任务2.8 流量阀故障诊断与排除

任务2.8流量阀故障诊断与排除一、学习要求1.弄清节流阀和调速阀的结构和工作原理。2.学会节流阀和调速阀的拆卸和装配方法。3.弄懂流量阀的故障诊断与维修方法。4.养成严守职业规范的习惯。二、知识准备1．节流阀的结构和工作原理普通节流阀的结构、工作原理和图形符号图如图所示，这种阀的节流油口为轴向三角槽式，主要由阀芯、推杆、手轮和弹簧等组成。压力油从油口P1流入，经阀芯4左端的轴向三角槽后由P2流出。阀芯4在弹簧力的作用下始终紧贴在推杆的端部。旋转手轮可使推杆沿轴向移动，改变节流口的通流截面积，从而调节通过阀的流量。动画调速阀的工作原理若减压阀进口压力为p1，出口压力为p2，节流阀出口压力为p3，则减压阀a腔、b腔油压力为p2，c腔油压力为p3。若减压阀a、b、c腔有效工作截面积分别为A1、A2、A，则A=A1+A2。节流阀出口的压力为p3由液压缸的负载决定。当减压阀阀芯在其弹簧力FS、油液压力p2

和p3的作用下处于某一平衡位置时，则：p2A1+p2A2=p3A+FSp2-p3=

由于弹簧刚度较低，且在工作过程中减压阀阀芯位移很小，认为FS基本不变，故△p=p2-p3也基本不变。如图所示为调速阀的工作原理图。2．调速阀的结构和工作原理调速阀的工作原理故节流阀面积AT不变时，流量也为定值。也就是说，无论负载如何变化，AT也恒定不变，液压元件的运动速度也不变。如果负载增大，p3增大，减压阀右腔推力也增大，阀芯左移，阀口开大，阀口的液阻减小，p2也增大，而△p=p2-p3却不变。如果负载减小，p3减小，减压阀右腔推力也减小，阀芯右移，阀口开度减小，阀口的液阻增大，p2也减小，而△p=p2-p3也不变。因此调速阀适用于负荷变化较大，速度平稳性要求较高的组合机床、铣床等的液压系统。（调速阀的工作原理动画）

如图所示为普通节流阀的外观和立体分解图，我们以这种阀为例说明普通节流阀的拆装步骤和方法。（1）准备好内六角扳手一套、耐油橡胶板一块、油盘一个及钳工工具一套等器具。（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5、密封圈6、7、9。（4）卸下螺塞13，取下密封圈14、弹簧15、单向阀阀芯16。（5）观察节流阀主要零件的结构和作用。3．节流阀的拆卸和装配步骤和方法（5）观察节流阀主要零件的结构和作用。①观察阀芯结构和作用。②观察阀体的结构和作用。（6）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，如有零件弄脏，应该用煤油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。（7）将节流阀外表面擦拭干净，整理工作台。4．调速阀的拆卸和装配步骤和方法如图所示为调速阀的外观和立体分解图，我们以这种阀为例说明调速阀的拆装步骤和方法。（1）准备好内六角扳手一套、耐油橡胶板一块、油盘一个及钳工工具一套等器具。（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；依次从左端密封挡圈11、O形圈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。（8）观察调速阀主要零件的结构和作用。①观察节流阀阀芯结构和作用。②观察减压阀阀芯结构和作用。③观察单向阀阀芯结构和作用。④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，如有零件弄脏，应该用煤油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）将调速阀外表面擦拭干净，整理工作台。5．调速阀的使用（1）调整流量大小时，先松开手柄上锁紧螺钉，顺时针旋转手柄，流量增大，反之则减小。调节完毕后，须固紧锁紧螺钉。（2）调速阀只能在调节范围内使用。（3）阀安装面的表面粗糙度Ra应小于1.6µm，平面度应小于13µm。（4）油液过滤精度不得低于25µm，最好在阀前设置过滤精度为10µm管路滤油器。（5）对于定压差减压阀作压力补偿的调速阀，为了确保调节流量满意，阀进口压力应低于某一数值（比如美国Vickers的FCG型调速阀为0.1MPa）。节流口进出口两端一般应保持一定数值压差（比如0.9MPa，随阀的种类而定），否则不能保持恒定的流量，而会受到工作负载的影响，并且要求调速阀的出口压力低于0.6MPa。（6）对于定差溢流阀（旁通阀）作压力补偿的调速阀因为总有一些油经常通过旁通阀流入油箱，因此要求泵的流量要大于阀的流量一定值（比如阀的流量为106L/min，泵的流量至少应为125L/min）。（7）对于定差溢流阀作压力补偿的调速阀回路口的压力有规定，且只能用在进口节流的回路中。（8）调速阀适用的液压油黏度17~38cSt，环境温度为-20~40℃油液的工作温度应控制在-20~65℃。6．节流阀常见故障诊断及排除序号故障现象故障原因维修方法1流量调节作用失灵（1）节流口或阻尼小孔被严重堵塞，滑阀被卡住（2）节流阀阀芯因污物、毛刺等卡住（3）阀芯复位弹簧断裂或漏装（4）在带单向阀装置的节流阀中，单向阀密封不良（5）节流滑阀与阀体孔配合间隙过小而造成阀芯卡死（6）节流滑阀与阀体孔配合间隙过大而造成泄漏（1）拆洗滑阀，更换液压油，使滑阀运动灵活（2）拆洗滑阀，更换液压油，使滑阀运动灵活（3）更换或补装弹簧（4）研磨阀座（5）研磨阀孔（6）检查磨损、密封情况，修换阀芯序号故障现象故障原因维修方法2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（1）油中杂质黏附在节流口边上，通油截面减小，流量减少（2）油温升高，油液的黏度降低（3）调节手柄锁紧螺钉松动（4）节流阀因系统负荷有变化而使流量变化（5）阻尼孔堵塞，系统中有空气（6）密封损坏（7）阀芯与阀体孔配合间隙过大而造成泄漏（1）拆洗有关零件，更换液压油（2）加强散热（3）锁紧调节手柄锁紧螺钉（4）改用调速阀（5）排空气，畅通阻尼孔（6）更换密封圈（7）检查磨损、密封情况，更换阀芯3外泄漏，内泄漏大（1）外泄漏主要发生在调节手柄部位、工艺螺堵、阀安装面等处，主要原因是O形密封圈永久变形、破损及漏装等（2）内泄漏的原因主要是节流阀阀芯与阀体孔配合间隙过大或使用过程中的严重磨损及阀芯与阀孔拉有沟槽，还有油温过高等（1）更换O形密封圈（2）保证阀芯与阀孔的公差，保证节流阀阀芯与阀体孔配合间隙，如果有严重磨损及阀芯与阀孔拉有沟槽，则可用电刷镀或重新加工阀芯进行研磨课程思政案例严守职业规范：配合间隙大引起故障解析：节流阀因“内泄漏的原因主要是节流阀阀芯与阀体孔配合间隙过大。”故障，引起“执行元件实现顺序动作”，说明节流阀阀芯与阀体孔配合间隙不符合要求。启示：我们在做设计或装配节流阀时，一定要严守职业规范，将节流阀阀芯与阀体孔配合间隙控制在规定的范围。7．调速阀常见故障诊断及排除序号故障现象故障原因维修方法1流量调节作用失灵（1）节流口或阻尼小孔被严重堵塞，滑阀被卡住（2）节流阀阀芯因污物、毛刺等卡住（3）阀芯复位弹簧断裂或漏装（4）节流滑阀与阀体孔配合间隙过大而造成泄漏（5）调速阀进出口接反了（6）定差减压阀阀芯卡死在全闭或小开度位置（7）调速阀进口与出口压力差太小（1）拆洗滑阀，更换液压油，使滑阀运动灵活（2）拆洗滑阀，更换液压油，使滑阀运动灵活（3）更换或补装弹簧（4）检查磨损、密封情况，修换阀芯（5）纠正进出口接法（6）拆洗和去毛刺，使减压阀阀芯能灵活移动（7）按说明书调节压力序号故障现象故障原因维修方法2调速阀输出的流量不稳定，从而使执行元件的速度不稳定（1）定压差减压阀阀芯被污物卡住，动作不灵敏，失去压力补偿作用（2）定压差减压阀阀芯与阀套配合间隙过小或大小不同心（3）定压差减压阀阀芯上的阻尼孔堵塞（4）节流滑阀与阀体孔配合间隙过大而造成泄漏（5）漏装了减压阀的弹簧，或弹簧折断、装错（6）在带单向阀装置的调速阀中，单向阀阀芯与阀座接触处有污物卡住或拉有沟槽不密合，存在泄漏（1）拆洗定压差减压阀阀芯（2）研磨定压差减压阀阀芯（3）畅通定压差减压阀阀芯上的阻尼孔（4）检查磨损、密封情况，修换阀芯（5）补装或更换减压阀的弹簧（6）研磨单向阀阀芯与阀座，使之密合，必要时予以更换序号故障现象故障原因维修方法3最小稳定流量不稳定，执行元件低速运动速度不稳定，出现爬行抖动现象（1）油温高且温度变