《液压与气压系统拆装维护和调试》项目5 控制阀的拆装及维护

项目5控制阀的拆装及维护5.1方向控制阀的拆装及维护5.2压力控制阀的拆装及维护5.3流量控制阀的拆装及维护返回5.1方向控制阀的拆装及维护工作台的往复运动如图５－１所示。液压控制阀的种类很多，可按不同的特征对其进行分类，其分类方法见表５－１。５.１.１方向控制阀的分类方向控制阀的作用是利用阀芯对阀体的相对运动，控制液压油路接通、关断或变换油流方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构启动、停止或变换运动方向。方向控制阀分为单向阀和换向阀两类。方向控制阀也有其他分类方法，见表５－２。５.１.２方向控制阀的结构及工作原理１.单向阀下一页返回5.1方向控制阀的拆装及维护单向阀（ＣｈｅｃｋＶａｌｖｅ）使油只能在一个方向流动，反方向则堵塞。图５－２所示的为管式普通单向阀的外观和立体分解图。单向阀分为普通单向阀和液控单向阀。２.换向阀这里以电磁换向阀为例，它是液压控制系统与电器控制系统之间的转换元件，它利用两端电磁铁的吸力来实现阀芯的运动，从而改变油路的通断，进而实现执行元件的换向。“三位四通”可从字面作如下理解：“三位”针对阀芯来讲，阀芯可实现３个位置的变换。“四通”针对其机能来讲，指其可实现４个油路口间不同方式的贯通。上一页下一页返回5.1方向控制阀的拆装及维护阀芯可实现左位、中位、右位３个位置的变换。如图５－３所示，当阀芯处于中位时各油口不相通，当阀芯处于左位时油路可由Ｐ口进，Ａ口出，同时Ｂ口与Ｔ口相通。当阀芯处于右位时油路可由Ｐ口进，Ｂ口出，同时Ａ口与Ｔ口相通。图５－３（ｂ）所示为三位四通电磁换向阀的立体分解图。５.１.３拆装步骤和方法１操作仪器设备（１）设备：拆装操作台（包括拆装工具１套）。（２）拆装的部分液压阀名称（见图５－２、图５－３）。（３）单向阀、三位四通电磁换向阀。上一页下一页返回5.1方向控制阀的拆装及维护２.单向阀的拆装拆装步骤和方法如下：（１）准备好内六角扳手１套、耐油橡胶板１块、油盘１个及钳工工具１套。（２）用卡环钳卸下卡环。（３）依次取下垫、弹簧、阀芯。（４）观察单向阀主要零件的结构和作用：①观察阀体的结构和作用。②观察阀芯的结构和作用。上一页下一页返回5.1方向控制阀的拆装及维护（５）按拆卸的相反顺序装配，即后拆的零件先装配，先拆的零件后装配。装配时应注意：①装配前应认真清洗各零件，并在配合零件表面涂润滑油。②检查各零件的油孔、油路是否畅通、是否有尘屑，若有应重新清洗。（６）将阀的外表面擦拭干净，整理工作台。在液压系统中，方向控制阀占有较大的数量，由于它的工作原理是利用改变阀体与阀芯的相对位置以控制油的流向，因此，在拆装时，应着重了解其操纵方式、连通形式等。３.换向阀的拆装上一页下一页返回5.1方向控制阀的拆装及维护拆装阀的型号为３４Ｅ－２５Ｄ电磁换向阀。现以三位四通电磁换向阀为例说明换向阀的拆装步骤和方法。（１）准备好内六角扳手１套、耐油橡胶板１块、油盘１个及钳工工具１套。（２）将换向阀两端的电磁铁拆下。（３）轻轻取出弹簧、挡块及阀芯等。如果阀芯发卡，可用铜棒轻轻将其敲击出来，禁止猛力敲打，以防损坏阀芯台肩。（４）观察换向阀主要零件的结构和作用：①观察阀芯与阀体内腔的构造，并记录各自台肩与沉割槽数量。②观察阀芯的结构和作用。上一页下一页返回5.1方向控制阀的拆装及维护③观察电磁铁的结构。④如果是三位换向阀，判断中位机能的型式。（５）按拆卸的相反顺序装配换向阀。（６）将换向阀的外表面擦拭干净，整理工作台。５.１.４常见故障及维护方法拆装方向换向阀时除检查密封元件工作的可靠性，保持弹簧弹力适合之外，要特别检查配合间隙，配合间隙不当是换向阀出现机械故障的一个重要原因。当阀芯直径小20mm时配合间隙应为0.008～0.015mm；当阀芯直径大于20ｍｍ时配合间隙应为0.015～0.025ｍｍ。上一页下一页返回5.1方向控制阀的拆装及维护对于电磁控制的电磁换向阀还要注意检查电磁铁的工作情况，对于液控换向阀还要注意控制油路的连接和畅通，以防使用中出现电气故障和液控系统故障。１.单向阀的常见故障及维护方法单向阀常见的故障有不起单向作用、泄漏、产生异常声音等。产生这些故障的原因及维护方法见表５－３。２.三位四通换向阀的常见故障及维护方法三位四通换向阀的常见故障有冲击和振动、电磁铁噪声大、滑阀不动作等。产生这些故障的原因及维护方法见表５－４。上一页下一页返回5.2压力控制阀的拆装及维护Ｙ型溢流阀（板式）的结构图如图５－８所示。在液压传动系统中，控制油液压力高低的液压阀称为压力控制阀，简称压力阀。这类阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作。压力控制阀在系统中起调压、定压作用，它是利用控制油同弹簧相平衡的原理工作的，其工作状态直接受控制压力的影响，其状态是变化的。搞清各类压力阀的结构，便于掌握不同工况下阀的工作特性。在具体的液压系统中，根据工作需要，对压力控制的要求是各不相同的：有的需要限制液压系统的最高压力，如安全阀；下一页返回5.2压力控制阀的拆装及维护有的需要稳定液压系统中某处的压力值（或者压力差、压力比等），如溢流阀、减压阀等定压阀；还有的利用液压力作为信号控制其动作，如顺序阀、压力继电器等。溢流阀的主要作用是对液压系统定压或进行安全保护。几乎所有的液压系统都要用到它，其性能好坏对整个液压系统的正常工作有很大影响。常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可归结为直动式和先导式两种。５.２.１Ｙ型溢流阀的基本结构及工作原理１.Ｙ型溢流阀的基本结构（图５－８）上一页下一页返回5.2压力控制阀的拆装及维护由先导阀和主阀两部分组成。①先导阀是一个小规格的直动型溢流阀，用于控制和调节溢流压力。②主阀阀芯是一个具有锥形端部、中心开有阻尼小孔Ｒ的圆柱筒。其主要功能在于溢流。阀体上有一个远程控制油口，可实现溢流和远程控制。２工作原理当ｐＡ＜Ｆ硬Ｔ时，先导阀关闭，主阀也关闭；当ｐＡ＞Ｆ硬Ｔ时，先导阀打开，两端产生压差。当ΔｐＡ＜Ｆ软Ｔ时，主阀关闭；上一页下一页返回5.2压力控制阀的拆装及维护当ΔｐＡ＞Ｆ软Ｔ时，主阀打开。将先导式溢流阀作为被试阀，着重测试静态特性中的调压范围及压力稳定性、卸荷压力及压力损失和启闭特性３项，从而对被试阀的静态特性作适当的分析。３.应用当液压执行元件不动时，由于泵排出的油无处可去而成一密闭系统，理论上压力将一直增至无限大，实际上压力将增至液压元件破裂为止，此时电机为维持定转速运转，输出电流将无限增大至电机烧掉为止。前者会使液压系统破坏，液压油四溅；后者会引起火灾。上一页下一页返回5.2压力控制阀的拆装及维护因此要绝对避免，其方法就是在执行元件不动时，提供一条旁路使液压油能经此路回到油箱，它就是溢流阀，其主要用途有二个：（１）作溢流阀用：在定量泵的液压系统中，如图５－９（ａ）所示，常利用流量控制阀调节进入液压缸的流量，多余的压力油可经溢流阀流回油箱，这样可使泵的工作压力保持定值。（２）作安全阀用：在图５－９（ｂ）所示的液压系统中，在正常工作状态下，溢流阀是关闭的，只有在系统压力大于其调整压力时，溢流阀才被打开溢流，对系统起过载保护作用。除了如图５－９所示作为溢流阀用在回路中起调压作用及作为安全阀用外，其还有下列用途：上一页下一页返回5.2压力控制阀的拆装及维护（１）远程压力控制回路：从较远距离的地方来控制泵的工作压力回路。如图５－９（ｃ）所示的回路压力调定装置是由遥控溢流阀（ｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｒｅｌｉｅｆｖａｌｖｅｓ）所控制的，回路压力维持在３ＭＰａ。遥控溢流阀的调定压力一定要低于主溢流阀的调定压力，否则等于将主溢流阀引压口堵塞。（２）多级压力切换回路：如图５－１０所示，利用电磁换向阀可调出３种回路压力，注意最大压力一定要在主溢流阀上设定。液压系统对溢流阀的性能要求如下：（１）定压精度高。当流过溢流阀的流量发生变化时，系统中的压力变化要小，即静态压力超调要小。上一页下一页返回5.2压力控制阀的拆装及维护（２）灵敏度要高。（３）工作要平稳，且无振动和噪声。（４）当溢流阀关闭时，密封要好，泄漏要小。对于经常开启的溢流阀，主要要求前三项性能，而对于安全阀，则主要要求第二和第四两项性能。５.２.２拆装步骤和方法１操作仪器设备（１）设备名称：拆装操作台（包括拆装工具１套）。（２）拆装的部分液压阀名称：压力控制阀：Ｙ型溢流阀。上一页下一页返回5.2压力控制阀的拆装及维护２.具体操作过程拆开Ｙ型溢流阀，具体步骤如下［图５－８（ｂ）］：（１）Ｙ型先导式溢流阀由主阀和先导阀两部分组成。（２）从上面回油口往里窥视，可看出阀口是常闭的，吹气或用细铁棍捅，会发现不通。（３）进油口的压力油可通过主阀芯的杆部径向孔ｂ，再经中心孔ｇ进入阀芯下端油腔，同时可向上通过中心阻尼孔ｅ进入主阀芯上端油腔。（４）主阀芯上端油腔的油液是经孔ｅ又经孔ｂ流入先导调压阀的，然后通过阀座的中心孔ａ作用在锥阀芯上。（５）当锥阀打开后，经孔ａ的油液与回油口相通，实行内泄。上一页下一页返回5.2压力控制阀的拆装及维护（６）比较先导阀与主阀中的两个弹簧。（７）找到远程控制口Ｋ，可看到孔ｃ与主阀芯上端油控相连。（８）留心先导阀阀芯的结构形状，再与主阀芯比较。５.２.３常见故障及维护方法在Ｙ型溢流阀的拆装过程中特别要注意的是保证阀芯运动灵活，拆卸后要用金相砂纸抛除阀芯外圆表面的锈蚀，去除毛刺等；滑阀阻尼孔要清洗干净，以防阻尼孔被堵塞而使滑阀不能移动；弹簧软硬应合适，不可断裂或弯曲；液控口要加装螺塞，并拧紧密封，以防泄漏；密封件和结合处的纸垫位置要正确；各连接处的螺钉要牢固。Ｙ型溢流阀的常见故障有系统无压力、压力波动大、振动和噪声大等。产生这些故障的原因及维护方法见表５－９。上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护（１）Ｌ－１０Ｂ节流阀的结构如图５－２２所示。（２）ＱＩ－２５Ｂ调速阀的结构如图５－２３所示。流量控制阀是通过改变阀口的通流面积来调节阀口流量，从而控制执行元件运动速度的液压控制阀。常用的流量控制阀有节流阀和调速阀两种。节流阀和调速阀在系统中用来调节流量，以便控制执行元件的运动速度。液压系统中执行元件运动速度的大小，由输入执行元件油液流量的大小来确定。流量控制阀就是依靠改变阀口的通流面积（节流口的局部阻力）的大小或通流通道的长短来控制流量的液压阀。下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护常用的流量控制阀有普通节流阀、压力补偿和温度补偿调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。５.３.１流量控制阀的结构及工作原理１.Ｌ－１０Ｂ节流阀图５－２２所示为Ｌ－１０Ｂ节流阀的结构，这种节流阀的节流通道为轴向三角槽式。压力油从进油口ｐ１流入孔道和阀芯左端的三角槽，再从出油口ｐ２流出。调节手柄，可通过推杆使阀芯做轴向移动，以改变节流口的通流截面积来调节流量。阀芯在弹簧的作用下始终贴紧在推杆上，这种节流阀的进出油口可互换。上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护Ｌ－１０Ｂ节流阀的刚性表示它抵抗负数变化的干扰及保持流量稳定的能力，即当节流阀开口量不变时，由阀前、后压力差Δｐ的变化所引起的通过节流阀的流量发生变化的情况。流量变化越小，节流阀的刚性越大；反之，则其刚性越小。如果以Ｔ表示节流阀的刚度，则有：由式ｑ＝ＫＡΔｐｍ，可得：从节流阀特性曲线（图５－２４）可以发现，节流阀的刚度Ｔ相当于流量曲线上某点的切线和横坐标夹角β的余切，即：上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护由图５－２４和式（５－９）可以得出以下结论：（１）同一节流阀，阀前、后压力差Δｐ相同，节流开口小时，刚度大。（２）同一节流阀，在节流开口一定时，阀前、后压力差Δｐ越小，刚度越低。为了保证节流阀具有足够的刚度，节流阀只能在某一最低压力差Δｐ的条件下才能正常工作，但提高Δｐ将引起压力损失的增加。（３）取小的指数ｍ可以提高节流阀的刚度，因此在实际使用中多希望采用薄壁小孔式节流口，即ｍ＝０.５的节流口。２.ＱＩ－２５Ｂ调速阀上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护Ｌ－１０Ｂ节流阀由于刚性差，在节流开口一定的条件下通过它的工作流量受工作负载（亦即其出口压力）变化的影响，不能保持执行元件运动速度的稳定，因此只适用于工作负载变化不大和对速度稳定性要求不高的场合。由于工作负载的变化很难避免，为了改善调速系统的性能，通常对节流阀进行补偿，即采取措施使节流阀的前、后压力差在负载变化时始终保持不变。由ｑ＝ＫＡΔｐｍ可知，当Δｐ基本不变时，通过节流阀的流量只由其开口量的大小决定。使Δｐ基本保持不变的方式有两种：一种是将定压差式减压阀与节流阀并联起来构成调速阀；另一种是将稳压溢流阀与节流阀并联起来构成溢流节流阀。上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护这两种阀是利用流量的变化所引起的油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作来自动调节节流部分的压力差，使其保持不变的，这就是ＱＩ－２５Ｂ调速阀的工作原理。ＱＩ－２５Ｂ调速阀与Ｌ－１０Ｂ节流阀的压力－流量特性曲线的比较如图５－２５所示。５.３.２拆装步骤和方法１.操作仪器设备（１）设备名称：拆装操作台（包括拆装工具１套）。（２）拆装的液压阀的结构如图５－２２和图５－２３所示。（３）流量控制阀：Ｌ－１０Ｂ节流阀、ＱＩ－２５Ｂ调速阀。上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护２.流量阀的拆装步骤和方法（１）Ｌ－１０Ｂ型节流阀的拆装步骤和方法。图５－２２所示为节流阀外观和立体分解图，以这种阀为例说明其拆装步骤和方法。①准备好内六角扳手１套、耐油橡胶板１块、油盘一个及钳工工具１套。②松开刻度手轮３上的锁紧螺钉２、４，取下手轮３。③卸下刻度盘８，取下节流阀阀芯５和密封圈６、７、９。④卸下螺塞１３，取下密封圈１４、弹簧１５和单向阀阀芯１６。⑤观察节流阀主要零件的结构和作用。上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护⑥观察阀芯结构和作用；观察阀体的结构和作用。⑦按拆卸的相反顺序装配，即后拆的零件先装配，先拆的零件后装配。装配时，如有零件被弄脏，应该用煤油将其清洗干净后方可装配。装配阀芯时，可在其台肩上涂抹液压油，以防止阀芯卡住。装配时严禁遗漏零件。⑧将节流阀的外表面擦拭干净，整理工作台。⑨转动手轮３，通过推杆使阀芯做轴向移动，从而调节调节流阀的通流截面积，使流经节流阀的流量发生变化。（２）ＱＩ－２５Ｂ型调速阀的拆装步骤和方法图５－２３所示为调速阀的外观和立体分解图，以这种阀为例说明调速阀的拆装步骤和方法。上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护①准备好内六角扳手１套、耐油橡胶板１块、油盘１个及钳工工具１套。②卸下堵头１、１２，依次从右端取下Ｏ形圈２、密封挡圈３、阀套４；依次从左端取下密封挡圈１１、垫圈１４、定位块１５、弹簧１６、压力补偿阀阀芯１７。③卸下螺钉２４，取下手柄２３。④卸下螺钉２５，取下铭牌２６。⑤卸下节流阀阀芯２７。⑥卸下Ｏ形圈６、７，垫圈８、９，Ｏ形圈１０。⑦卸下螺钉３９，取下３８、３７、３６、３５、３４、３３、３２等单向阀组件。上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护⑧观察调速阀主要零件的结构和作用；观察节流阀阀芯的结构和作用；观察减压阀阀芯的结构和作用；观察单向阀阀芯的结构和作用；观察阀体的结构和作用。⑨按拆卸的相反顺序装配，即后拆的零件先装配，先拆的零件后装配。装配时，如有零件被弄脏，应该用煤油将其清洗干净后方可装配。装配阀芯时，可在其台肩上涂抹液压油，以防止阀芯卡住。装配时严禁遗漏零件。⑩将调速阀的外表面擦拭干净，整理工作台。５.３.３常见故障及维护方法上一页下一页返回5.3流量控制阀的拆装及维护（１）节流阀的常见故障有：调节失灵；流量不稳定；行程节流阀不能压下或不能复位；流量虽然可调，但调好的流量不稳定，从而使执行元件的速度不稳定；外泄漏、内泄漏大。产生这些故障的原因及维护方法见表５－１４。（２）调速阀的常见故障及维护方法。在流量控制阀的拆装过程中，除了要注意阀体和阀芯的配合间隙要合适、弹簧软硬要合适、密封可靠以及连接紧固等外，还要注意阀体和阀芯的清洁，节流阀的节流口不能有污物，以防节流口堵塞。如果是调速阀，还要注意减压阀中的阻尼小孔通