液压故障分析方法课件

1、液压故障分析方法主讲：冯家麟第一节.液压系统图的分析理解 一.直动型溢流阀的图形符号溢 流 阀直动式顺序阀先导式顺序阀二.换向阀的图形符号比例方向阀的图形符号座阀式电磁换向阀3、 流量阀基本图形符号的识别要领 固定节流器 节流阀 普通型调速阀 温度补偿型调速阀第二节.单向阀的功能选择液流方向，使压力油或回油只能按单向阀限定的方向流动，构成特定的回路。 (1) (2) (3)区分高、低压力油，防止高压油进入低压系统。将单向阀安置在泵的出口处，防止系统压 力突然升高反向传给泵，避免泵反转或损坏 (4) (5) (6) (7)液压泵停止时，保持液压缸的位置。 将单向阀做背压阀用，利用单向阀的背压作用

2、，提高执行元件运动的稳定性。利用单向阀的背压作用，保持低压回路的压力。与其它控制阀并联使用，使之在单方向上起作用。第三节.液控单向阀1.3.1 工作原理及结构液控单向阀是在单向阀上增加了液控部分而成，也叫液压操纵的单向阀。1.3.2 上控式液控单向阀 反向油液流动时，B腔压力油很少部分经B腔、阻尼孔E、油腔A和泄油口排回油箱。此时由于B腔压力大于A腔压力(经阻尼孔E降压)，单向阀芯3上抬打开，从B腔来的大部分油可由C腔流出，从而实现反向流动。这种形式所要求的控制油压也很低，并且还兼有控制系统压力的功能。当系统中压力上升超过调压弹簧2的作用力时，控制阀被顶起，单向阀打开溢流。图5107为上控式液

3、控单向阀结构实例。1.3.3 双液控单向阀 双液控单向阀的工作原理是当一个油腔正向进油时，另一个油腔为反向出油，反之亦然。而当A腔或B腔都没有液流时，A1腔与B1腔的反向油液被阀芯锥面与阀座的严密接触而封闭(液压锁作用)。 1.3.4液控单向阀通常应用的场合 通过控制油路，单向阀使油液能够反向流动，则称使油液能够正、反向流动的单向阀为液控单向阀。液控单向阀的应用场合如下(见图52)：(1)保持压力 滑阀式换向阀都有间隙泄漏现象，只能短时间保压。当有保压要求时，可在油路上加一个液控单向阀，如图52a所示，利用锥阀关闭的严密性，使油路长时间的保压。(2)用于液压缸的“支承”液控单向阀接于液压缸下腔

4、的油路，如图52b所示，可防止立式液压缸的活塞和滑块等活动部分因滑阀泄漏而下滑。液控单向阀通常应用的场合(3)实现液压缸的锁紧状态 换向阀处于中位时，两个液控单向阀关闭，严密封闭液压缸两腔的油液(见图52c)，这时活塞就不能因外力作用而产生移动。(4)大流量排油 图52d中液压缸两腔的有效工作面积相差很大。在活塞退回时，液压缸右腔排油量骤然增大，此时若采用小流量的滑阀，会产生节流作用，限制活塞的后退速度；若加设液控单向阀，在液压缸活塞后退时，控制压力油将液控单向阀打开，便可以顺利地将右腔油液排出。(5)作为充油阀使用 立式液压缸的活塞在高速下降过程中，因高压油和自重的作用，至使下降迅速，产生吸

5、空和负压，必须增设补油装置。图52e所示的液控单向阀作为充油阀使用，以完成补油功能。(6)组合成换向阀 图52f为组合成换向阀的一个例子，是用两个液控单向阀和一个单向阀组合成的，相当于一个三位三通换向阀的换向回路。试比较图所示的双向锁紧效果 型号可泄最好第四节.二通插装阀插装阀的优点可实现大功率控制，压力损失小，发热小。这一方面由于二通插装阀的使用减少了许多管路，沿程损失小；另一方面单个插装阀单元(逻辑阀单元)较之同口径的常规阀压力损失大大降低；而且能通过常规阀无法比拟的大流量，常规液压阀根本就无法有这种大流量(大功率)的产品。这种通流能力是常规阀不可想象的，所以插装阀适用于高压大流量大功率的

6、液压系统。插装阀主要由逻辑单元(插装件)构成，它现已标准化，可组织专门生产厂家生产，利于批量生产，可降低成本和能专业化生产，从而提高产品质量，设计时也可方便选用。无高速换向冲击：这是在大功率液压系统中最容易出现也感到头疼的问题。仰仗于插装阀为尺寸紧凑的锥阀式结构，切换时控制容积小，且无滑阀式阀的“正遮盖”概念，因而可高速切换，通过对先导部分的元件采取一些措施和适应切换过程中过渡状态的控制，可大大减轻切换时的换向冲击。具有高的切换可靠性： 一般锥阀式阀难以因污物而引起动作不良，压力损失小、发热小，加之阀芯有一段较长的导向部分，不易产生歪斜卡死现象，因而动作可靠。因为插装逻辑阀国内外已标准化，无论

7、是国际标准ISO7368，德国DIN 24342以及我国(GB 2877标准都规定了世界通用的安装尺寸，可以使不同制造厂的插装件能够互换，而且并未涉及阀的内部结构，这也给液压阀的设计工作留有广阔的发展余地。插装逻辑阀便于集成化：可以将多个元件集中在一个块体内，构成一个液压逻辑控制系统，较之用常规的压力、方向和流量阀组成的系统重量可减轻1314，效率可提高24。反应速度快：由于插装式阀是座阀式结构，阀芯稍一离开阀座即开始通油。与此相反，滑阀式结构必须走完遮盖量后才开始接通油路，完成控制腔卸压而打开插装阀的时间仅需1 0ms左右，反应速度快。只需改变先导阀或者更换控制盖板，便可改变、增加再生控制性

8、能，精心选择控制盖板中的阻尼尺寸，可改善控制性能，防止冲击。由于插装件(座阀式)为加压关闭，没有滑阀式阀的间隙泄漏。 因而，插装阀的应用日趋广泛，由插装阀组成的插装液压系统广泛用于塑料、钢铁冶炼、铸锻液压机械、工程机械、交通运输等各种大宗液压设备上。无论国外还是国内，使用插装阀的液压设备已越来越多，大型液压设备使用插装阀组合成液压系统是液压技术发展的主要趋势之一。2.插装阀的工作原理 组成插装阀和插装式液压回路的每一个基本单元叫插装件，插装件有三个油口：主油口A与B及控制油口X(C、AP)。从X口进入的控制油作用在阀芯的大面积Ax(Ac)上，通过对控制油Px的加压或卸压，可对阀进行“开”、“关

9、”控制。如果将A与B的接通叫“1”，断开叫“0”，便实现逻辑功能，所以插装件又叫“逻辑单元”，插装阀又叫“逻辑阀”。 3.插装阀的组成和基本结构 插装阀有盖板式和螺纹式两类。盖板式插装阀由先导部分(先导控制阀和控制盖板)、插装件和通道块(阀体)等组成。(1)插装件插装件的组成 插装件由弹簧1、阀芯2、阀套3及密封件4等组成，构成插装阀的基本单元(逻辑单元)，。阀芯底部形状有多种形式(见附录3)，以适应方向控制、压力控制和流量控制，以及缓冲、阻尼、安全保护等多种附加复合控制功能的不同需要。插装件的图形符号 插装件的图形符号已经国际标准化(见ISO1 2 1 9)，但由于历史原因和进口设备来自不同

10、国家，插装件的五花八门的图形符号常出现在各种液压设备的技术资料中，图53 1 8为其几例。插装件的面积比 插装件中的三个面积AA、AB、Ac(Ax)的大小选择对插装阀性能影响很大，尤其面积比值的选择更影响到插装阀的开关性能、阀的启闭性能(开启压力的大小)以及流动方向的可能性等这样一些基本性能。 目前国内外的插装件使用面积比大小的选择来取代上述三个面积的选择，以决定何种数值的面积比 适用于方向控制、压力控制和流量控制，换言之，方向控制、压力控制和流量控制的插装件中，采用着合适的不同的面积比。内供与外供、内排与外排插装件 与常规阀一样，插装阀控制油的供油方式和排油方式，根据不同情况的需要，也有内供

11、(内控)和外供(外控)、内排和外排等不同的组合方式。 如果控制油X不是引自插装件的A口或B口，而是来自其他部位或者由单独小流量泵供给，则称为“外控式"插装件图5320(a)、(b)；若控制油X通过通道块(阀体)的内流道或者阀芯上的小孔由A口或B口引入到控制腔则称为“内控式”插装件图5320(c)、 (d)。 控制油引自A腔的内控式，在阀关闭时，来自A腔的控制油进入X腔后，会沿着阀芯与阀套之间导向圆柱面的环状间隙漏往B腔，即A、B腔之间存在内泄漏；若控制油引自B腔，则A、B腔之间不会存在内泄漏的现象；同时由于A腔、B腔要与负载相连，负载压力pA或pB的变化和冲击对阀的工作状态存在影响，

12、所以必要时应选用外控式。一般控制油引自A腔的内控式阀宜用于AB的油流；引自B腔的内控式阀宜用于控制BA的油流。(2)控制盖板 控制盖板作为插装阀的先导部分，其用途有：固定先导插件于通路块内并密封通向插装阀的各通道；内部加工了一些控制油道，在某些控制油道上还设置若干个阻尼螺塞(固定节流小孔)或堵头，用以调节插装件的响应时间，控制插装阀芯的开闭时间，并控制控制油的走向导通与否；内装一些小型液压元件，如梭阀、先导阀、调压阀等；控制盖板底面装在通路块上，底面一般设有控制油进口X、Z1、Z2，控制油回油口Y以及通主阀芯上腔的AP(或用Ax、Ac、表示)油口，它们根据情况或堵住或导通，控制油口X 、 Z1

13、、Z2控制压力油的来源可以来自A或B，也可以来自液压系统的其他油路，分别叫“内控”或“外控”；控制盖板上端面上可以是全封闭的，也可以安装小型电磁阀作先导阀，相应的油口与电磁阀相配，另外控制盖板的上端面上可安装流量调节用的阀芯升程调节螺钉，以限制与调节插装阀芯的开度，实现对流量的控制。 总之，控制盖板的作用是用来沟通先导控制油路并对主阀的工作状态进行控制。控制盖板一般分为方向、压力和流量控制盖极三大类，还有进行组合构成功能复合的控制盖板等。()节流孔(阻尼)改变先导控制油路上节流孔直径大小，可以调整阀的响应时间及冲击程度；选择最佳的节流孔直径，可以得到良好的响应性并做到冲击小的效果。在设定了响应

14、时间与节流孔前后压差后，可以按图5324选择出节流孔直径。4 插装阀的方向、流量和压力控制 如上所述，单个插装件能实现接通和断开两种基本功能，通过插件与阀盖(盖板)的组合，可构成方向、流量以及压力控制等多种控制功能阀(多种控制阀与组合阀)，也可构成液压控制回路以及独立完整的液压控制系统。(1)方向控制 利用单个或几个插装件和先导控制部分(控制盖板与先导阀)的不同组合方式，可组成类似与常规方向控制阀中的单向阀、液控单向阀、液动换向阀及电液动换向阀的插装阀品种，并且构成换向阀的“位”与“通”及各种不同中位机能的控制形式。单向阀 逻辑单元构成逻辑单向阀时，如图5326所示，只需将控制油X和主油路A或

15、者B接通便可。 图5-326(a)的结构图中，控制油X是从B引入的，则构成BA截止，A B导通的单向阀。液控单向阀 用电磁阀或梭阀作先导阀，可构成插装式液控单向阀。电磁阀作先导阀的液控单向阀1)二位二通 如果用一个小型电磁阀，使控制腔x与压力油接通或与油箱接通，便可实现锥阀的关闭或开启，构成一个电液动二位二通插装阀。两位二通插装阀的工作原理2)二位三通 用两个逻辑单元并联，再用一个(或多个)小型常规的二位四通阀作先导阀进行控制，便可构成二位三通(或多位三通)插装阀。 插装阀具体实施图3)两位四通电液逻辑换向阀 用四个逻辑单元控制主油路的四个工作腔P、A、B、T，X口并联后用一个两位四通先导电磁

16、阀控制，可构成二位四通电液逻辑阀。(2)压力控制 将小流量常规的先导调压(溢流)阀和插装件相组合，可实现插装阀对压力的控制。溢流阀功能 电磁溢流阀功能卸荷阀功能 (3)流量控制 在插装阀的控制盖板上安装调节螺钉，对阀芯的行程开度大小进行控制，达到改变由AB通流面积的大小，从而可对流经插装阀的流量大小进行控制，成为插装式节流阀。图5335为常见的插装式节流阀的结构例及图形符号。5 插装阀的故障分析与排除 二通插装式逻辑阀由插装件、先导控制阀、控制盖板和块体四部分组成。产生故障的原因和排除方法也着眼于这四个地方。 先导控制阀部分和控制盖板内设置的阀与一般常规的小流量电磁换向阀、调压阀及节流阀等完全

17、相同，所以因先导阀引起的故障可根据相关内容进行故障分析与排除。而插装件逻辑单元如前所述有多种形式，但归结起来不外乎为二三种：滑阀式、锥阀式及减压阀芯式。从原理上讲，均起开启或关闭阀口两种作用。(2)插装阀的安装及使用注意事项在设计插装阀系统时，应注意负载压力的变化以及冲击压力对插装阀的影响，采取相应的措施，如增加梭阀和单向阀等。为避免压力冲击引起阀芯的误动作，应尽量避免几个插装阀共用一个回油或者泄油回路的情况。(3)插装阀的常见故障及排除 插装阀由先导控制部分和插装单元组成，先导控制部分与普通小流量电磁换向阀、压力控制阀、流量控制阀(节流阀)完全相同，所以先导控制阀的故障排除方法可以参考有关章

18、节的内容。而插装单元部分其实质从原理上讲就是起“开”和“关”的作用，从结构上看，相当于一个单向阀。插装单元主要故障失去“开”和“关”的功能。产生不动作故障的主要原因是阀芯卡死在开启或关闭的位置，具体原因如下： a油液叫的污物进入阀芯与阀套的配合间隙中； b阀芯棱边处有毛刺，或者阀芯外表面有损伤； c阀芯外圆和阀套内控几何精度差，产生液压卡紧； d阀套嵌入集成块的过程中内孔变形，或者阀芯和阀套配合间隙过小而卡住阀芯。 排除方法：过滤或更换液压油，保持油液清洁，处理阀芯和阀套的配合间隙至合理值并注意检测阀芯和阀套的加工精度。插装单元主要故障 反向开启，不能可靠关闭。故障分析：如图11 2 1所示，

19、当1 YA与2 YA均断电时，两个插装单元的控制腔X1 X2：均与控制油接通，此时两个插装单元应关闭。但当P腔卸荷或突然降至较低压力，而A腔还存在比较高的压力时，插装单元1可能开启，A、P腔反向接通，不能可靠关闭，由于插装单元1的出口接油箱，并不存在反向开启的问题。排除方法：如图11-21(b)所示，在控制油路上增加一个梭阀，来确保控制油路X1上腔的压力，从而确保插装单元l的可靠关闭。 应当指出的是当梭阀因污染原因卡住或梭阀密封性差时，也会出现反向开启的问题。插装单元主要故障 (3)不能封闭保压 a.导阀的原因。这种情况往往出现在使用普通电磁换向阀(滑阀式)作先导阀的情况下,由于普通电磁换向阀

20、泄漏，造成插装单元不能保压。 排除方法：如图1一122所示，采用零泄漏电磁球阀或外控式液控单向阀作导阀。 b.插装单元本身的原因。阀芯与阀套的配合锥面不密合；阀套外圆柱面上的O形圈失效。 解决方法：提高阀芯与阀座的加工精度，确保良好的密封；更换密封圈。插装单元主要故障。(4)内、外泄漏。内泄漏的原因：阀芯与阀套配合间隙超差或锥面密封不良。外泄漏的原因：先导控制阀与插装单元之间的结合向密封件损坏。排除方法：提高阀芯与阀座的加工精度，确保良好的密封；更换密封圈。第五节.比例阀的使用与维修1. 简介 比例阀是在通断式控制元件和伺服元件的基础上发展起来的一种新型的电一液控制元件，故称为电液比例阀。这种

21、阀从阀的基本结构和动作原理来讲与通断式液压阀更接近或相同；但比例阀输人的是电流信号而输出的是液压参数(压力、流量等)，只要改变输入电流的大小，就能实现连续比例地改变输出的压力或流量，因而其控制原理又同伺服控制阀是相同的，而与通断式液压阀又是不相同的。通常比例阀用在开环控制的液压系统中。 一般来讲比例阀的主阀结构和工作原理类同于通断式液压阀，先导控制的结构取自伺服阀，但简单得多。 所以比例控制阀适用在一些要求进行连续比例的电一液控制，控制精度和速度响应要求不高、油液污染要求也不太高且使用维护不难、造价又明显低于伺服阀的液压控制系统中。它将通断式液压控制元件和电液控制元件的优点综合起米，避开了某些

22、缺点，使两类元件互相渗透。因此近些年来比例控制阀得到了越来越广泛的应用。 比例控制阀由两部分组成：电一机械转换器和液压部分。前者可以将电信号比例地转换成机械力与位移，后者接受这种机械力和位移后可按比例地、连续地提供油液压力、流量等的输出，从而实现电一液两个参量的转换过程。简言之，电液比例阀就是以电一机械转换器代替普通常规式(通断式)液压阀的调节手柄，用电调代替手调。电液比例控制阀的优点有能简单地实现自控、遥控、程序控制及初级的适应控制，解决了液压与PC或CPU的连接问题，即与程控器或电脑的连接问题；但一般比例阀多用于开环控制系统。把电的快速性、灵活性、遥控性等优点与液压力量大等特点结合起来。能

23、连续地、按比例地控制液压机构的力、速度及其运动方向，并能防止因压力或速度变化或改变运动方向时产生的冲击现象。可简化液压系统，减少液压元件的使用数量；用于注塑机可大大节约能量。使用条件、维修保养与普通液压阀相同，耐污染。控制性能比伺服控制差，但其静、动态性能足可满足绝大多数液压设备(例如注塑机)的要求，技术上易于掌握。比例阀的分类(1)按所控制的参数分类 比例阀控制的参数有压力、流量和方向等，有控制一个参数(单参数、单机能)的比例阀，有控制两个参数或多个参数(多参数、多机能)的比例阀。 比例压力阀 包括比例先导式压力阀、比例溢流阀，比例减压阀，比例顺序阀等，均是输入电信号控制液压系统的压力参数(

24、单参数)的比例阀。 比例流量阀 包括比例节流阀、比例调速阀、比例单向调速阀等，也为单参数控制阀。 比例方向(方向流量)阀 属于多(两)参数控制阀，根据输入电信号的大小和方向来同时控制液流的流量和流动方向。 比例复合阀 属于多参数控制阀，它是在比例方向阀的基础上复合了压力补偿器和压力阀的一种复合阀。根据输入电信号的大小和方向同时控制回路的流量及油流方向，并且由于装有压力补偿器，因此在控制回路的流量时可不受负载变化的影响，与负载变化无关。另外又由于组合了压力阀，还可用来控制液压系统的最高工作压力，实现多种控制机能。 比例压力流量阀 也为多参数比例控制阀，它将压力、流量控制组合在一起，通过平衡阀(压

25、力补偿阀)，使节流阀节流口两端的压力保持不变。(2)按比例阀本身控制的方式分类 这主要是指按照比例阀的先导控制阀中的电一机械转换方式来分类。其电控制部分有比例电磁铁、力矩马达(移动式与悬挂式)及直流伺服电机等多种形式。 电磁式 是指采用比例电磁铁作为电一机械转换元件的比例阀。比例电磁铁将输入的电流信号转换成机械输出，即输出力、位移，进而控制压力、流量及方向等参数。 电动式 是指采用直流伺服电机作为电机械转换元件的比例阀。直流伺服电机将输入的电信号，转换成旋转运动的转速，再经丝杠螺母、齿轮齿条或凸i轮等减速装置和变换机构，输出力与位移，去控制输出液压参数。 电液式 是指采用力矩马达和喷嘴一挡板的

26、结构为先导控制级的比例阀。对力矩马达输入不同的电信号，并通过同它连接在一起的挡板(有时力矩马达的衔铁就是挡板)输出位移或角位移。改变挡板和喷嘴之间的距离，使从喷嘴喷出的油液的液阻产生变化，进而控制输出参数。 手动式2. 比例电磁铁(1)简介 比例电磁铁多为直流装甲式螺管电磁铁，有锥底和盆底两种，二者之间的区别仅在于铁心与下轭铁之间工作气隙形状不同而已。锥底式比盆底式可得到更大的吸力，而盆底式更容易满足比例阀所提出的基本要求。前者多为力控制型比例电磁铁，后者既可以为力控制型，也可以为行程控制型比例电磁铁。 力控制型比例电磁铁直接输出力，工作行程短，将其输出的连续大小不同的电磁力作为指令力，直接推

27、动阀芯或通过传力弹簧推动阀芯移动。输出力只与输入电流成比例，而与位移无关。常用于比例阀的先导级直动式比例调压(溢流)阀。 行程控制型比例电磁铁是力控制型比例电磁铁与负载弹簧共同工作形成的，比例电磁铁和弹簧分置于阀芯两端，电磁铁的输出力通过弹簧转换成位移。比例方向阀、比例流量阀属于此类。3 比例压力阀 是指用于控制液压系统压力的比例控制阀，与普通压力阀一样，按功率大小可分为自动式和先导式两类；按功能分有比例溢流阀、比例减压阀等；按结构形式分有锥阀式、滑阀式和插装式。(1)比例溢流阀工作原理 无论是直动式比例溢流阀还是先导式比例溢流阀，其工作原理均与普通溢流阀相似，其区别仅在于用来调节压力的调压手

28、柄在此处改为用比例电磁铁而已，用于旋转手轮调节压力在此处改为通过输入比例电磁铁大小不同的电流，调节所控制的压力大小。 直动式比例溢流阀单独使用时不太多，常用来作为先导式压力阀的先导阀用，因为常用来调节先导式压力阀工作压力的大小，所以又称为比例调压阀。 显然，先导式溢流阀除了先导级(导阀)采用直动式比例调压阀外，主级(主阀)与普通溢流阀的工作原理相同。其工作原理控制方框图如图5-424所示。 结构例A直动式。直动式比例溢流阀在结构上由比例电磁铁和液压阀两部分组成，属单级控制的比例压力阀。B先导式 先导式比例溢流阀和普通溢流阀一样，按先导控制油的供油和排油方式也有内供内排、内供外排、外供内排、和外

29、供外排等形式，(2)比例减压阀工作原理 与普通减压阀一样，比例减压阀也有直动式和先导式、二通式和三通式之分。其作用也是油液以一个较高的输入压力从P口进入，通过减压口的节流作用产生一定的压差，此压差即减压阀所能减少的进口压力的多少，减压后变成二次压力从出口A流出。即比例减压阀与普通减压阀，无论是先导式还是直动式，无论是二通式还是三通式，其工作原理均相同。不同之处仅在于比例减压阀用比例电磁铁代替普通减压阀的调节手柄而已。 二通式的缺点为：当出口压力油p2因某种原因压力突然升高时，升高压力油经k油道推动阀芯左行，有可能全关减压口，造成p2更升高而可能发生危险。 而三通式没有这种危险，同样的情况如果出

30、现在三通减压阀中，阀芯的左移虽然关小了减压口，但却打开了溢流口，出口压力油p2可经溢流口流回油箱而降压，不会再产生事故。直动式比例减压阀的工作原理比例减压阀结构例A 二通式。图5436为德国Bosch公司产的NG10型先导式比例减压阀的结构原理图。常闭式的比例减压阀 传统形式的减压阀其减压口均为常开的，这类阀存在启动时出口压力超调量(阶跃响应)大的缺点，为此出现了常闭式的比例减压阀。当未通入电流时，弹簧的作用使主阀芯关闭，减压口封闭使BA不导通，这样便能抑制减压阀刚启动工作时的压力超调量。并且这类常用式比例减压阀还装设了先导流量稳定器定流量控制阀。 其工作原理如图5439所示。来自进口B的控制

31、油经通道a、流量稳定器的固定阻尼R1，和可变阻尼R2作用在先导锥阀左端，比例电磁铁通人电流产生的力作用在先导锥阀的右端，二力的平衡与否决定着主阀出口A所调压力的大小和压力的稳定性。4 比例流量阀(1)简介 比例流量阀的功能是通过电信号对液压系统中的流量进行控制，以实现对液压缸的速变或液压马达的输出转速进行控制。 比例流量控制阀中不带压力补偿装置的称为比例节流阀，这种阀所通过的流量不仅与节流口的开度有关，而且还受节流口前后压差的影响。 带压力补偿装置或者流量反馈元件的称为比例调速阀或比例流量阀，以示与比例节流阀的区别。压力补偿装置有串联在节流阀口之前，也有串联在节流阀口之后的。压力补偿器有定差减

32、压型和定差溢流型两种。流量反馈元件有位移传感器及其电路，比例流量阀通过的流量一般只与阀口开度有关。 比例流量阀可与比例压力阀等构成比例压力流量复合阀，例如PQ阀等。(2)工作原理 比例节流阀的工作原理如图5446所示。当比例电磁铁线圈1通入电流后，产生铁心吸力F，此力推动推杆3再推动节流阀芯4，克服弹簧5的弹力，平衡在一位置上，此时节流口开度X(也为弹簧变形量)。5.比例方向阀(1)简介 所谓比例方向阀是指具有对液流方向控制功能的比例阀。然而比例方向阀除了能按输入电流的极性和大小控制液流的方向外。还能控制流量的大小，属多参数比例控制阀，因此比例方向阀又叫比例方向流量阀。比例方向阀的外观和结构和

33、普通开关式阀相似。 按照对流量的控制方式，比例方向阀可分为比例方向节流阀和比例方向调速阀(流量阀)；按照所控制的功率大小电流比例方向阀又可分为直动式(较小压力和流量用)和先导式(大功率用)。比例方向阀与普通换向阀不同点开关型电磁换向阀由电磁铁通断电来连通不同的油口实现液流方向的切换；带有单个比例电磁铁结构的比例方向阀则是在比例放大器通电时，先将主控阀芯移到行程中点，与信号的中间值相对应，然后根据信号偏离信号中点的情况来连通不同的油口实现液流方向的切换；带有双比例电磁铁结构的比例方向阀是先由放大器中的极性判别电路选通不同的控制通道去控制相应的比例电磁铁，以此来连通不同的油口，实现液流方向的切换。

34、比例方向阀分类根据对流量的控制方式，可分为节流控制型与流量控制型比例方向阀。按阀内是否包含有内部反馈闭环。比例方向阀可以分为带内部反馈闭环和不带内部反馈闭环两种类型。其中，带内部反馈闭环的比例方向阀又有位移一电反馈、位移力反馈和直接位置反馈等形式。根据阀芯的结构形式，比例方向阀可分为滑阀式(滑阀结构)和插装式。按照阀内液压功率放大的级数比例方向阀可以分为单级阀、二级阀、三级阀。(2)结构原理直动式比例方向阀 直动式比例方向节流阀有行程控制型(普通型)和位置调节型等种类。图5-459为行程控制型直动式比例方向常流阀的结构例。该阀采用正遮盖的四边滑阀结构，工作时只能一个比例电磁铁(A或B)通电，不

35、带位移传感器，无电反馈作用。先导式比例方向阀 高压大流量时，为获得足够的驱动主阀芯的力和降低流动阻力，常采用先导式(二级或多级)的比例方向阀，先导级采用直动式比例方向阀，为主级(功率级)提供足够的液压驱动力。 先导级和主级之间有不带反馈和带反馈控制两大类。不带反馈的为位置开环控制系统，不检测主阀芯的位移和输出参数并无反馈动作。先导级输出压力驱动主阀芯并与主阀芯另端的弹簧力相比较。主阀芯上的弹簧是力一位移转换元件，主阀芯位移(阀口开度)与先导级输出的压力成比例。因此先导级采用比例减压阀或比例溢流阀的较多，最终实现主级阀口开度与输入电信号之间的比例关系。第六节.伺服阀的使用1 简介 伺服阀通过改变

36、输入信号，连续、成比例控制液压系统的流量或压力。电液伺服阀输入信号功率很小(通常仅有几十毫瓦)，功率放大系数高，能够对输出流量和压力进行连续双向控制。其突出特点是：体积小、结构紧凑、直线性好、动态响应好、死区小、精度高，符合高精度伺服控制系统的要求。电液伺服阀是现代电液控制系统中的关键部件，它能用于位置控制、速度控制、加速度控制、力控制等各方面。因此，伺服阀在各种工业自动控制系统中得到了越来越多的应用。一、工作原理及组成1基本组成与控制机理 电液伺服阀是一种自动控制阀，它既是电液转换组件，又是功率放大组件，其功用是将小功率的模拟量电信号输入转换为随电信号大小和极性变化、且快速响应的大功率液压能

37、流量(或)和压力输出，从而实现对液压执行器位移(或转速)、速度(或角速度)、加速度(或角加速度)和力(或转矩)的控制。电液伺服阀通常是由电气机械转换器、液压放大器(先导级阀和功率级主阀)和检测反馈机构组成(见图21)。电液伺服阀的分类2.电一机械转换装置 电气一机械转换器包括电流一力转换和力一位移转换两个功能。 典型的电气一机械转换器为力马达或力矩马达。力马达是一种直线运动电气一机械转换器，而力矩马达则是旋转运动的电气一机械转换器。力马达和力矩马达的功用是将输入的控制电流信号转换为与电流成比例的输出力或力矩，再经弹性组件(弹簧管、弹簧片等)转换为驱动先导级阀运动的直线位移或转角，使先导级阀定位

38、、回零。通常力马达的输入电流为150300mA，输出力为35N。力矩马达的输入电流为1030mA，输出力矩为0.020.06N·m。 伺服阀中所用的电气一机械转换器有动圈式和动铁式两种结构。3.伺服阀的结构原理(1)前置级 喷嘴挡板式 喷嘴挡板式阀的结构原理如图5-390所示，分单喷嘴和双喷嘴两种形式。喷嘴挡板阀主要由喷嘴、挡板与固定节流口等组成。其工作原理是：当泵来的压力油ps经固定节流后压力降为pn，然后一路经喷嘴挡板之间的间隙x流出(压力降为pd)，一路从输出口输出，通往执行元件。改变喷嘴与挡板之间的间隙工的大小，可改变输出口压力(流量)大小，从而控制执行元件的运动方向和距离。

39、单喷嘴挡板阀是三通阀，只能用来控制差动缸图5390(a)。 双喷嘴挡板阀图5-390(b)是由两个结构相同的单喷嘴挡板阀组合而成，按压力差动原理工作的。在挡板1偏离零位时，一个喷嘴腔的压力升高(如p1)，另一个喷嘴腔的压力降低(如p2)，形成输出压力差p=p1p2，而使执行元件工作。喷嘴挡板阀的优点 双喷嘴挡块阀为四(五)通阀，因此可以用来控制双作用液压缸。单喷嘴挡板阀对缸的控制见图5391。喷嘴挡板阀结构简单，制造容易，价格低，运动部件(挡板)惯性小，无摩擦，所需驱动力小，灵敏度高。但泄漏损失大，负载刚性差，输出流量小，只能用在小功率系统中。由于它特别适应于小信号工作，所以，当前普遍将其用作

40、两级电液伺服阀的前置放大级。射流管式射流管式阀分类和特点 射流管阀有湿式和干式两种。湿式阀射流管浸在油中，射流也在油中，可避免空气进入液压缸，同时也可增加射流管本身的阻尼作用，从而可得到较好的特性，而干式射流管阀的射流经过空气后才进入接收孔，性能不如湿式。 射流管阀由于射流喷嘴与接收器间有一段距离，不易堵塞，抗污染力强，从而提高了工作可靠性。所需操作力小，有失效对中能力。缺点是加工调试困难，运动件(射流管)惯量较大，刚性较低，易振动。 它的单级功率比喷嘴挡板式高，可直接用于小功率伺服系统中，也可用作两级伺服阀的前置放大级。偏转板射流式(偏导杆射流式) 如图5393所示，其工作原理与上述射流管式

41、基本类似，而结构上有差异：射流盘件取代了上述的射流管，偏转板的移动代替了上述射流管的摆动来决定流人接收孔a、b的油液压力大小。(2)功率级(主阀)滑阀式 伺服阀的功率级主阀都为滑阀式，当然滑阀式也可作为放大级用于三级伺服阀的前置级中。 滑阀式具有压力增益和流量增益高、内泄漏量小的优点，这是它为何用于伺服阀功率级的原因。缺点是需要有较大的拖动力，即需要前置放大级的拖动。 滑阀上的控制边数有单边、双边和四边滑阀的控制方式。转阀式 转阀式一般作单级主级伺服阀用，而不作前置级用。如图5396所示，转阀式伺服阀由十字形阀芯和阀体2等组成。阀芯一般由步进电机带动，步进电机将输入的电脉冲信号转化为角位移，阀

42、套2与所控液压马达的输出轴之间用联轴器连接。十字形阀芯与阀套上对应的四孔形成八条控制边，它的上半部或下半部都相当于一个四边控制式滑阀。4.伺服阀的结构例 伺服阀是低能量电气信号(输入)与高水平液压功率(输出)之间的一种接口，伺服阀是电气操作比例输出的方向、流量和(或)压力控制阀，与通断式的电磁阀或电液阀不同。该阀芯的位置与所加电气信号成比例，于是能控制油液的流量和流动方向。 单级伺服阀无先导级，由电一机械转换器和一级阀所组成，适合对小流量系统的控制，在结构形式上以动铁式力矩马达和动圈式力矩马达型为比较常见；而双级伺服阀以喷嘴挡板式比较常见。(1)单级伺服阀动铁式力矩马达型 如图5397所示，这

43、种伺服阀在线圈2通电后衔铁1产生略微转动，通过连接杆4直接推动阀芯7移动并定位，扭力弹簧3作力矩反馈。这种伺服阀结构简单，但由于力矩马达功率一般较小，摆动角度小，定位刚度也差，因而一般只适用于中低压(7MPa以下)、小流量和负载变化不大的场合。动圈式力矩马达型 如图5-398所示，永磁铁产生一磁场，动圈通电后在该磁场中产生力，驱动阀芯运动，阀芯承力弹簧作力反馈。阀芯右端设置的位移传感器，可提供控制所需的补偿信号。(2)两级和三级伺服阀 单级伺服阀用于流量较小的场合，流量较大、功率也较大时，要使用两级和三级伺服阀。两级伺服阀由电气机械转换器、先导阀(放大级)和主阀(功率级)三部分构成，三级伺服阀

44、有两个放大级。 先导阀采用得最多的为喷嘴挡板式，也有采用力矩马达+滑阀式的结构；主阀多采用滑阀式。在内部结构上按反馈方式分有：位置反馈、负载流量反馈和负载压力反馈等。位置反馈式伺服阀 位置反馈最普遍，它又分为：弹簧平衡、机械反馈、位置直接反馈、位置力反馈、液压平衡式和电气反馈六种。其中以位置直接反馈和位置力反馈最为普遍。(2)安装安装前，切勿拆下保护板、防尘塞及力矩马达上盖等，严禁任意调拨调零机构，以免引起性能变化等故障；伺服阀应尽可能安装在靠近执行元件控制油口的位置，以减少控制油管路长度，使控制油容腔的体积得以减小，以提高响应速度；安装伺服阀的连接板，其表面应光滑平直；管道中尽量避免焊接式管

45、接头，以免焊渣脱离造成污染故障，如必须采用时，应彻底去除焊渣；一般在伺服阀进口处的管路上应安装10µm过滤精度的精滤滤油器； 安装管路系统安装后，应先在安装伺服阀的位置上安装冲洗板进行管路清洗，至少应用高压热油液冲洗36h，冲洗后，更换滤芯再冲洗2h，并检查油液清洁度，一般双喷嘴一挡板式伺服阀要求油液的污染度为NAS1638标准的56级，射流管式为NAS1638标准的8级；油箱必须密封并加装有空气滤清器，更换新油时，仍需用5µm的滤油器过滤；安装伺服阀时，应检查安装面上是否有污物黏附，O形圈是否装好，定位销孔是否正确，进出油口是否对好等；伺服阀的安装连接螺钉应对角均匀拧紧，

46、不可过紧和过松，以在工作压力下不漏油便可；在接通电路前，先检查插头、插座的接线柱是否牢靠，有无脱焊、短路等情况，并检查通电后的电路极性。(3)使用中应注意的事项定期检查工作油液的污染度，并根据情况定期换油；应按伺服阀生产厂家的使用说明书规定使用伺服阀，例如输入电流的规定，需加颤振信号的大小等；当系统发生严重零漂或故障时，应首先检查和排除电路及伺服阀以外各环节的故障，例如电路不正常、阀前滤油器堵塞等，然后再确定是否拆修伺服阀。伺服液压缸及其位置控制系统 一、概述 伺服液压缸是指将步进电动机、液压滑阀、闭环位置反馈设计组合在液压缸内部，能实现精确的位移。伺服液压缸可内置活塞、外置缸体或端部不同检测

47、传感器，集成伺服阀及放大器于一体，实现位置、力、速度闭环，安装方式可以有多种选择。 伺服缸与普通缸不同之处在于：伺服缸要满足伺服系统的静态精度、动态品质的要求，要求低摩擦、无爬行、无滞涩、高响应、无外漏、长寿命。因此，伺服缸的最低起动压力，泄漏量等指标与普通缸要求不同，除此之外，伺服缸在频率特性方面还有要求。 在液压伺服系统中，最常见的是电液位置伺服系统。由于它能充分发挥电子和液压两方面的优点，既能产生很大的力和力矩，又具有很高的精度和快速响应性，还具有很好的灵活性和适应能力，因而得到了广泛的应用。二、带磁电阻位移传感器的电液伺服缸 随着工业自动化水平的普遍提高和国内外液压技术的飞速发展，要求

48、对液压缸进行位移检测的场合也越来越多，对传感器的抗干扰能力，抗污染能力等要求也越来越高。在这样的市场需求情况下，国外于20世纪90年代中期研制并生产出了一种新型位移传感器一一MR(磁电阻)位移传感器，同时在此基础上研制开发出了一系列带MR位移传感器的电液伺服缸(以下简称MR液压缸)。三、闭环控制数字液压缸及其控制系统 目前的数字液压缸主要有两种：是能够输出数字或者模拟信号的内反馈式数字液压缸；使用数字信号控制运行速度和位移的开环控制数字液压缸。四、数控液压伺服阀与伺服缸 数控液压伺服控制系统是一种独具特色的数字控制系统。它集机械、电子、液压于一体，应用微电子技术，具有控制精确、应用范围广、可靠

49、性高的优点。系统经过液压放大作用获得大的动力，与其他类型的控制系统比较，它具有动力大、精度高、成本低等优点。3小结 相对于传统液压执行系统，数字液压执行系统具有以下优点： (1)结构简单，环节少。实验当中使用一个数字缸，实现了需要三个滑阀、一个节流阀、一个普通液压缸所组成的一个液压回路系统才能实现的所有功能。 (2)运动规律易于改变。数字液压缸可以通过改变控制程序实现其运动速度和位移的变化，而传统液压回路系统就不容易改变其速度和位移，需要增减液压阀，改变回路结构。 (3)控制精度高。滚珠丝杠的导程为10mm，步进电动机和光电编码器的脉冲周期为1024PlR，数字液压缸的精度可达到001mm。

50、(4)相对于开环控制数字液压缸，闭环控制数字液压缸能对系统温度、压力负载、内泄及死区等因素对速度和位移产生的影响进行补偿，并且控制精度进一步提高。怎样看液压系统图 机械设备的液压系统是根据该设备的工作要求，采用各种不同功能的基本回路构成的。液压系统图表示了系统内所有各类液压元件的连接和控制情况，以及执行元件实现各种运动的工作原理。本章通过对几个典型液压系统的分析，进一步说明各种液压元件和回路的综合应用，为液压系统的调整、维护、使用打下基础。阅读和分析一个较复杂的液压系统图，一般可按以下步骤进行。 (1)了解液压设备的功用及其对液压系统的动作要求，了解在工作循环中的各个工艺对力、速度和方向这三个

51、参数的质与量的要求。 (2)初步浏览整个液压系统图，了解系统中包含哪些元件，并以各个执行元件为中心，分清主油路与控制回路，将系统分解为若干个子系统。 (3)先分析每一个子系统，了解其执行元件与相应的阀、泵之间的关系，弄清系统所含的基本回路。参照电磁铁动作表和执行元件的动作要求，写出每个子系统的液流路线。 (4)根据系统中对各执行元件间的互锁、同步、顺序动作或防干扰等要求，分析各子系统之间的联系以及如何实现这些要求。 (5)在全面读懂液压系统的基础上，根据系统所使用的基本回路的性能，对系统作全面分析，归纳总结整个液压系统的特点，以加深对系统的理解。1.了解系统 在对给定的液压系统原理图进行分析之前，对被分析系统的基本情况进行了解是十分必要的，例如了解系统要完成的工作任务、要达到的工作要求以及要实现的动作循环。了解系统的动作情况后，就能够按照系统的工作要求和动作循环，根据液压系统原理图去分析液压系统在工作原理上是如何满足液压设备的工作任务和动作循环的，从而分析清楚液压系统的工作原理。 如果阅读液压系统原理图时，只有原理图，而没有其他的技术资料或说明文件，则需要查找参考书、液压技术手册、期刊文献或