液压控制阀的维护、故障诊断与处

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上一页,下一页,返回本章,武汉软件工程职业技术学院,返回本节,结 束,第三节 液压控制阀的维护、故障诊断与处理,2009 年 11 月 机 械 工 程 系,教学要求,掌握溢流阀的种类、结构原理及应用,掌握减压阀的结构原理及应用,掌握顺序阀的结构原理及应用,了解压力继电器的原理,目录,3.1 溢流阀,3.2 减压阀,3.3 顺序阀,3.4 节流阀,3.5 流量控制阀,3.6 电磁换向阀,3.7 电液换向阀,3.8 液控单向阀,3.9 压力继电器,阀芯左移,阀芯右移,阀芯右移,液压阀的分类,1、按用途分类：,压力控制阀,流量控制阀,方向控制阀,液压阀的分类,2、按阀口结构形式分：,滑阀,锥阀,球阀,转阀,喷嘴挡板阀,液压阀的分类,3、按连接形式分类：,螺纹连接阀（管式阀）,板式阀,法兰连接阀,叠加阀,插装阀,液压阀的分类,3、按连接形式分类：,螺纹连接阀（管式阀）,液压阀的分类,3、按连接形式分类,：,螺纹连接阀（管式阀）,板式阀,液压阀的分类,3、按连接形式分类,：,螺纹连接阀（管式阀）,板式阀,法兰连接阀,液压阀的分类,3、按连接形式分类,：,螺纹连接阀（管式阀）,板式阀,法兰连接阀,叠加阀,液压阀的分类,3、按连接形式分类：,螺纹连接阀,（管式阀）,板式阀,法兰连接阀,叠加阀,插装阀,溢流阀,减压阀,顺序阀,压力控制阀,3.1,溢流阀,按结构形式分,直动型溢流阀,先导型溢流阀,直动式溢流阀,工作原理,原始状态，阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，进出油口隔断。当液压力等于或大于弹簧力时，阀芯上移，阀口开启，进口压力油经阀口溢回油箱。此时阀芯受力平衡，阀口溢流满足压力流量方程。,阀芯受力：,P,A,与,F,s,直动式溢流阀结构,直动型溢流阀由阀芯、阀体、弹簧、上盖、调节杆、调节螺母等零件组成。阀体上进油口旁接在泵的出口，出口接油箱。,先导式溢流阀,结构,由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，且上腔作用面积略大于下腔作用面积，其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。,工作原理,油液从进油口P进入，经阻尼孔7进入主阀弹簧腔，并作用在先导阀锥阀芯上。当进油压力低于先导阀弹簧调定力时，阀内无油液流动。当压力升高到先导阀的弹簧力时，先导阀口打开，主阀弹簧腔的油液流过先导阀口并经阀体上的通道（内泄油口）和回油口O流回油箱。此时，主阀芯在压力差的作用下克服弹簧阻力上移，P与O油口连通，实现溢流稳压。外控口K接一直动型溢流阀可实现远程调压,先导式溢流阀的工作原理,遥控口,K,的作用：控制,P,1,变化使进口压力,P,2,受到控制,讨论：当,h,孔堵塞或,e,孔堵塞后会产生什么后果,溢流阀的应用,溢流阀旁接在泵的出口，用来限制系统压力的最大值，对系统起过载保护作用，称为,安全阀,。,电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使,泵卸载,。,溢流阀旁接在泵的出口，用来保证系统压力恒定，起,溢流稳压,作用，称为调压阀,。,溢流阀接在执行元件的出口，用来保证系统运动平稳性，称为,背压阀,减压阀,减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。,按调节要求不同，有定值减压阀，定差减压阀，定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀。,工作原理,与先导型溢流阀比较,减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值。,减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭。,减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出口。,减压阀与溢流阀一样有遥控口。,减压阀的特点,减压回路,减压阀的应用,减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力或使出口压力稳定的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。必须说明，减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。,稳压回路,直动式顺序阀,先导式顺序阀,顺序阀,顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀。,按结构可分为直动式和先导式；按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。,顺序阀的四种结构及符号,内控内泄,内控外泄,外控内泄,外控外泄,通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。,顺序阀的应用,控制多个执行元件顺序动作。,其进口压力先要达到阀的调定压力，而出口压力取决于负载。当负载压力高于阀的调定压力时，进口压力等于出口压力，阀口全开；当负载压力低于调定压力时，进口压力等于调定压力，阀的开口一定。,作背压阀,串联在执行元件的回油路上，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。,与单向阀组成平衡阀,用于支撑立式液压缸及执行机构的重量，防止液压缸因自重下落。,控制双泵系统中大流量泵卸荷,泵,1,为低压大流量泵，泵,2,为高压小流量泵。快速进退时，,p,较低，顺序阀,3,关闭，两泵同时供油；,慢速工进时，,p,较高，顺序阀,3,开启，高压小流量泵,2,供油，高压大流量泵,1,卸荷。,压力控制阀（三种压力阀的比较）,1、实现的功能,溢流阀：,控制阀的进口压力,减压阀：,控制阀的出口压力,顺序阀：,控制油路的通断,溢流阀,减压阀,顺序阀,先导型,一般符号（直动型）,压力控制阀（三种压力阀的比较）,2、控制压力油的来源,溢流阀,：,进口压力,减压阀,：,一般为出口压力（也可以是进口压力）,顺序阀：,可以是进口压力，也可以是系统中其它处的压力,溢流阀,减压阀,顺序阀,先导型,一般符号（直动型）,压力控制阀（三种压力阀的比较）,3、泄漏油的回油方式：,溢流阀：,与（在阀内部）溢流流量同出口回油（内泄）,减压阀,：,单独设泄油口回油（外泄）,顺序阀：,可以单独设泄油口回油，也可以（在阀内部）同主阀口流量同出口回油,溢流阀,减压阀,顺序阀,先导型,一般符号（直动型）,压力控制阀（三种压力阀的比较）,4、在系统中所起的作用,：,溢流阀：,安全阀、溢流阀、背压阀、卸荷阀、远程调压,减压阀：,减低局部回路的工作压力（限制局部回路的最高工作压力）,顺序阀：,顺序控制、平衡（限速）作用、背压阀和卸荷阀,溢流阀,减压阀,顺序阀,先导型,一般符号（直动型）,压力控制阀（三种压力阀的比较）,5、主阀口状态,：,溢流阀：,原始状态阀口常闭，工作过程时阀口开启,减压阀：,原始状态阀口常开，工作过程中阀口微开,顺序阀：,原始状态阀口关闭，工作过程中阀口开启,溢流阀,减压阀,顺序阀,先导型,一般符号（直动型）,溢流阀、减压阀、顺序阀的比较,结构基本相同，只是泄油路不同,结构,利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，通过改变滑阀开口量大小，来控制系统的压力，,工作原理,不控制回路的压力，只控制回路的通断,减压、稳压,限压、保压、稳压,功用,实现顺序动作时串联,作泄荷阀时并联,串联,并联,在系统中的连接方式,常闭,常开,常闭,状态,外泄式,外泄式,内泄式,泄油形式,与执行元件相连,与减压回路相连,出油口与油箱相连,出油口情况,顺序阀,减压阀,溢流阀,名称,项目,3.5 流量控制阀,流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。普通流量控制阀包括节流阀、调速阀。,节流阀,调速阀,流量控制原理,流经薄壁小孔的流量,q,=,c,d,A,(,2,p,/,),1/2,流经细长孔的流量,q,=(,d,4/,128l,),p,综合两式得通用节流方程,q,=,KA,p,m,若,C,，,p,，,m,为定值，则流量,q,便只,取决于过流断面积,A,一旦调定,A,，流,量不再发生变化，实际中，有许多因,素影响着流量的稳定性。,节流阀,影响流量稳定性的因素,负载变化的影响,负载变化，引起工作压力变化，导致节流阀前后压差p发生变化，从而引起流量变化。,温度变化的影响,温度变化引起油液粘度产生变化，使流量系数C发生变化，流量也随之变化。,油液的清洁度,油液中的杂质使阀口面积A发生变化，影响流量的稳定性. 同时油液中的杂质，在节流口表面形成阻塞，流量发生波动。,常用节流口的形式,针阀式,图中为针阀式节流元件。当针阀阀芯作轴向移动时，即可改变环形节流口的通流面积。其优点是结构简单、制造容易。但节流通道较长，水力直径小，易堵塞，温度变化对流量稳定性影响较大，一般用于对性能要求不高的场合.,偏心槽式,图中为偏心槽式结构。阀芯上开有截面为三角形的偏心槽，转动阀芯即可改变通流面积的大小。其节流口的水力直径较针阀式节流口大，因此其防堵性能优于针阀式节流口，其它特点和针阀式节流口基本相同。这种结构形式阀芯上的径向力不平衡，旋转时比较 费劲，一般用于压力较低，对流量稳定性要求不高的场合。,轴向三角槽式,阀芯作轴向移动时，改变了通流面积的大小。这种节流口结构简单，工艺性好，水力直径中等，可得较小的稳定流量，调节范围较大。由于几条三角槽沿周围方向均匀分布，径向力平衡，故调节时所需的力也较小。但节流通道有一定长度，油温变化对流量有一定影响。这是一种目前应用很广的节流口形式。,周向隙缝式,在阀芯圆周方向上开有一狭缝，旋转阀芯就可改变通流面积的大小。所开狭缝在圆周上的宽度是变化的，尾部宽度逐渐缩小,在小流量时其通流截面是三角形，水力直径较大，因此有较小的稳定流量。节流口是薄壁结构，油温变化对流量影响小。但阀芯所受径向力不平衡。这种节流阀应用于低压小流量系统时，能得到较满意的性能。,轴向隙缝式,在阀芯衬套上先铣出一个槽，使该处厚度减薄，然后在其上沿轴向开有节流口。当阀芯轴向移动时，就改变了通流面积的大小。开口很小时通流面积为正方形，水力直径大，不易堵塞，油温变化对流量影响小。这种结构的性能与周向隙缝式节流口的相似。,节流阀,结构原理,节流阀主要由阀芯、阀体和螺母组成。阀体上开有进油口和出油口；阀芯上开有三角尖槽，油液从进油口P1进入,经阀芯上的三角槽节流口后,由出油口P2 流出。调节手轮，可使阀芯作轴向移动 以改变节流口的通流面积。弹簧用于顶紧阀芯保持阀口开度不变。,节流阀工作原理,节流阀的应用,节流调速,当节流阀前后压差p一定时，改变A,T,可改变流经节流阀流量,负载阻尼作用,流量一定时改变A,T,可改变阀前后压力差,压力缓冲作用,当流量等于零时，按照节流元件可延缓压力突变的影响。,调速阀,调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成。,压力油,p,1,先经定差减压阀，然后经节流阀流出。节流阀进、出口压力油,p,2,、,p,3,经阀体流道被引至定差减压阀阀芯的两端，,(,p,2,-,p,3,),与定差减压阀的弹簧力进行比较，因定差减压阀阀口的压力补偿作用，使得,(,p,2,-,p,3,),基本不变。,结构原理,溢流调速阀,该阀又称为溢流节流阀，由节流阀与差压式溢流阀并连而成，阀体上有一个进油口，一个出油口，一个回油口。这里节流阀既是调节元件，又是检测元件；差压式溢流阀是压力补偿元件，它保证了节流阀前后压力差,p,基本不变。,电磁换向阀,以电磁铁为动力实现换向的阀，,阀芯运动借助于电磁力和弹簧力的共同作用。,湿式电磁铁,干式电磁铁,直流电磁铁：,工作可靠、换向平稳、寿命长,交流电磁铁：,电路简单、吸合力大、噪声大、可靠性差,二位三通电磁换向阀,结构及职能符号,电磁铁不得电，阀芯在右端弹簧的作用下，处于左极端位置（右位），油口P与A通，B不通；电磁铁得电产生一个电磁吸力，通过推杆推动阀芯右移，则阀左位工作，油口P与B通，A不通。,如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合，又可组成三位的电磁换向阀，电磁铁得电分别为左右位，不得电为中位（常位）。,电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于,100 L/min,。,对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。,三位三通电磁换向阀,电液换向阀,电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成，液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向，称为先导阀。,单向阀,普通单向阀,作用,控制油液的单向流动（正向导通，反向截止）,性能要求,正向流动阻力损失小，反向时密封性好， 动作灵敏,结构,a)管式连接 b）板式连接,工作原理,左端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液从右端流出；若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。,正向导通,反向截止,图形符号,参数,单向阀的弹簧主要用来克服阀芯的摩擦阻力和惯性力，使阀芯可靠复位，为了减小压力损失，弹簧刚度较小，一般单向阀的开启压力为0.03 MPa0.1 MPa。如换上刚度较大的弹簧，使阀的开启压力达到0.2MPa0.6MPa，便可当背压阀使用,。,普通单向阀的应用,常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。,被用来分隔油路以防止高低压干扰。,与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等。,安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为,0.3,0.5,MPa,。,液控单向阀,液控单向阀是一种通入控制压力油打开阀芯实现液流反向流通的单向阀。它在普通单向阀的基础上多了一个控制口，当控制口X未接压力油时，该阀相当于一个普通单向阀；若控制口接压力油，则油液可双向流动。,p,x,=0 A到B通，B到A不通；,p,x,0 A到B通，B到A通。,液控单向阀结构,不同结构,根据控制活塞上腔的卸油方式不同，分为内卸式和外卸式。,双向液压锁,液控单向阀的应用,用于保压回路,用于锁紧回路,需要指出，控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。,压力继电器,压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。,按结构特点分为柱塞式、弹簧管式和膜片式。压力油作用在柱塞下端，液压力直接与弹簧力比较。当液压力大于或等于弹簧力时，柱塞向上移压微动开关触头，接通或断开电气线路。反之，微动开关触头复位。,工作原理,当压力达到调定值时，发电信号使电路接通,调节方式,螺钉2调整发信压力,压力继电器的应用,如图所示，压力继电器用在顺序动作回路中。当执行元件工作压力达到压力继电器调定压力时，压力继电器将发出电信号，使电磁铁得电，换向阀换向，从而实现两液压缸的顺序动作。,