，使之配合良好錐閥調壓彈簧變形更換調壓彈簧液壓系統內進入空氣排除液壓系統內空氣泄漏嚴重閥芯磨損后與閥體孔配合間隙太大重制閥芯，與閥體孔配磨，使其間隙至規定值密封件老化或磨損更換密封件錐閥與閥座孔接觸不良或磨損嚴重修磨錐閥，研磨閥體孔，使其配合嚴密各連接處螺釘松動或擰緊力不均勻緊固各連接處螺釘4.2.3順序閥順序閥是一種依靠系統中液體壓力控制閥口通、斷的壓力閥，因用于控制液壓系統中各執行裝置動作的先后順序而得名。1.順序閥的構造和工作原理順序閥的構造和工作原理與溢流閥根本一樣，唯一的區別是順序閥的出口不是通油箱，而是通向二次油路，因而它的內泄漏油液必須單獨接回油箱。順序閥有直動式和先導式兩種。根據控制壓力的不同，又可分為內控式和外控式兩種。如圖4-6所示為直動式內控順序閥的工作原理。當進油口壓力為，產生的液壓力低于調壓彈簧的調定壓力時，閥芯在彈簧的作用下處于最下端，閥口關閉，出油口無壓力油輸出。當進口油壓力產生的液壓力到達或超過彈簧的調定壓力時，閥芯才有足夠的力量克制彈簧力而使閥芯右移，將閥口翻開，壓力油自出油口輸出，順序閥的泄漏油液經閥芯右端的孔d、e，由泄漏口L單獨引回油箱，這種泄漏方式稱為外泄漏。1-后蓋2-閥芯3-調壓彈簧4-閥蓋5-調節桿6-鎖緊螺母7-調節螺母8-閥體9-密封圈圖4-6直動式順序閥2.順序閥的應用〔1〕用于實現多個執行裝置的順序動作。〔2〕用于壓力油卸荷，作雙泵供油系統中低壓泵的卸荷閥。〔3〕與單向閥組合成單向順序閥，作平衡閥用。〔4〕作背壓閥用，接在回油路上，增大背壓，使執行元件的運動平穩。3.順序閥的故障分析與排除順序閥在液壓系統中的主要用途是控制多執行器之間的順序動作。如果順序閥出現故障，就會直接影響系統的動作節拍，釀成事故。因此，了解和掌握其出現的故障原因及時采取有效措施，是相當重要的。順序閥常見故障與排除方法，如表4-3。表4-3順序閥常見故障與排除方法常見故障原因分析排除方法出油腔始終出油不能關閉由于制造精度差或配合間隙過小，使滑閥在翻開位置上卡死研磨滑閥與閥體孔使配合間隙合符要求油液太臟，滑閥在翻開位置上被卡死檢查油質，過濾或更換，清洗滑閥與閥體，使滑閥能靈活移動錐閥與錐閥座孔接觸不良或磨損嚴重修磨錐閥并研磨座孔，使之密封良好調壓彈簧斷裂更換彈簧滑閥彈簧太軟，使滑閥不能復位更換軟硬適宜的彈簧，使滑閥在彈簧力下能復位出油腔不出油始終關閉滑閥與閥體孔配合間隙太大，使滑閥兩端竄油，滑閥不能移動重配滑閥，保證配合間隙在規定范圍內滑閥與閥體孔制造精度差或配合間隙過小，使滑閥在關閉位置卡死修磨滑閥并研磨體孔，使配合間隙符合要求油液太臟，阻尼孔被堵塞或使滑閥在關閉位置上卡住檢查油液質量，假設不符合要求，應對油液進展過濾或更換。清洗滑閥與閥體，使阻尼孔暢通無阻液控管路被壓扁或堵塞更換或清洗疏通液控管道液控油壓力缺乏或液控管路接頭螺母未擰緊，使液控油液泄漏提高液壓控制壓力，擰緊液控管道螺母調節彈簧太硬或壓力調得太高更換軟硬適宜的彈簧，適當調整壓力調定壓力不符合要求滑閥拉毛或彎曲變形，使滑閥在閥體孔內移動不靈活用金相砂紙拋光滑閥外圓假設彎曲變形嚴重校正困難時，需更換滑閥調壓彈簧調整不當重新調整所需要的壓力調壓彈簧變形，最高壓力調不上去更換調壓彈簧泄漏嚴重滑閥磨損后與閥體孔配合間隙太大重換滑閥，與閥體孔配研，使之到達規定值錐閥與閥座接觸不良修磨錐閥，研磨閥座孔，使其密合密封件老化或損壞更換密封件各連接螺釘松動或擰緊力不均勻緊固各連接處螺釘壓力繼電器壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉換成電信號的電液控制元件〔液電轉換開關〕。當液壓系統中的油液壓力到達壓力繼電器的調節壓力時，即發出電信號，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等電氣元件動作，使油路換向、卸壓，執行機構實現順序動作，或關閉電機，使系統停頓工作，起平安保護作用等。壓力繼電器的構造和工作原理壓力繼電器按其構造特點可分為柱塞式、彈簧式和膜片式等。如圖4-7所示為柱塞式壓力繼電器的構造，它主要由柱塞1、頂桿2、調節螺母3、微動開關4和彈簧5等零件組成。壓力繼電器的控制油口K與液壓系統相通，壓力油作用在柱塞的下端，當系統壓力的液壓力大于彈簧力時，柱塞上移推動頂桿壓下微動開關觸頭，接通或斷開電氣線路。當液壓力小于彈簧力時，微動開關觸頭復位。擰動調節螺母，改變彈簧對柱塞作用力的大小，可以調節發出電信號時油的壓力數值。1-柱塞2-頂桿3-調節螺母4-微動開關5-彈簧圖4-7柱塞式壓力繼電器壓力繼電器按動作方式可分為直接動作型和先導型；按延時性可分為不帶延時調節和帶延時調節的；按動作值的調節方式可分為彈簧調節型和開關位置調節型。各種壓力繼電器，盡管類型不同，原理只有一個，即靠液體壓力與彈簧力的平衡，使柱塞或杠桿產生一定的位移，將電氣開關接通與斷開。2.壓力繼電器的應用〔1〕用于平安保護。〔2〕用于控制執行裝置的動作順序。〔3〕用于液壓泵的起閉或卸荷。3.壓力繼電器的調整與使用壓力繼電器是將液壓壓力訊號轉變為電訊號，實現電路的接通或斷開的開關元件。在液壓設備的自動控制中起著重要的作用。因此它要能可靠地用油液壓力控制電路的開與關，其最重要的性能是靈敏度和重復精度。靈敏度是指執行元件從一種狀態(如動作〕改變為另一種狀態〔如復位〕時進油腔壓力的變化范圍〔返回區間〕；重復精度是指在一樣的調定壓力下，執行元件做重復動作時，進油腔壓力之間的最大差值，不同型號規格的壓力繼電器規定了不同的靈敏度和重復精度。為了正確使用壓力繼電器，使其充分發揮其可靠的開關性能，必須予以調整，壓力繼電器的調整正確與否，常常是使用中少出故障的關鍵所在，其調整方法：①當系統壓力波動較大〔負載變化大〕時，為防止誤發動作訊號，需調出一定寬度的返回區間〔靈敏度〕。返回區間調節太小，即過于靈敏，容易誤發動作。調節時，先調副彈簧，決定返回區間值的大小。一般螺釘擰入得越多，返回區間值越大。然后再調主彈簧，定出動作時發訊壓力值(動作壓力〕；②當系統壓力被動不大，對返回區間無特殊要求，即被動值不至于導致誤發訊號時，其調整順序是：先將副彈簧調節螺釘松開，然后再調主彈簧〔旋轉調節螺釘1〕定出發訊壓力值〔動作壓力〕。4.壓力繼電器的故障分析與排除壓力繼電器的故障主要是誤發動作以及不發訊號，正確使用和調整可防止此類故障。壓力繼電器常見故障與排除方法，如表4-4。表4-4壓力繼電器常見故障與排除方法常見故障原因分析排除方法壓力繼電器失靈微動開關損壞不發信號修復或更換微動開關發信號，但調節彈簧永久變形、壓力-位移機構卡阻、感壓元件失效更換彈簧；拆洗壓力-位移機構；拆檢和更換失效的感壓元件〔如彈簧管、膜片、波紋管等〕壓力繼電器靈敏度降低壓力-位移機構卡阻；微動開關支架變形或零位可調局部松動引起微動開關空行程過大；泄油背壓過高拆洗壓力-位移機構；拆檢更換微動開關支架；檢查泄油路是否接至油箱或是否堵塞4.3流量控制閥流量控制閥是通過改變閥口通流面積的大小或通流通道的長短來改變液阻，從而控制通過閥的流量，到達調節執行元件的運行速度的目的。按其功能和用途，可分為節流閥、調速閥等。液壓系統中使用的流量控制閥應滿足以下要求：調節范圍足夠大；能保證穩定的最小流量；溫度和壓力對流量的影響要小；調節方便；泄漏小等。節流口的形式和流量特性任何一個流量控制閥都有一個節流局部，即節流孔口或縫隙，簡稱節流口，其大小以通流面積來度量。改變節流口通流截面積大小，即可到達調節執行裝置運動速度的目的。1.節流口的形式節流口的形式〔幾何形狀〕很多，按照移動閥芯的方式可以分為切向移動式和軸向移動式兩類，最常見的如圖4-8所示。其中，圖4-8a為針閥式節流閥口，閥芯做軸向移動，便可調節流量。圖4-8b為偏心槽式節流口，轉動閥芯來改變通流截面積大小，即可調節流量。這兩種節流口構造簡單，工藝性能好，但流量不夠穩定，容易堵塞，一般用于要求不高的場合。〔a〕針閥式節流口〔b〕偏心槽式節流口〔c〕軸向三角溝式節流口〔d〕周向縫隙式節流口〔e〕軸向縫隙式節流口圖4-8節流口的形式圖4-8c為軸向三角溝式節流口，軸向移動閥芯，便可調節流量。此種節流口構造簡單，容易制造，流量穩定性好，不易堵塞，故應用廣泛。圖4-8d為周向縫隙式節流口，閥芯上沿圓周開有一段狹縫，旋轉閥芯可以改變縫隙的通流截面積，使流量得到調節。圖4-8e為軸向縫隙式節流口，在套筒上開有軸向縫隙，軸向移動閥芯就可以改變縫隙的通流截面積大小來調節流量。后兩種節流口性能較好，但構造復雜，加上要求較高，故用于流量調節性要求高的場合。2.節流口流量特性由流體力學知識可知，液流流經孔口或縫隙的流量與其前后壓力差和孔口、縫隙截面積有關，它們之間的關系可用通用節流方程式來表示：式中q——流經孔口或縫隙的流量；K——孔口的形狀系數，當薄壁孔時；當細長孔時；a——孔口或縫隙的通流截面積；Δp——孔口或縫隙前后的壓力差；m——孔口形狀決定的指數，0.5≤m≤1。當孔口薄壁小孔時，m=0.5；當孔口細長孔，m=1。由上式可知，當通流截面積調定以后，通過節流口的流量是和節流口前后的壓力差、液壓油的溫度以及節流口形狀等因素密切相關的。〔1〕壓力差對流量穩定性的影響壓力差Δp變化越大，流量q的值變化也越大，即流量越不穩定。另外，流量的穩定性還受m的影響，節流閥指數m越大，Δp的變化對流量的影響也越大，因此節流口做成薄壁孔〔m=0.5〕比做成細長孔〔m=1〕要好。〔2〕油溫對流量穩定性的影響油溫升高，油液的黏度減小，因此使流量變大。實驗證明，油溫的變化，對細長孔影響較大，對薄壁孔影響較少。〔3〕節流口堵塞對流量穩定性的影響實驗說明，當節流口的通流截面積很小時，在保持其他因素都不變的情況下，通過節流口的流量會出現周期性的脈動，甚至造成斷流，這就是節流口的堵塞現象。堵塞現象產生的原因，一是油液中的污物；二是油液中的極化分子與金屬外表的吸附現象，使節流口外表形成一層結實的邊界吸附層。發生堵塞現象后，由于改變了原來調節好了的節流口通流截面積，因而使流量發生變化，影響了流量的穩定性。節流口的堵塞現象使節流口在很小流量下工作時流量不穩定，以至出現執行裝置的爬行現象。因此，每個節流元件都有一個能正常工作的最小流量限制，這個限制值稱為節流元件的最小穩定流量。4.3.2節流閥節流閥是一個最簡單又最根本的流量控制閥，其實質相當于一個可變的節流口。1.閥的構造和工作原理如圖4-9所示為一種普通節流閥的構造，這種節流閥的節流口形式為軸向三角槽式，壓力油從進口進入節流閥，經孔道b流至環形槽d，再經閥芯7左端狹小的軸向三角溝〔節流口〕c，由出油口流出。轉動調節手柄3，可使推桿5做軸向移動，進而推動閥芯軸向移動。推桿左移，使閥芯左移，節流口通流截面積變小，彈簧8被壓縮；推桿右移，閥芯在彈簧力作用下右移，節流口通流截面積變大，這樣就調節了流量大小。閥芯在彈簧的作用下始終貼緊在推桿上。1-緊固螺釘2-緊定螺釘3-調節手柄4-套5-推桿6-閥體7-閥芯8-彈簧9-后蓋圖4-9節流閥這種節流閥的特點是，出油口的壓力油通過閥芯中間的通孔同時作用在閥芯左右兩端，使閥芯只受復位彈簧的作用，因此調節比擬輕便。2.節流閥的應用〔1〕應用在定量泵與溢流閥組成的節流調速系統中，起節流調速作用。〔2〕在流量一定的*些液壓系統中，改變節流閥節流口的通流截面積將導致閥的前后壓力差改變。此時，節流閥起負載阻尼作用，簡稱為液阻。節流中通流截面積越小，則閥的液阻越大。〔3〕在液流壓力容易發生突變的部位安裝節流閥，可延緩壓力突變的影響，起保護作用。普通節流閥由于負載和溫度的變化對其流量穩定性影響較大，因此只適用于負載和溫度變化不大或速度穩定性要求較低的液壓系統。3.節流閥的故障分析與排除節流閥利用通流截面積的改變來調節通過流量，以實現對執行機構運動速度的無級調速。節流閥構造簡單緊湊，在一般油路中足以可滿足工作需要。但節流閥前后的壓力差隨負載的變化而變化，負載的變化影響速度的穩定，因而不適用負載變化較大或對速度的穩定性要求較高的液壓系統中。節流閥常見故障與排除方法，如表4-5。表4-5節流閥常見故障與排除方法常見故障原因分析排除方法節流作用失靈節流閥芯因毛刺卡住或因閥體沉割槽尖邊及閥芯倒角處的毛刺卡住閥芯用尼龍刷等去除閥孔內的毛刺，閥芯上的毛刺可用油石等手工精修方法去除油中污物卡死閥芯或堵塞節流口過濾或換油閥芯和閥孔的形位公差不好更換閥芯或閥孔閥芯與閥體孔配合間隙過小或過大，造成閥芯卡死或泄漏大，導致節流作用失靈對閥孔失圓或配合間隙過小，可研磨閥孔修復，或重配閥芯設備長時間停機未用．油中水分等使閥芯銹死卡在閥孔內，重新使用時，出現節流調節失靈現象經常拆檢或換油閥芯與閥孔內外圓柱面出現拉傷劃痕，使閥芯運動不靈活，或者卡死，或者內泄漏大，造成節流失靈閥芯輕微拉毛，可拋光再用，嚴重拉傷時可先用無心磨磨去傷痕，再電鍍修復流量不穩定油液未經精細過濾，油中雜質堆積和粘附在節流通道壁上，通流面積減少，使執行元件速度減慢，完全堵死，造成"斷流〞，污物被沖走，則造成"突跳〞對油液要精濾，即在節流閥前應安設濾油器，保持油液干凈和注意換油油液中極化分子和金屬外表的吸附現象造成堵塞采用電位差小的金屬作節流閥壓力油通過節流縫隙時要產生壓力損失，它使油溫局部升高，油液氧化變質，在節流口部位析出膠質、瀝青、炭渣等物，附于節流口壁面，使有效通流面積減少，甚至堵塞采用薄刃口節流混在油液中的機械雜質〔如塵埃、切屑粉塵、油漆剝落片等〕，以及油液劣化老化生成物，通過節流縫隙時造成堆積，堵塞節流通道，造成流量不穩定清洗節流口，查明油液污染情況，采取換油等措施節流閥調整好并鎖緊后，出于機械振動或其它原因，會使縱橫向鎖緊螺釘松動，隨之調節桿在支承套上旋轉松動，使節流閥的開度發生改變，引起流量變化消除機械振動的振源，可使用帶鎖調節手柄的節流閥油溫隨著機床運行時間增長而升高，油粘度相應降低，通過節流開口的流量增大，但也可能因內泄漏增加而減少，出現流量不穩定的現象換油或采取降低油溫等方法系統負載變化大，導致油缸工作壓力變化改節流閥為調速閥磨損使配合間隙增大，內泄漏嚴重保證節流閥芯與閥孔臺的配合間隙系統中混進了空氣，使油液的可壓縮性大大增加，時而壓縮，時而釋放，流量不穩定排除系統內空氣。減少系統發熱，更換粘度指數高的油液等。節流閥的外泄漏大，造成流量不穩定保證節流閥芯與閥孔臺的配合間隙外泄漏調節桿上螺紋與O形圈槽不同心或支承套O形圈凹槽過深，產生泄漏將調節桿改為兩件，這樣同心度容易保證調節桿上O形圈溝槽尺寸不對，使得密封不良，從調節桿螺紋處外漏。更換調節桿內泄漏閥芯與閥孔的配舍間隙太大或使用過程中磨損嚴重，可檢查閥芯和閥孔的配合間隙應保證在0.007～0.015mm的范圍內。如果磨損嚴重或拉傷有溝槽閥芯與閥孔拉傷有溝槽〔特別是軸向溝槽〕電鍍或重新加工閥芯進展磨配研油溫過高換油或采取降低油溫等方法4.3.3調速閥要防止負載壓力變化對閥流量的影響，應設法保證在負載變化時閥中的節流口前后壓差不變。調速閥就是根據這一設想而產生的。調速閥工作原理1-減壓閥芯2-節流閥圖4-10調速閥工作原理及其圖形符號如圖4-10所示為調速閥工作原理圖，它由定差減壓閥和節流閥串聯組成。壓力油自調速閥進口進入減壓閥，進口壓力為，經減壓后壓力降為，再進入節流閥，節流后壓力為〔即調速閥出口壓力〕，又經閥體上的孔a作用到減壓閥的上腔b，當減壓閥的閥芯在彈簧力，油液壓力和作用下處于*一平衡位置時〔忽略液動力、摩擦力和自重〕，則有式中，A、和分別為b腔、c腔和d腔內的壓力油作用于閥芯的有效面積，且，故。由于定差減壓閥的彈簧剛度很小，可以認為根本保持不變，故節流閥兩端壓力差也根本保持不變，這就保證了通過節流閥的流量穩定。調速閥與節流閥的流量特性〔q與Δq之關系〕曲線如圖4-11所示。由圖中曲線可以看出，節流閥的流量隨其進出口壓差的變化而變化。調速閥在其進出口壓差大于一定值后，流量根本不變。但在調速閥進出口壓差很小時，由于定差減壓閥閥芯被彈簧推至最右端，減壓口全部翻開，不起減壓作用，此時流量特性與節流閥一樣〔曲線重合局部〕。所以，要保證調速閥正常工作，應使其進出口最小壓差Δpmin＞0.5MPa。圖4-11調速閥與節流閥的流量特性2.調速閥的應用調速閥和節流閥一樣，也是在定量泵液壓系統中，與溢流閥配合組成節流調速系統，調節執行元件的運動速度。由于調速閥的流量與負載變化無關，因此適用于執行元件的負載變化大、而運動速度穩定性又要求較高的節流調速系統。3.調速閥的故障分析與排除調速閥常見故障與排除方法，如表4-6。表4-6調速閥常見故障與排除方法常見故障原因分析排除方法壓力補償機構不動作減壓閥芯被污物卡住拆開清洗孔a、孔f或孔e被污物堵塞拆開清洗進出口壓差過小檢查并調節壓差節流閥流量調節手柄調節時十分費力調節桿被污物卡住，或調節手柄螺紋配合不好拆洗或更滑調節手柄用于進油節流調速時，調速閥出口壓力過高卸下壓力，再調節手柄節流作用失靈定差減壓閥閥芯卡死在全閉或小開度位置，使出油腔P無油或極小油液通過節流閥拆洗和去毛刺，使減壓閥芯能靈活移動。調速閥進出油口接反了，會使減壓閥閥芯總趨于關閉，造成節流作用失靈拆檢并調節調速閥進口與出口壓力差太小，產生流量調節失靈。檢查并調節壓差流量不穩定定差減壓閥移動不靈活，不能起到壓力反響作用，使流量不穩定拆開該閥端部的螺塞，從閥套中抽出減壓悶芯，進展去毛刺清洗及精度檢查，特別要注意減壓閥芯的大小頭是否同心，不良者予以修復和更換調速閥中減壓閥芯與閥蓋上壓力反響小孔阻塞，或因定差減壓閥閥芯大小頭不同心，配合不好等原因，不能很好行使壓力補償作用用細鋼絲通一通閥套及閥芯上反響小孔，或用壓縮空氣吹通漏裝了減壓閥的彈簧，或者彈簧折斷和裝錯補裝或更換彈簧調速閥的內外泄漏量大，導致流量不穩定拆檢并防止泄漏出進油口接反，使調速閥如同一般節流閥而無壓力反響補償作用拆檢并調整內外泄漏同節流閥同節流閥4.4方向控制閥在液壓系統中，方向控制閥通過控制閥口的通斷來控制液體流動的方向，主要有單向閥、換向閥兩大類。4.4.1單向閥單向閥是控制油液單方向流動的控制閥。液壓系統中對單向閥的主要性能要求是：正向流動阻力損失小，反向時密封性能好，動作靈敏。它有普通單向閥和液控單向閥兩種。1.普通單向閥普通單向閥的作用是使油液只能沿一個方向流動，反向則不通。如圖4-12所示為一種管式普通單向閥的構造，壓力油從閥體左端的通口流入時，克制彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯向右移動，翻開閥口，并通過閥芯上的徑向孔a、軸向孔b從閥體右端的通口流出；但是壓力油從閥體右端的通口流入時，液壓力和彈簧力一起使閥芯壓緊在閥座上，使閥口關閉，油液不能通過。單向閥中的彈簧主要是用來克制閥芯的摩擦阻力和慣性力，使單向閥工作靈敏可靠，所以普通單向閥的彈簧剛度一般都選得較小，以免油液流動時產生較大的壓力降。1-閥套2-閥芯3-彈簧圖4-12單向閥2.液控單向閥液控單向閥和普通單向閥一樣，能夠起單向通油的作用，另外還可通過液壓的控制，使兩個方向都能夠通油。如圖4-13所示為一種液控單向閥的構造，當控制口K處無壓力油通入時，它的工作和普通單向閥一樣，壓力油只能從進油口流向出油口，不能反向流動。當控制口K處有壓力油通入時，控制活塞1，右側a腔通泄油口〔圖中未畫出〕，在液壓力作用下活塞向右移動，推動頂桿2頂開閥芯，使油口和接通，油液就可以從口流向口。在圖示形式的液控單向閥構造中，K處通入的控制壓力最小須為主油路壓力的30%～50%〔而在高壓系統中使用的，帶卸荷閥芯的液控單向閥其最小控制壓力約為主油路壓力的5%〕。1-活塞2-頂桿3-閥芯圖4-13液控單向閥單向閥的主要用途：控制油路單向接通；作背壓閥使用；接在泵的出口處，防止系統過載或液壓沖擊時影響液壓泵的正常工作或對液壓泵造成損害；分隔油路，防止油路間的干擾；與其他控制元件組合成具有單向功能的控制元件等。3.單向閥的故障分析與排除單向閥在液壓系統中主要用來控制液流單方向流動，單向閥故障會使整個系統不能正常運行，所以單向閥的故障分析與排除顯的尤為重要。單向閥常見故障與排除方法，如表4-7。表4-7單向閥常見故障與排除方法常見故障原因分析排除方法嚴重內泄漏閥體面拉毛、拉有溝槽和錐面與內圓面不同心時，會引起嚴重內泄漏校正結合面，重磨閥體面閥芯面在使用較長時間后，會產生磨損凹坑或拉有直槽傷痕，錐面與圓柱面不同心，以及錐面呈多棱形時，會產生嚴重內泄漏校正結合面，重磨閥芯面閥體材質或金相組織不好時，敲擊時用力大小又未掌握好，液壓件會發生崩裂小塊，從而致使內泄露更換材質較好的毛胚，敲擊時注意力道裝配時，因清洗不干凈，或使用中油液不干凈，污物滯留并粘在閥芯與閥座面之間，使閥芯錐面與閥體錐面不密合，造成內泄漏拆洗或更換油液使用過程中重新拆修后鋼球錯位，油液會從原接觸線泄漏更換新鋼球不起單向閥作用單向閥割槽棱邊上的毛刺未去除干凈，將單向閥閥芯卡死在翻開的位置上去毛刺，拋光閥芯閥芯與閥體孔因配合間隙過小，油溫升高引起的變形，閥安裝時壓緊螺釘力過大造成的閥孔變形等原因．卡死在翻開的位置適當配研閥芯，消除因油溫和壓緊力過大造成的閥芯卡死現象污物進入閥孔與閥芯的配合間隙內而卡死閥芯，使其不能關閉清洗與換油閥體孔幾何精度不好或其它原因〔如材質不好〕造成的液壓卡緊檢查閥孔與閥芯幾何精度〔圓度與柱度〕漏裝了彈簧或彈簧折斷補裝或更換彈簧閥座與閥芯已嚴重不同心．形成了偏心開口，此時只起固定節流閥的作用，而不能起單向閥的作用修正同心閥芯圓柱面與閥體孔因磨損間隙大，造成閥芯可偏離中心線游動而與錐座不同心重配閥芯或電鍍修復閥芯外泄漏管式單向閥的螺紋連接處，因螺紋配合不好或螺紋接頭未擰緊擰緊接頭，并在螺紋之間纏繞聚四氟乙烯腔帶密封或用O形圈密封板式閥的外漏主要發生在安裝面及螺紋堵頭處檢查該位置處的O形圈密封是否可靠，根據情況予以排除閥體有氣孔砂眼，被壓力油擊穿造成的外漏焊補或更換閥體4.4.2換向閥換向閥是利用閥芯對閥體的相對運動，使油路接通、關斷或變換液流的方向，從而實現液壓執行元件及其驅動機構的啟動、停頓或變換運動方向。液壓傳動系統對換向閥性能的主要要求是：〔1〕油液流經換向閥時壓力損失要小；〔2〕互不相通的油口間的泄漏要小；〔3〕換向要平穩、迅速且可靠。換向閥的種類很多，其分類方式也各有不同，一般來說按操作方式來分有手動、機動、電磁動、液動和電液動等多種；按閥芯工作時在閥體中所處的位置有二位和三位等；按換向閥所控制的通路數不同有二通、三通、四通和五通等；按閥芯相對于閥體的運動方式來分有滑閥轉閥和球閥等。系列化和規格化了的標準換向閥，有專門的工廠生產。下面主要介紹滑閥式換向閥。1.換向閥的工作原理任何換向閥都是由閥體和閥芯兩個主要部件組成，其工作原理圖是通過外力〔機械力、電磁力、液壓力等〕使閥芯在閥體內做相對運動來到達使油路換向的目的。如圖4-14所示為滑閥式換向閥的工作原理圖。當閥芯向右移動一定的距離時，由液壓泵輸出的壓力油從閥的P口經A口輸向液壓缸左腔，液壓缸右腔的油經B口流回油箱，液壓缸活塞向右運動；反之，假設閥芯向左移動*一距離時，液流反向，活塞向左運動。圖4-14換向閥的工作原理圖4-14a中的換向閥可繪制成如圖4-14b所示的圖形符號圖，由于該換向閥閥芯相對于閥體有三個工作位置，通常用一個粗實線方框符號代表一個工作位置，通稱"位〞，因而有三個方框。而該換向閥共有P、A、B、、和五個油口，所以每一個方框中表示油路的通路與方框共有五個交點，在中間位置，由于各油口之間互不相通，用"⊥〞或"丅〞來表示，通稱"通〞。當閥芯向左移動時，表示該換向閥左位工作，即P與A、B與相通；反之，則P與B、A與相通。因此該換向閥被稱之為三位五通換向閥，如圖4-15所示為常用的二位和三位換向閥的位和通路的符號。圖4-15換向閥的位數﹑通數及相應的圖形符號換向閥中閥芯相對于閥體的運動需要有外力操縱來實現，常用的操縱方式有：手動、機動〔行程〕、電磁動、液動和電液動，其符號如圖4-16所示。不同的操縱方式與如圖4-15所示的換向閥的位和通路符號組合就可以得到不同的換向閥，如三位四通電磁換向閥、三位五通液動換向閥等。滑閥的機能是指閥芯在初始位置時所控制的各油口之間的連接關系。三位閥的中位為初始位置，其機能稱為中位機能，它有多種形式，見表4-8。三位五通閥的情況與之相似。不同的中位機能是通過改變閥芯的形狀和尺寸實現的，它可以實現不同的控制和滿足不同的使用要求。圖4-16換向閥操縱方式符號表4-8三位四通換向閥的中位機能滑閥機能中間位置的符號中間位置油口的狀況及性能特點O型P、A、B、T口全部封閉；液壓泵不卸荷，系統保持壓力，執行元件閉鎖；可用于多個換向閥并聯工作H型P、A、B、T口全部連通；液壓泵不卸荷，執行元件兩腔連通，處于浮動狀態，在外力作用下可移動Y型P口封閉，A、B、T口連通；液壓泵不卸荷，執行元件兩腔連通，處于浮動狀態，在外力作用下可移動K型P、A、T口連通，B口封閉；液壓泵卸荷*型P、A、B、T口處于半開啟狀態；液壓泵根本卸荷，但仍保持一定壓力P型P、A、B口連通，T口封閉；液壓泵與執行元件兩腔相通，可以實現液壓缸的差動連接J型P、A口封閉，B、T口連通；液壓泵不卸荷C型P、A口連通，B、T口封閉；液壓泵的出口和執行元件的A腔相連N型P、B口封閉，A、T口連通；液壓泵不卸荷U型A、B口連通，P、T口封閉；液壓泵不卸荷，執行元件兩腔通，雙活塞桿液壓缸和液壓馬達處于浮動狀態2.換向閥的主要性能換向閥的主要性能包括下面幾項。〔1〕工作可靠性工作可靠性是指閥能否可靠地換向，它主要取決于換向閥的設計和制造，并且和使用也有關系。液動力和液壓卡緊力的大小對換向閥的工作可靠性影響很大，而換向閥通過的流量和工作壓力決定著這兩個力的大小。對于操縱力較小的電磁換向閥只有在一定壓力和流量范圍內才能正常工作。〔2〕壓力損失當油液通過換向閥的閥口時，產生壓力損失。一般來說，鑄造閥體流道中的壓力損失比機械加工閥體的壓力損失要小。〔3〕換向和復位時間換向時間指從閥芯開場換向到換向終止的時間,復位時間指閥芯復位到初始位置所需的時間。減小換向和復位的時間可以提高工作效率，但會引起換向時的液壓沖擊。〔4〕內泄漏量因為閥芯和閥體之間有間隙，在各個不同的工作位置，從高壓腔漏到低壓腔的泄漏量為內泄漏量。過大的內泄漏量不僅會降低了系統的效率，引起油液過熱，而且還會影響執行機構的正常工作。3.換向閥的構造〔1〕手動換向閥手動換向閥是利用手動杠桿機構推動滑閥的閥芯移動，來改變閥芯和閥體的相對工作位置，控制液體流動的方向。如圖4-17所示三位四通手動換向閥，該閥采用彈簧復位式，左端為操縱手柄，右端為彈簧自動復位機構。放開手柄，閥芯在彈簧力的作用下自動回到中間位置，左、右換向位置須靠手柄上的操縱力克制閥芯上的彈簧力來保持。這種閥的一個特點是：可通過操縱手柄控制閥芯的行程在一定范圍內〔中間位置到換向終止位置之間〕變動，即各油口的開度可以根據需要進展調節，使其在換向的過程中兼有節流的功能。〔2〕機動換向閥機動換向閥是借助于運動部件上的擋鐵或凸輪推動滾輪使閥芯移動。當擋鐵或凸輪脫離滾輪后，閥芯靠彈簧恢復到原始位置，如圖4-18所示，機動換向閥通常是二位的，可以是二通、三通、四通等形式。1-手柄2-銷軸3-右閥蓋4-右彈簧座5-彈簧6-右端小軸7-左彈簧座8-閥芯9-閥體10-左閥蓋11-銷子圖4-17三位四通手動換向閥1-滾輪2-閥芯3-彈簧圖4-18機動換向閥〔3〕電動換向閥電動換向閥又稱電磁換向閥，是利用電磁鐵通電吸合時產生的力推動閥芯來控制液流方向的。電磁換向閥是電氣系統與液壓系統之間的信號轉換元件，由于它可以借助于按鈕開關、行程開關、限位開關、壓力繼電器等發出的電信號進展控制，故操縱方便，自動化程度高，在換向閥中應用最為廣泛。但由于受到電磁鐵的尺寸和推力的限制，電磁換向閥允許通過的流量較小，其通徑不大于10mm。如圖4-19所示為二位三通交流電磁閥構造。在圖示位置，油口P和A相通，油口B斷開；當電磁鐵通電吸合時，推桿1將閥芯2推向右端，這時油口P和A斷開，而與B相通。當電磁鐵斷電釋放時，彈簧3推動閥芯復位。1-推桿2-閥芯3-彈簧圖4-19二位三通電磁閥如前所述，電磁閥就其工作位置來說，有二位和三位等。二位電磁閥有一個電磁鐵，靠彈簧復位；三位電磁閥有兩個電磁鐵。如圖4-20所示為一種三位五通電磁換向閥的構造。圖4-20三位五通電磁閥〔4〕液動換向閥液動換向閥是利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥，如圖4-21所示為三位四通液動換向閥的構造。閥芯是由其兩端密封腔中油液的壓差來移動的，圖4-21三位四通液動閥當控制油路的壓力油從閥右邊的控制油口進入滑閥右腔時，接通回油，閥芯向左移動，使壓力油口P與B相通，A與T相通；當K1接通壓力油，K2接通回油時，閥芯向右移動，使得P與A相通，B與T相通；當、都通回油時，閥芯在兩端彈簧和定位套作用下回到中間位置。〔5〕電液換向閥是由電磁滑閥和液動滑閥組合而成。電磁滑閥起先導作用，它可以改變控制液流的方向，繼而改變液動滑閥閥芯的位置。由于操縱液動滑閥的液壓推力可以很大，所以主閥芯的尺寸可以做得很大，允許有較大的油液流量通過，這樣用較小的電磁鐵就能控制較大的液流。如圖4-22所示為彈簧對中型三位四通電液換向閥的構造，領先導電磁閥左邊的電磁鐵通電后使其閥芯向右邊位置移動，來自主閥P口或外接油口的控制壓力油可經先導電磁閥的A口和左單向閥進入主閥左端容腔，并推動主閥閥芯向右移動，這時主閥芯右端容腔中的控制油液可通過右邊的節流閥經先導電磁閥的B口和T口，再從主閥的T口或外接油口流回油箱〔主閥芯的移動速度可由右邊的節流閥調節〕，使主閥P與A、B和T的油路相通；反之，由先導電磁閥右邊的電磁鐵通電，可使P與B、A與T的油路相通；領先導電磁閥的兩個電磁鐵均不帶電時，先導閥閥芯在其對中彈簧作用下回到中位，此時來自主閥P口或外接油口的控制壓力油不再進入主閥芯的左、右兩容腔，主閥芯左右兩腔的油液通過先導閥中間位置的A、B兩油口與先導閥T口相通〔如圖4-22b所示〕，再從主閥的T口或外接油口流回油箱。主閥芯在兩端對中彈簧的預壓力的推動下，依靠閥體定位，準確地回到中位，此時主閥的P、A、B和T油口均不通。電液動換向閥除了上述的彈簧對中以外還有液壓對中的，在液壓對中的電液換向閥中，先導式電磁閥在中位時，A、B兩油口均與控制壓力油口P連通，而T則封閉，其他方面與彈簧對中的電液換向閥根本相似。綜上所述，電液動換向閥的工作原理是：當電訊號傳給先導閥時，先導閥使控制壓力油通往液動閥的*一控制端，使液動閥閥芯移動，從而使壓力油得以通過液動閥而送到執行元件中去。圖4-22電液換向閥4.換向閥的故障分析與排除換向閥的用途是利用閥芯相對閥體的相對運動，實現油路的通、斷或改變液流的方向，從而實現液壓執行元件的啟動、停頓或運動方向的變換。解決換向閥的故障對保障液壓系統的正常運行有這重要作用。換向閥常見故障及排除方法見表4-9。表4-9換向閥常見故障及排除方法常見故障原因分析排除方法主閥芯不動作電磁鐵故障電磁鐵線圈燒壞進展修理或更換電磁鐵推動力缺乏或漏磁進展修理或更換電氣線路出故障消除故障電磁鐵未加上控制信號加上控制信號電磁鐵鐵心卡死更換先導電磁鐵故障閥芯與閥體孔卡死(如零件幾何精度差，閥芯與閥孔配合過緊，油液過臟)修理配合間隙到達要求，使閥芯移動靈活，過濾或更換油液彈簧彎曲，使滑閥卡死更換彈簧上閥芯卡死閥芯與閥體幾何精度差修理配研間隙到達要求閥芯與閥體孔配合太緊修理配研間隙到達要求閥芯外表有毛刺除去毛刺，沖洗干凈液控系統故障控制油路被堵塞清洗，并使控制油路暢通閥端蓋處漏油擰緊端蓋螺釘滑閥排油腔一端節流閥調節得過小或被堵死清洗節流閥并調整適宜油液變化油液過臟使閥芯卡死過濾或更換油液油溫升高，使零件產生熱變形，而產生卡死現象檢查油溫過高原因并排除油溫過高，油液可產生膠質，粘住閥芯外表而卡死清洗，消除高溫油液粘度太高，使閥芯移動困難而卡死更換適宜的油液安裝不良閥體變形,安裝螺釘擰緊力矩不均勻重新緊固螺釘，使之受力均勻復位彈簧不符合要求彈簧力過大，彈簧彎曲變形致使閥芯卡死，彈簧斷裂不能復位更換適宜的彈簧閥芯換向后通過流量缺乏開口量缺乏電磁閥中推桿過短更換適宜長度的推桿閥芯與閥體幾何精度差，間隙太小，移動時有卡死現象，不到位配研到達要求彈簧太弱，拖力缺乏，使閥芯行程達不到終端更換適宜彈力的彈簧壓力降過大使用參數選擇不當實際通過流量大于額定流量應在額定范圍內使用液控換向閥閥芯換向速度不易調可調裝置故障單向閥封閉性差修理或更換節流閥加工精度差，調節不出最小流量更換節流閥排油腔閥蓋處漏油更換密封件，擰緊螺釘針形節流閥調節性能差改用三角槽節流閥電磁鐵過熱或線圈燒壞電磁鐵故障線圈絕緣不好更換電磁鐵心不適宜，吸不住更換電壓太低或不穩定電壓的變化值應在額定電壓的10％以內電極焊接不好重新焊接負荷變化換向壓力超過規定降低壓力換向流量超過規定更換規格適宜的電液換向閥回油口背壓過高調整背壓使其在規定值內裝配不良電磁鐵鐵芯與閥芯軸線同軸度不良重新裝配，保證有良好的同軸度電磁鐵吸力不夠裝配不良推桿過長修磨推桿到適宜長度電磁鐵鐵芯接觸面不平或接觸不良去除污物重新裝到要求沖擊與振動換向沖擊大通徑電磁換向閥，因電規格，吸合速度快而產生沖擊大需要采用大徑換向閥時，應選用電液動換向閥液動換向閥，因控制流量大，閥芯移動速度太快而產生沖擊調小節流閥節流口減慢閥芯移動速度單向節流閥中的單向閥鋼球漏裝或鋼球破碎，造成無阻尼作用檢修單向節流閥振動固定電磁鐵的螺釘松動緊固螺釘，并加防松墊圈4.5其他控制閥疊加閥、插裝閥、電液比例控制閥、電液數字閥等是隨著制造工業開展出現的新型液壓控制閥，它們的出現擴大了液壓系統的使用范圍，為液壓技術的開展、普及和推廣開辟了新的道路。疊加閥液壓控制閥有多種連接形式。管式連接和法蘭式連接的閥，占用的空間大，裝拆不便，現在很少使用。而板式連接和插裝連接的閥則使用得越來越多。板式連接的液壓閥，可以安裝在集成塊上，利用集成塊上孔道實現油路間的連接。疊加閥是在板式閥集成化根底上開展起來的一種新型元件。每個疊加閥不僅起到控制閥的功能，而且起到連接塊和通道的作用；每個疊加閥的閥體均有上、下兩個安裝平面及4～5個公共流道，每個疊加閥的進出油口與公共流道或并聯或串聯；同一通徑的疊加閥，其上、下安裝平面的油口相對位置與標準的板式換向閥的油口位置相一致。疊加閥同普通液壓閥一樣，也分為壓力、流量和方向控制閥，只是方向閥中僅有單向閥類，而換向閥采用的就是標準的板式換向閥。如圖4-23a所示為一組疊加閥的構造，其中疊加閥1是溢流閥，它并聯在P與T流道之間；疊加閥2為雙單向節流閥，兩個單向節流閥分別串聯在A、B流道上；疊加閥3是雙液控單向閥，它們也分別串聯在A、B流道上；最上面是板式換向閥，最下面還有公共底板塊〔圖中未畫出〕。另外，為降低每組疊加閥的高度和用閥數量，疊加閥系列中還增加了一些復合功能的疊加閥，如順序節流閥、電磁單向調速閥等。(a)(b)〔a〕疊加閥構造〔b〕圖形符號組成的回路圖1-溢流閥2-雙單向節流閥3-雙液控單向閥4-底板塊圖4-23疊加閥疊加閥組成的液壓系統，是將假設干個疊加閥疊合在普通板式換向閥和底板塊之間，用長螺栓結合而成；每一組疊加閥控制一個執行元件，其回路如圖4-23b所示。一個液壓系統有幾個執行元件，就有幾組疊加閥，再通過一個公共的底板塊把各局部的油路連接起來，從而構成一個完整的系統。由疊加閥組成的系統有很多優點：這種連接方式從根本上消除了閥與閥之間的連接收路，組成的系統更簡單緊湊，配置方便靈活，工作可靠；系統更改時增減元件方便；外觀整齊美觀。但目前疊加閥所能夠組成的液壓回路的形式有限，通徑較小〔一般不大于20mm〕。由于疊加閥在工作原理上與一般閥完全一樣，在主體構造上也根本一樣，所以有關疊加閥的故障分析與排除．可參閱相關同類閥予以處置。4.5.2插裝閥插裝閥也是一種新型的液壓控制元件，其主要連接元件均采用插入式安裝方式而得名。每個插裝閥具有通、斷兩種狀態，又稱邏輯閥或二通插裝閥。二通插裝閥構造原理如圖4-24所示。它主要由閥芯4、閥套2和彈簧3等組成，l為控制蓋板，有控制口C與錐閥單元的上腔相通。將此錐閥單元插入有兩個通道A、B〔主油路〕的閥體5中，控制蓋板對錐閥單元的啟閉起控制作用；錐閥單元上配置不同的蓋板就可以實現各種不同的工作機能。假設干個不同工作機能的錐閥單元組裝在一個閥體內，實現集成化，就可組成所需的液壓回路和系統。設油口A、B、C的油液壓力和有效面積分別為、、和、、，其面積關系為，假設不考慮錐閥的質量、液動力和摩擦力等的影響，當時，閥口關閉，油口A、B不通，當時，閥口翻開，油路A、B接通，以上兩式中為彈簧力。從以上兩式可以看出，改變控制口C的油液壓力pc，可以控制A、B油口的通斷。當控制油口C接油箱〔卸荷〕，閥芯下部的液壓力超過上部彈簧力時，閥芯被頂開。至于液流的方向，視A、B口的壓力大小而定，當時，液流由A至B；當時，液流由B至A。當控制口C接通壓力油，且、，則閥芯在上、下端壓力差和彈簧的