液壓控制元件.doc

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1、 第4章 液壓控制元件 在液壓系統(tǒng)中，除需要液壓泵供油和液壓執(zhí)行元件來驅(qū)動工作裝置外，還要配備一定數(shù)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、壓力的高低以及流量的大小進行預期的控制，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(tǒng)工作過程和工作特性的重要元件。 在液壓系統(tǒng)中，液壓控制閥（簡稱液壓閥）是用來控制系統(tǒng)中油液的流動方向、調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和流量的控制元件。借助于不同的液壓閥，經(jīng)過適當?shù)慕M合，可以達到控制液壓系統(tǒng)的執(zhí)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 4.1.1 液壓閥的分類 液壓閥的分類方法

2、很多，根據(jù)不同的用途和結(jié)構(gòu)，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(jié)流閥、調(diào)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(tǒng)中元件的數(shù)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(nèi)，制成結(jié)構(gòu)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(jié)流閥等。 4.1.2 對液壓閥

3、的基本要求 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基本的共同點： （1）在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都是由閥芯、閥體和驅(qū)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(diào)節(jié)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(shù)各不相同而已。 可以說，各類閥在本質(zhì)上是相同的，僅僅是由于某一特點得到了特殊的發(fā)展，才演變出了各種不同類型的閥來。 2. 液壓傳動系統(tǒng)對液壓閥的基本

4、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(nèi)泄漏少，無外泄漏； （3）結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝、維護、調(diào)整方便，通用性好。 4.2 壓力控制閥 在液壓系統(tǒng)中，壓力控制閥是用來控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)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行工作的。壓力控制閥主要有溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等。 4.2.1 溢流閥 溢流閥是通過閥口的開啟溢流，使被控制系統(tǒng)的壓力維持恒定，實現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)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結(jié)構(gòu) （1）溢流閥的工作原理 以圖

5、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(diào)壓螺釘1調(diào)節(jié)的彈簧力F的作用，下端受到系統(tǒng)壓力所產(chǎn)生的液壓作用力pA的作用。當pAF時，彈簧壓縮，閥芯上移，閥口打開，部分油液流回油箱，限制了系統(tǒng)壓力的繼續(xù)升高。當閥芯上移一定距離后，若pA=F，閥芯便在某一平衡位置不動，如果忽略閥芯質(zhì)量和其移動時產(chǎn)生的摩擦力等，系統(tǒng)壓力便保持在p=F/ A的數(shù)值上。 1-調(diào)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(tǒng)壓力是不斷變化的，

6、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(tǒng)壓力控制在調(diào)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(shù)，故系統(tǒng)的壓力基本上保持定值。 （2）直動式溢流閥的結(jié)構(gòu) 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(jīng)過閥芯3中的孔a作用在閥芯上。當液壓力小于調(diào)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，閥口打開，油液便從出油口O流回油箱，從而保證進口壓力p基本恒定。調(diào)壓手輪1調(diào)節(jié)彈簧的預壓力，便可調(diào)整溢流壓力。 當溢流閥穩(wěn)定工作時，閥芯保持在一個與溢流量相應

7、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。這樣進油腔的壓力基本保持在某一數(shù)值上，這就是直動式溢流閥控制壓力的基本工作原理。 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(diào)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，從而使溢流閥的結(jié)構(gòu)大、調(diào)整困難、調(diào)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。 直動型溢流閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但壓力受溢流量的影響較大，不適于

8、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(fā)生變化時，彈簧力變化較大，溢流閥進口壓力也隨之發(fā)生較大變化，故直動型溢流閥調(diào)壓穩(wěn)定性差。 （3）先導式溢流閥的結(jié)構(gòu) 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部分組成。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(diào)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打

9、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服彈簧力上移，溢流口開啟，實現(xiàn)溢流作用。用調(diào)壓手輪1調(diào)節(jié)先導閥的調(diào)壓彈簧預緊力，便可調(diào)整溢流壓力。 1-調(diào)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，打開閥口，實現(xiàn)溢流，這時系統(tǒng)稱為卸荷。若K口接另一個遠程調(diào)壓閥，便可對系統(tǒng)壓力實現(xiàn)遠程控制。 先導型溢流閥的先導閥部分結(jié)構(gòu)尺寸較小，調(diào)壓彈簧剛度不用很大，因此壓力調(diào)整比

10、較輕便。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，因此反應不如直動型溢流閥靈敏。 2. 溢流閥的靜態(tài)特性 溢流閥工作時，隨著溢流量的變化，系統(tǒng)壓力會產(chǎn)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(wěn)定工作時的壓力-流量特性來描述溢流閥的靜態(tài)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(tài)特性曲線。圖中為溢流閥調(diào)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達到時才溢流，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

11、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(diào)壓偏差（）比直動型溢流閥的調(diào)壓偏差（）小，所以先導型溢流閥比直動型溢流閥靜態(tài)特性好。 先導型溢流閥中主閥彈簧主要用于克服閥芯的摩擦力，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(diào)壓穩(wěn)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(chǎn)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。

12、 3. 溢流閥的應用 在液壓系統(tǒng)中，溢流閥的主要用途有以下幾方面： （1）作溢流閥用，使系統(tǒng)的壓力保持恒定； （2）作安全閥用，對系統(tǒng)起過載保護作用； （3）作背壓閥用，接在系統(tǒng)的回油路上，產(chǎn)生一定的回油阻力，以改善執(zhí)行裝置的運動平穩(wěn)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(tǒng)卸荷； （5）作遠程調(diào)壓閥用，用管道將先導式溢流閥的控制口接至調(diào)節(jié)方便的遠程調(diào)壓閥進口處，以實現(xiàn)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(tǒng)中起著非常重要的作用，系統(tǒng)的工作壓力由溢流閥調(diào)定和控制。如果溢流閥出現(xiàn)故障，就會直接影響系統(tǒng)的正常工作，有時甚至會造成

13、設備及人員傷亡事故。了解和掌握其出現(xiàn)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(tǒng)壓力波動 調(diào)節(jié)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(jīng)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(chǎn)生不規(guī)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(tǒng)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(jīng)過良好磨合 更換主閥芯或修磨

14、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(diào)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(tǒng)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(diào)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(diào)整彈簧折斷或未裝入 更換或補裝調(diào)整彈簧 錐閥或鋼球末裝 補裝錐閥或鋼球 錐閥碎裂

15、更換錐閥 系統(tǒng)壓力升不高 閥結(jié)構(gòu) 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 4.2.2 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(tǒng)的某一部分的壓力要求穩(wěn)定在比供油壓力低的壓力上時，一般常用減壓閥來實現(xiàn)。它在系統(tǒng)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

16、的場合。減壓閥也是依靠液壓力和彈簧力的平衡進行工作的。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結(jié)構(gòu) 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(guī)格的直動式溢流閥，不同的是主閥結(jié)構(gòu)。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(jīng)過節(jié)流口d產(chǎn)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(jīng)孔a和b流入主閥芯9左端的c腔，再經(jīng)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)作用

17、。當出口壓力低于閥的調(diào)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(diào)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(diào)定壓力為止，從而維持出口壓力基本恒定。 1 調(diào)節(jié)螺母 2 鎖緊螺母 3 調(diào)節(jié)桿 4 調(diào)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(qū)別 減壓閥的外形和閥體與溢流閥比較相似，但它們的結(jié)構(gòu)、工作原理和圖形符號都是不相同的，其主要區(qū)別如下： （1）減壓閥利用出口油壓力與彈簧力相平衡，以保持出口壓力基本不變，而溢流閥

18、則利用進口油壓力與彈簧力相平衡，并保持進口壓力基本不變； （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(nèi)部通道經(jīng)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，供給低壓回路使用，如控制回路、潤滑系統(tǒng)以及夾緊、定位和分度等裝置回路。 （2）穩(wěn)定壓力。減壓閥輸出的二次壓力比較穩(wěn)定，供給執(zhí)行裝置工作可以避免一次壓力油波動對它的影響。 （3）與單向閥并聯(lián)，實現(xiàn)單向減壓。 （4）遠程減壓。減壓閥遙控口K接遠程調(diào)壓閥可以實現(xiàn)遠程減壓，但必須是遠程控制減壓后

19、的壓力在減壓閥壓力調(diào)定值的范圍之內(nèi)。 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(wěn)定重要作用。如果減壓閥出現(xiàn)故障，就會直接影響系統(tǒng)的正常工作，了解和掌握其出現(xiàn)的故障原因，對系統(tǒng)安全可靠工作是必須的。 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(diào)壓彈簧太硬或發(fā)生彎曲被卡住 更換合適的彈簧 閥芯與閥座孔配合不良

20、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(wěn)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(chǎn)生變形或在閥芯中被卡住，使閥芯移動困難 更換合適的彈簧 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(diào)壓彈簧變形 更換調(diào)壓彈簧 液壓系統(tǒng)內(nèi)進入空氣 排除液壓系統(tǒng)內(nèi)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(guī)定值 密封件老化或磨損 更換密封件

21、錐閥與閥座孔接觸不良或磨損嚴重 修磨錐閥，研磨閥體孔，使其配合緊密 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(tǒng)中液體壓力控制閥口通、斷的壓力閥，因用于控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行裝置動作的先后順序而得名。 1. 順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理與溢流閥基本相同，唯一的區(qū)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(nèi)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(jù)控制壓力的不同，又可分為內(nèi)控式和外控式兩種。 如圖4-6所示為直動式內(nèi)控順序閥的工作原理。當進油口壓力為，產(chǎn)生的液壓力低于調(diào)壓彈簧的調(diào)定壓力時

22、，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(chǎn)生的液壓力達到或超過彈簧的調(diào)定壓力時，閥芯才有足夠的力量克服彈簧力而使閥芯右移，將閥口打開，壓力油自出油口輸出，順序閥的泄漏油液經(jīng)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(diào)壓彈簧 4-閥蓋 5-調(diào)節(jié)桿 6-鎖緊螺母 7-調(diào)節(jié)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(xiàn)多個執(zhí)行裝置的順序動作。 （2）用于壓力油卸荷，作雙泵供油系統(tǒng)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

23、閥用，接在回油路上，增大背壓，使執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)。 3. 順序閥的故障分析與排除 順序閥在液壓系統(tǒng)中的主要用途是控制多執(zhí)行器之間的順序動作。如果順序閥出現(xiàn)故障，就會直接影響系統(tǒng)的動作節(jié)拍，釀成事故。因此，了解和掌握其出現(xiàn)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，使滑閥在打開位置上卡死 研磨滑閥與閥體孔使配合間隙合符要求 油液太臟，滑閥在打開位置上被卡死 檢查油質(zhì)，過濾或更換，清洗滑閥與閥體，使滑閥能靈活移動

24、 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(diào)壓彈簧斷裂 更換彈簧 滑閥彈簧太軟，使滑閥不能復位 更換軟硬合適的彈簧，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(guī)定范圍內(nèi) 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(zhì)量，若不符合要求，應對油液進行過濾或更換。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

25、力不足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(diào)節(jié)彈簧太硬或壓力調(diào)得太高 更換軟硬合適的彈簧，適當調(diào)整壓力 調(diào)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(nèi)移動不靈活 用金相砂紙拋光滑閥外圓若彎曲變形嚴重校正困難時，需更換滑閥 調(diào)壓彈簧調(diào)整不當 重新調(diào)整所需要的壓力 調(diào)壓彈簧變形，最高壓力調(diào)不上去 更換調(diào)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，使之達到規(guī)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

26、接處螺釘 4.2.4 壓力繼電器 壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的電液控制元件（液電轉(zhuǎn)換開關）。當液壓系統(tǒng)中的油液壓力達到壓力繼電器的調(diào)節(jié)壓力時，即發(fā)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(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)順序動作，或關閉電機，使系統(tǒng)停止工作，起安全保護作用等。 1. 壓力繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理 壓力繼電器按其結(jié)構(gòu)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結(jié)構(gòu)，它主要由柱塞1、頂桿2、調(diào)節(jié)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(tǒng)相通，壓力油作用在柱塞的下端，當系統(tǒng)壓力的液壓力大于彈簧

27、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(diào)節(jié)螺母，改變彈簧對柱塞作用力的大小，可以調(diào)節(jié)發(fā)出電信號時油的壓力數(shù)值。 1-柱塞 2-頂桿 3-調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)和帶延時調(diào)節(jié)的；按動作值的調(diào)節(jié)方式可分為彈簧調(diào)節(jié)型和開關位置調(diào)節(jié)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(chǎn)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）用于安全保護。 （2）用

28、于控制執(zhí)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(diào)整與使用 壓力繼電器是將液壓壓力訊號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦?，實現(xiàn)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(zhí)行元件從一種狀態(tài)(如動作）改變?yōu)榱硪环N狀態(tài)（如復位）時進油腔壓力的變化范圍（返回區(qū)間）；重復精度是指在相同的調(diào)定壓力下，執(zhí)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(guī)格的壓力繼電器規(guī)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(fā)揮其可靠的開關性能，必須予以調(diào)整，壓力繼

29、電器的調(diào)整正確與否，常常是使用中少出故障的關鍵所在，其調(diào)整方法：①當系統(tǒng)壓力波動較大（負載變化大）時，為防止誤發(fā)動作訊號，需調(diào)出一定寬度的返回區(qū)間 （靈敏度）。返回區(qū)間調(diào)節(jié)太小，即過于靈敏，容易誤發(fā)動作。調(diào)節(jié)時，先調(diào)副彈簧，決定返回區(qū)間值的大小。一般螺釘擰入得越多，返回區(qū)間值越大。然后再調(diào)主彈簧，定出動作時發(fā)訊壓力值(動作壓力）；②當系統(tǒng)壓力被動不大，對返回區(qū)間無特殊要求，即被動值不至于導致誤發(fā)訊號時，其調(diào)整順序是：先將副彈簧調(diào)節(jié)螺釘松開，然后再調(diào)主彈簧（旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘1）定出發(fā)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(fā)動作以及不發(fā)訊號，正確使用和調(diào)

30、整可避免此類故障。 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(fā)信號 修復或更換 微動開關發(fā)信號，但調(diào)節(jié)彈簧永久變形、壓力-位移機構(gòu)卡阻、感壓元件失效 更換彈簧；拆洗壓力-位移機構(gòu)；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(gòu)卡阻；微動開關支架變形或零位可調(diào)部分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(gòu)；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

31、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，達到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運行速度的目的。按其功能和用途，可分為節(jié)流閥、調(diào)速閥等。 液壓系統(tǒng)中使用的流量控制閥應滿足以下要求：調(diào)節(jié)范圍足夠大；能保證穩(wěn)定的最小流量；溫度和壓力對流量的影響要??；調(diào)節(jié)方便；泄漏小等。 4.3.1 節(jié)流口的形式和流量特性 任何一個流量控制閥都有一個節(jié)流部分，即節(jié)流孔口或縫隙，簡稱節(jié)流口，其大小以通流面積來度量。改變節(jié)流口通流截面積大小，即可達到調(diào)節(jié)執(zhí)行裝置運動速度的目的。 1. 節(jié)流口的形式 節(jié)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。

32、其中，圖4-8a 為針閥式節(jié)流閥口，閥芯做軸向移動，便可調(diào)節(jié)流量。圖4-8b 為偏心槽式節(jié)流口，轉(zhuǎn)動閥芯來改變通流截面積大小，即可調(diào)節(jié)流量。這兩種節(jié)流口結(jié)構(gòu)簡單，工藝性能好，但流量不夠穩(wěn)定，容易堵塞，一般用于要求不高的場合。 （a）針閥式節(jié)流口（b）偏心槽式節(jié)流口（c）軸向三角溝式節(jié)流口 （d）周向縫隙式節(jié)流口（e）軸向縫隙式節(jié)流口 圖4-8 節(jié)流口的形式 圖 4-8c為軸向三角溝式節(jié)流口，軸向移動閥芯，便可調(diào)節(jié)流量。此種節(jié)流口結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，流量穩(wěn)定性好，不易堵塞，故應用廣泛。圖4-8d為周向縫隙式節(jié)流口，閥芯上沿圓周開有一段狹縫，旋轉(zhuǎn)閥芯可以改變縫隙的通流截面積，使流

33、量得到調(diào)節(jié)。圖4-8e為軸向縫隙式節(jié)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(diào)節(jié)流量。后兩種節(jié)流口性能較好，但結(jié)構(gòu)復雜，加上要求較高，故用于流量調(diào)節(jié)性要求高的場合。 2. 節(jié)流口流量特性 由流體力學知識可知，液流流經(jīng)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(jié)流方程式來表示： 式中 q——流經(jīng)孔口或縫隙的流量； K——孔口的形狀系數(shù)，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(shù)，0.5≤m≤1。當孔口薄壁小孔時，m =0.5；當孔口細長孔，

34、m =1。 由上式可知，當通流截面積調(diào)定以后，通過節(jié)流口的流量是和節(jié)流口前后的壓力差、液壓油的溫度以及節(jié)流口形狀等因素密切相關的。 （1）壓力差對流量穩(wěn)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(wěn)定。另外，流量的穩(wěn)定性還受m的影響，節(jié)流閥指數(shù)m越大，Δp的變化對流量的影響也越大，因此節(jié)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(wěn)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(jié)流口堵塞對流量穩(wěn)定性的影響 實驗表明，當節(jié)流口的通流截面積很小時，在保持其他

35、因素都不變的情況下，通過節(jié)流口的流量會出現(xiàn)周期性的脈動，甚至造成斷流，這就是節(jié)流口的堵塞現(xiàn)象。堵塞現(xiàn)象產(chǎn)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表面的吸附現(xiàn)象，使節(jié)流口表面形成一層牢固的邊界吸附層。發(fā)生堵塞現(xiàn)象后，由于改變了原來調(diào)節(jié)好了的節(jié)流口通流截面積，因而使流量發(fā)生變化，影響了流量的穩(wěn)定性。節(jié)流口的堵塞現(xiàn)象使節(jié)流口在很小流量下工作時流量不穩(wěn)定，以至出現(xiàn)執(zhí)行裝置的爬行現(xiàn)象。因此，每個節(jié)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(jié)流元件的最小穩(wěn)定流量。 4.3.2 節(jié)流閥 節(jié)流閥是一個最簡單又最基本的流量控制閥，其實質(zhì)相當于一個可變的節(jié)流口。 1.閥的結(jié)構(gòu)和工作

36、原理 如圖4-9所示為一種普通節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)，這種節(jié)流閥的節(jié)流口形式為軸向三角槽式，壓力油從進口進入節(jié)流閥，經(jīng)孔道b流至環(huán)形槽d，再經(jīng)閥芯7左端狹小的軸向三角溝（節(jié)流口）c，由出油口 流出。轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)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(jié)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(jié)流口通流截面積變大，這樣就調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)手柄 4-套 5-推桿 6-閥體 7-閥芯 8-彈簧 9-后蓋 圖4-9 節(jié)流閥 這種節(jié)流閥的特點是，出油口的壓力油通過閥芯中間

37、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(diào)節(jié)比較輕便。 2.節(jié)流閥的應用 （1）應用在定量泵與溢流閥組成的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，起節(jié)流調(diào)速作用。 （2）在流量一定的某些液壓系統(tǒng)中，改變節(jié)流閥節(jié)流口的通流截面積將導致閥的前后壓力差改變。此時，節(jié)流閥起負載阻尼作用，簡稱為液阻。節(jié)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(fā)生突變的部位安裝節(jié)流閥，可延緩壓力突變的影響，起保護作用。普通節(jié)流閥由于負載和溫度的變化對其流量穩(wěn)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(wěn)定性要求較低的液壓系統(tǒng)。 3. 節(jié)流閥的故障分析與排除 節(jié)流閥利用通流截面積的改變來調(diào)節(jié)

38、通過流量，以實現(xiàn)對執(zhí)行機構(gòu)運動速度的無級調(diào)速。節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡單緊湊，在一般油路中足以可滿足工作需要。但節(jié)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(wěn)定，因而不適用負載變化較大或?qū)λ俣鹊姆€(wěn)定性要求較高的液壓系統(tǒng)中。 節(jié)流閥常見故障與排除方法，如表4-5。 表4-5 節(jié)流閥常見故障與排除方法 常見故障 原因分析 排除方法 節(jié)流作用失靈 節(jié)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 用尼龍刷等清除閥孔內(nèi)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(jié)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

39、配合間隙過小或過大，造成閥芯卡死或泄漏大，導致節(jié)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(nèi)，重新使用時，出現(xiàn)節(jié)流調(diào)節(jié)失靈現(xiàn)象 經(jīng)常拆檢或換油 閥芯與閥孔內(nèi)外圓柱面出現(xiàn)拉傷劃痕，使閥芯運動不靈活，或者卡死，或者內(nèi)泄漏大，造成節(jié)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(wěn)定 油液未經(jīng)精密過濾，油中雜質(zhì)堆積和粘附在節(jié)流通道壁上，通流面積減少，使執(zhí)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(jié)流閥前應安設濾油器，保持油液干凈和注意

40、換油 油液中極化分子和金屬表面的吸附現(xiàn)象造成堵塞 采用電位差小的金屬作節(jié)流閥 壓力油通過節(jié)流縫隙時要產(chǎn)生壓力損失，它使油溫局部升高，油液氧化變質(zhì)，在節(jié)流口部位析出膠質(zhì)、瀝青、炭渣等物，附于節(jié)流口壁面，使有效通流面積減少，甚至堵塞 采用薄刃口節(jié)流 混在油液中的機械雜質(zhì)（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(jié)流縫隙時造成堆積，堵塞節(jié)流通道，造成流量不穩(wěn)定 清洗節(jié)流口，查明油液污染情況，采取換油等措施 節(jié)流閥調(diào)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(diào)節(jié)桿在支承套上旋轉(zhuǎn)松動，使節(jié)流閥的開度發(fā)生改變，引起流量變化 消除機械振動的振源，

41、可使用帶鎖調(diào)節(jié)手柄的節(jié)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(jié)流開口的流量增大，但也可能因內(nèi)泄漏增加而減少，出現(xiàn)流量不穩(wěn)定的現(xiàn)象 換油或采取降低油溫等方法 系統(tǒng)負載變化大，導致油缸工作壓力變化 改節(jié)流閥為調(diào)速閥 磨損使配合間隙增大，內(nèi)泄漏嚴重 保證節(jié)流閥芯與閥孔臺的配合間隙 系統(tǒng)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(wěn)定 排除系統(tǒng)內(nèi)空氣。減少系統(tǒng)發(fā)熱，更換粘度指數(shù)高的油液等。 節(jié)流閥的外泄漏大，造成流量不穩(wěn)定 保證節(jié)流閥芯與閥孔臺的配合間隙 外泄漏 調(diào)節(jié)桿上螺紋與O形圈槽不同心或支承套O形圈凹槽過深，產(chǎn)生泄漏 將調(diào)節(jié)桿改

42、為兩件，這樣同心度容易保證 調(diào)節(jié)桿上O形圈溝槽尺寸不對，使得密封不良，從調(diào) 節(jié)桿螺紋處外漏。 更換調(diào)節(jié)桿 內(nèi)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(nèi)。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行磨配研 油溫過高 換油或采取降低油溫等方法 4.3.3 調(diào)速閥 要避免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(jié)流口前后壓差不變。調(diào)速閥就是根據(jù)這一設想而產(chǎn)生的。 1. 調(diào)速閥工作原理 1-減壓閥芯 2-節(jié)流閥 圖4-10

43、調(diào)速閥工作原理及其圖形符號 如圖4-10所示為調(diào)速閥工作原理圖，它由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)組成。壓力油自調(diào)速閥進口進入減壓閥，進口壓力為，經(jīng)減壓后壓力降為，再進入節(jié)流閥，節(jié)流后壓力為（即調(diào)速閥出口壓力），又經(jīng)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某一平衡位置時（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(nèi)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，可以認為基本保持不變，故節(jié)流閥兩端壓力差也基本保持不變，這就保證了通過節(jié)流閥的流量穩(wěn)定。 調(diào)速閥與節(jié)流閥的流量特性（ q與Δq之關系）曲線如圖

44、4-11所示。由圖中曲線可以看出，節(jié)流閥的流量隨其進出口壓差的變化而變化。調(diào)速閥在其進出口壓差大于一定值后，流量基本不變。但在調(diào)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，減壓口全部打開，不起減壓作用，此時流量特性與節(jié)流閥相同（曲線重合部分）。所以，要保證調(diào)速閥正常工作，應使其進出口最小壓差Δpmin＞0.5 MPa。 圖4-11 調(diào)速閥與節(jié)流閥的流量特性 2. 調(diào)速閥的應用 調(diào)速閥和節(jié)流閥一樣，也是在定量泵液壓系統(tǒng)中，與溢流閥配合組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運動速度。由于調(diào)速閥的流量與負載變化無關，因此適用于執(zhí)行元件的負載變化大、而運動速度穩(wěn)定性又要求較高的

45、節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。 3. 調(diào)速閥的故障分析與排除 調(diào)速閥常見故障與排除方法，如表4-6。 表4-6 調(diào)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(gòu)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(diào)節(jié)壓差 節(jié)流閥流量調(diào)節(jié)手柄調(diào)節(jié)時十分費勁 調(diào)節(jié)桿被污物卡住，或調(diào)節(jié)手柄螺紋配合不好 拆洗或更滑調(diào)節(jié)手柄 用于進油節(jié)流調(diào)速時，調(diào)速閥出口壓力過高 卸下壓力，再調(diào)節(jié)手柄 節(jié)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(jié)流閥 拆洗和去毛刺，使減壓閥芯能靈活移動。

46、調(diào)速閥進出油口接反了，會使減壓閥閥芯總趨于關閉，造成節(jié)流作用失靈 拆檢并調(diào)節(jié) 調(diào)速閥進口與出口壓力差太小，產(chǎn)生流量調(diào)節(jié)失靈。 檢查并調(diào)節(jié)壓差 流量不穩(wěn)定 定差減壓閥移動不靈活，不能起到壓力反饋作用，使流量不穩(wěn)定 拆開該閥端部的螺塞，從閥套中抽出減壓悶芯，進行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(diào)速閥中減壓閥芯與閥蓋上壓力反饋小孔阻塞，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饋小孔，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(diào)速閥的內(nèi)外泄

47、漏量大，導致流量不穩(wěn)定 拆檢并防止泄漏 出進油口接反，使調(diào)速閥如同一般節(jié)流閥而無壓力反饋補償作用 拆檢并調(diào)整 內(nèi)外泄漏 同節(jié)流閥 同節(jié)流閥 4.4 方向控制閥 在液壓系統(tǒng)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(tǒng)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結(jié)構(gòu)，壓力油從閥體左端的通口流入時

48、，克服彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯向右移動，打開閥口，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服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(chǎn)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結(jié)構(gòu)，當控制口K處無壓力油

49、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(cè)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結(jié)構(gòu)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(tǒng)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(tǒng)過載或液壓沖擊時影響液壓泵的正常工作或?qū)σ簤罕迷斐蓳p害；分

50、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(tǒng)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(tǒng)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(nèi)泄漏 閥體面拉毛、拉有溝槽和錐面與內(nèi)圓面不同心時，會引起嚴重內(nèi)泄漏 校正結(jié)合面，重磨閥體面 閥芯面在使用較長時間后，會產(chǎn)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(chǎn)生嚴重內(nèi)泄漏 校正結(jié)合面，重磨閥芯面

51、閥體材質(zhì)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(fā)生崩裂小塊，從而致使內(nèi)泄露 更換材質(zhì)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(nèi)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清除干凈，將單向閥閥芯卡死在打開的位置上 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．卡死在打開的位置 適當配研閥芯，消除因油溫和壓緊力過大造成的閥芯卡死

52、現(xiàn)象 污物進入閥孔與閥芯的配合間隙內(nèi)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(zhì)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(jié)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(fā)生在安裝面及螺紋堵頭處

53、 檢查該位置處的O形圈密封是否可靠，根據(jù)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(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動機構(gòu)的啟動、停止或變換運動方向。液壓傳動系統(tǒng)對換向閥性能的主要要求是： （1）油液流經(jīng)換向閥時壓力損失要?。? （2）互不相通的油口間的泄漏要??； （3）換向要平穩(wěn)、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(shù)不同有二

54、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(zhuǎn)閥和球閥等。系列化和規(guī)格化了的標準換向閥，有專門的工廠生產(chǎn)。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(nèi)做相對運動來達到使油路換向的目的。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(jīng)A口輸向液壓缸左腔，液壓缸右腔的油經(jīng)B口流回油箱，液壓缸活塞向右運動；反之，若閥芯向左移動某一距離時，液流反向，活塞向左運動。 圖4-14 換向閥的工作原理 圖4-1

55、4a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(shù)﹑通數(shù)及相應的圖形符號 換向閥中閥芯相對于閥體的運動需要

56、有外力操縱來實現(xiàn)，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(xiàn)的，它可以實現(xiàn)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

57、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(tǒng)保持壓力，執(zhí)行元件閉鎖；可用于多個換 向閥并聯(lián)工作 H 型 P、A、B、T 口全部連通；液壓泵不卸荷，執(zhí) 行元件兩腔連通，處于浮動狀態(tài)，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(zhí)行元件兩腔連通，處于浮動狀態(tài)，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 X 型 P、A、B、T 口處于半開啟狀態(tài)；液壓泵基本 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(zhí)行 元件兩

58、腔相通，可以實現(xiàn)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(zhí)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(zhí)行元件兩腔通，雙活塞桿液壓缸和液壓馬 達處于浮動狀態(tài) 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

59、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(nèi)才能正常工作。 （2）壓力損失 當油液通過換向閥的閥口時，產(chǎn)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始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(nèi)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(nèi)泄漏量。過大的內(nèi)泄漏量不僅會降低了系統(tǒng)的效率，引起油液過熱，而且還會影響執(zhí)行機構(gòu)的正常工作。

60、3. 換向閥的結(jié)構(gòu) （1）手動換向閥 手動換向閥是利用手動杠桿機構(gòu)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(gòu)。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服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(nèi)（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(jù)需要進行調(diào)節(jié)，使其在換向的過程中兼有節(jié)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

61、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(chǎn)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(tǒng)與液壓系統(tǒng)之間的信號轉(zhuǎn)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(fā)出的電信號進行控制，故操縱方便

62、，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10 mm。 如圖 4-19所示為二位三通交流電磁閥結(jié)構(gòu)。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結(jié)構(gòu)。 圖4

63、-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結(jié)構(gòu)。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。

64、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結(jié)構(gòu)，當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(jīng)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(jié)流閥經(jīng)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(jié)流閥調(diào)節(jié)），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；當先導電磁

65、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基本相似。 綜上所述，電液動換向閥的工作原理是：當電訊號傳

66、給先導閥時，先導閥使控制壓力油通往液動閥的某一控制端，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(zhí)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(xiàn)油路的通、斷或改變液流的方向，從而實現(xiàn)液壓執(zhí)行元件的啟動、停止或運動方向的變換。解決換向閥的故障對保障液壓系統(tǒng)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 進行修理或更換 電磁鐵推動力不足或漏磁 進行修理或更換 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) 修理配合間隙達到要求，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 修理配研間隙達到要求 閥芯與閥體孔配合太緊 修理配研間隙達到要求 閥芯表面有毛刺