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液壓控制閥的故障分析與維護(hù)--2 攀鋼液壓中心 曾保國(guó) 3.3 順序閥常見(jiàn)故障分析與處理 順序閥在液壓系統(tǒng)中就象一個(gè)自動(dòng)工作的開(kāi)關(guān)，它是利用系統(tǒng)壓力的變化去控制油路的通斷，從而可以使被控制的執(zhí)行元件順序動(dòng)作。圖6是先導(dǎo)式順序閥的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形圖號(hào)。
原因（1）——主閥閥芯被卡死，主閥芯不能動(dòng)作；使得順序閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)。 處理方法：拆開(kāi)檢查，清洗、修磨主閥芯及閥座配合表面，或更換合格零件。 原因（2）——泄油口被堵塞，使得控制油起不到作用；主閥芯在其復(fù)位彈簧作用下，始終處于最底端，閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)然，此時(shí)調(diào)節(jié)手柄亦失去作用。因此，順序閥不動(dòng)作。 處理方法：拆開(kāi)檢查，清洗。 原因（3）——泄漏油路背壓過(guò)高，在達(dá)到順序閥的調(diào)定壓力后，先導(dǎo)閥還不能開(kāi)啟；使得主閥芯在復(fù)位彈簧作用下，閥口處于關(guān)閉狀態(tài)；順序閥不動(dòng)作。 處理方法：排除引起泄漏油路背壓的因素。 3.3.2.第二種故障現(xiàn)象：起不到順序動(dòng)作的作用，順序閥處于開(kāi)啟狀態(tài)。 原因（1）——先導(dǎo)閥閥芯磨損，或粘有污物，導(dǎo)致關(guān)閉不嚴(yán)，從而使得順序閥的開(kāi)啟壓力很低，起不到順序動(dòng)作作用。 處理方法：拆開(kāi)檢查，清洗；或更換先導(dǎo)閥閥芯。 原因（2）——控制油路中的阻尼小孔被堵塞，或部分堵塞；使得進(jìn)入先導(dǎo)閥油液的壓力大大降低，控制油作用于主閥芯底部，使閥芯開(kāi)啟；順序閥在沒(méi)有達(dá)到調(diào)定壓力的情況下，開(kāi)始動(dòng)作。
3.3.3.故障分析與處理實(shí)例 某廠自行制造的扣壓機(jī)(主要用于高壓軟管與接頭的連接)，經(jīng)一年多時(shí)間的使用，出現(xiàn)“扣壓油缸處壓力和系統(tǒng)中的壓力一樣，不能實(shí)現(xiàn)高壓”的故障現(xiàn)象。其液壓系統(tǒng)原理圖，如圖(7)所示。該廠維修人員認(rèn)為是由于增壓缸出現(xiàn)問(wèn)題而造成該故障。但對(duì)增壓缸進(jìn)行解體檢查，更換易損件后，故障仍然。 經(jīng)我們分析，故障很可能是由于順序閥不起作用造成，因?yàn)閺钠湓砗凸ぷ鬟^(guò)程來(lái)看。油液首先經(jīng)換向閥5的右邊進(jìn)入增壓缸的左腔，打開(kāi)缸7中的單向閥B→進(jìn)入扣壓缸10的無(wú)桿腔；當(dāng)扣壓缸接觸到工件后，壓力開(kāi)始上升，當(dāng)升高到順序閥8的調(diào)定壓力，順序閥打開(kāi)，缸7中間腔的油液經(jīng)順序閥8→換向閥5→回油箱，缸7的活塞向右移動(dòng)。此時(shí)，由于缸7右腔的壓力大于其左腔的壓力，單向閥B處于關(guān)閉狀態(tài)。根據(jù)P1A1=P2A2可知，缸7右腔的壓力P2=(A1／A2)×P1(A1為缸7活塞左端的面積，A2為缸7活塞右端的面積)。本系統(tǒng)中缸7的(A1／A2)＝3。因此，扣壓缸無(wú)桿腔的壓力為系統(tǒng)壓力的3倍�，F(xiàn)在故障的情況是，扣壓缸無(wú)桿腔的壓力等于系統(tǒng)中泵的壓力。據(jù)此，可以認(rèn)為順序閥沒(méi)有被打開(kāi)，缸7中間腔的油液無(wú)法回油箱。缸7的活塞不能移動(dòng)。 處理方法：將順序閥8拆開(kāi)檢查，發(fā)現(xiàn)其主閥芯中的阻尼小孔堵塞。經(jīng)清洗，并檢測(cè)試驗(yàn)合格后，安裝回原系統(tǒng)。將系統(tǒng)中的油液進(jìn)行過(guò)濾，清洗油箱。開(kāi)機(jī)試驗(yàn)，系統(tǒng)恢復(fù)正常。 3.4. 單向閥常見(jiàn)故障分析與處理 單向閥可分為普通單向閥和液控單向閥兩種。普通單向閥的作用是控制油液只能向一個(gè)方向流動(dòng)，而不能反向流動(dòng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及圖形圖號(hào)，如圖(8) a所示。液控單向閥有一個(gè)控制 3.4.1第一種故障現(xiàn)象：內(nèi)泄漏嚴(yán)重，反向封不住油液。 這種現(xiàn)象最易發(fā)生于壓力P2較低的情況下；因?yàn)榉聪驂毫^低時(shí)，閥芯所受的較小，使閥芯與閥座配合不緊。當(dāng)反向壓力較高時(shí)，滲漏量往往減小，甚至消失。 原因（1）——閥芯與閥座配合表面不良，出現(xiàn)局部接觸；或者配合表面磨損、劃傷、腐蝕，或者閥座出現(xiàn)裂痕。這幾種情況，均會(huì)導(dǎo)至閥座密封不嚴(yán)，出現(xiàn)內(nèi)泄漏。 處理方法：拆開(kāi)檢查，重新研磨配合表面，修磨損壞的零件或更換零件。必要時(shí)換用新閥。 原因（2）——閥芯與閥座間有污染雜質(zhì)粘附。 處理方法：拆開(kāi)清洗，必要時(shí)檢查油液被污染程度，重新過(guò)濾油液或換用新油。 3.4.2第二種故障現(xiàn)象：閥芯動(dòng)作不靈活，有時(shí)不能打開(kāi)或關(guān)閉，喪失單向閥的作用。 原因（1）——閥芯卡住。 閥芯卡住的原因較多，可能原因有：(B)閥體變形。(b)閥芯與閥體配合間隙過(guò)小，由于工作時(shí)發(fā)熱，閥芯膨脹而引起卡死。(c)閥芯與閥體配合表面間有污染物或因毛刺拉毛，或有劃傷等等。 處理方法：(B)對(duì)閥體變形的故障，需修平各配合表面，并使安裝螺釘夾緊力均勻。如果是閥體本身因材料內(nèi)應(yīng)力重新分配導(dǎo)致變形，需換用新閥。(b)間隙過(guò)小及毛刺、劃傷等原因可以修磨閥芯外圓及修磨閥孔被劃傷部位，加以修復(fù)。(c) 清洗零件及檢查油液被污染程度，必要時(shí)重新過(guò)濾油液或換油。 原因（2）——彈簧折斷或漏裝。 處理方法：更換或補(bǔ)裝質(zhì)量符合要求的彈簧。 原因（3）——背壓過(guò)大或控制壓力不足。這種情況發(fā)生于采用液控單向閥的場(chǎng)合。 處理方法：檢查液壓回路是否存在反向背壓過(guò)大的情況，采取措施減小背壓。如果屬于控制壓力不足的情況，則應(yīng)提高控制壓力。控制壓力不足，還有可能受背壓過(guò)大影響。另外，還可能存在控制壓力失壓的問(wèn)題或控制活塞卡住或因其磨損過(guò)大引起泄漏量過(guò)大，建立不起較高壓力等問(wèn)題。對(duì)控制壓力失壓?jiǎn)栴}應(yīng)從改進(jìn)液壓回路下手，保證控制壓力穩(wěn)定。如需活塞卡住或磨損過(guò)大的問(wèn)題，應(yīng)拆開(kāi)修磨或更換零件或換用新閥。 3.5. 換向閥常見(jiàn)故障分析與處理 換向閥是借助于閥芯與閥體的不同相對(duì)位置來(lái)接通、切斷或改變液壓系統(tǒng)中油液的流動(dòng)方向的閥類。其種類很多，根據(jù)閥芯的運(yùn)動(dòng)形式，換向閥可分為滑閥和轉(zhuǎn)閥兩種；根據(jù)操縱方式不同，可分為手動(dòng)換向閥(S)、機(jī)動(dòng)換向閥(C)、電磁換向閥(交流D、直流E)、液動(dòng)換向閥(Y)、電液動(dòng)換向閥(交流DY、直流EY)；根據(jù)閥的工作位置數(shù)通道口數(shù)目，可分為：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、二位五通閥、三位四通閥、三位五通閥、多位多通閥等等。圖(9)為三位四通閥(O型中位機(jī)能)的結(jié)構(gòu)原理圖，圖(10) 是三位四通電液換向閥的符號(hào)。 換向閥的故障可分為三種情況：(1)電磁鐵引起的故障；(2)換向閥本身引起的故障及使用不當(dāng)引起的故障；(3)選擇元件不合理等方面引起的故障。下面主要從換向閥本身引起的故障及使用不當(dāng)引起的故障來(lái)分析。 3.5.1第一種故障現(xiàn)象：操縱時(shí)，閥不動(dòng)作或動(dòng)作不良。 原因（1）——換向閥閥芯因污染物、毛刺等將閥芯卡住或?qū)⑴浜霞砻鎰潅�、拉毛等�?/p> 處理方法：拆開(kāi)清洗，修整被破壞表面，清除毛刺。如果破壞嚴(yán)重，則需更換新閥。 原因(2)——閥體變形，引起閥芯卡緊。 處理方法：閥體變形多是由于安裝底面不平或安裝螺釘夾緊力不均造成的，應(yīng)檢查安裝底面的平面度，不平時(shí)應(yīng)修磨安裝表面，并使安裝螺釘受力均勻，進(jìn)行重新安裝。 原因(3)——自動(dòng)復(fù)位彈簧折斷。 處理方法：拆開(kāi)檢查，更換，并正確安裝彈簧。 原因(4)——手動(dòng)換向閥和行程換向閥中的密封圈過(guò)緊。 處理方法：換用合適的密封圈。 原因(5)——裝配錯(cuò)誤。如經(jīng)過(guò)拆裝后，有些零件位置裝錯(cuò)，漏裝或管路安裝錯(cuò)誤，引起換向的動(dòng)作不良或系統(tǒng)工作失常。 處理方法：檢查安裝、裝備狀態(tài)，正確裝配零件，正確安裝管路。 原因(6)——對(duì)于電磁換向閥，電磁鐵損壞。 處理方法：更換新的電磁鐵。 3.5.2第二種故障現(xiàn)象：泄漏量過(guò)大。 原因(1)——閥芯或閥體磨損或嚴(yán)重劃傷。具體原因如下：(a).因加工制造等不良引起閥芯受液流沖刷產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使用一段時(shí)間后，發(fā)生配合間隙過(guò)大而導(dǎo)至泄漏增大。(b)因油液污染，含有硬質(zhì)磨粒(砂、鐵銹、氧化皮、金屬銼屑等)而引起較大磨損。 處理方法：換用新閥并過(guò)濾油液或換用新油。 原因(2)——使用壓力過(guò)高或閥體膨脹使間隙變大，泄漏增大。 處理方法：使用壓力應(yīng)低等于額定壓力，或換用高壓閥。 原因(3)——密封圈失效或漏裝，引起泄漏。 處理方法：拆開(kāi)檢查，按正常狀態(tài)裝配。 原因(5)——油溫過(guò)高，油的粘度降低，引起泄漏增大。 處理方法：檢查油溫，使用冷卻器降低油溫。 3.5.3第三種故障現(xiàn)象：換向時(shí)有噪音、沖擊和振動(dòng)。 原因(1)——電磁閥閥芯推桿過(guò)長(zhǎng)造成電磁鐵銜鐵不到位產(chǎn)生嗡鳴聲。 處理方法：修理推桿使長(zhǎng)度符合要求。 原因(2)——推桿過(guò)短，造成電磁閥閥芯未到位或過(guò)位，導(dǎo)致節(jié)流口開(kāi)度較小，液流速度增大，流速噪音增加。 處理方法：換用尺寸符合要求的推桿。 原因(3)——液動(dòng)閥或電液動(dòng)閥的控制壓力過(guò)高或控制流量過(guò)大，由于其換向時(shí)間比較短，從而引起沖擊。 處理方法：(a)降低控制壓力或控制流量，(b)采用有節(jié)流閥調(diào)節(jié)換向速度的液動(dòng)換向閥，以便調(diào)節(jié)換向時(shí)間。(c)換用直流電磁鐵控制的閥。
處理方法：排除系統(tǒng)中的空氣。 3.6. 節(jié)流閥常見(jiàn)故障分析與處理 節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)主要決定于節(jié)流口的形式，常見(jiàn)的節(jié)流口形式主要有軸向三角溝槽式和周向縫隙式兩種。通過(guò)調(diào)節(jié)使節(jié)流口開(kāi)度改變，來(lái)調(diào)節(jié)液阻和流量，以調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。圖(11) 為節(jié)流閥的原理圖及圖形圖號(hào)。 3.6.1第一種故障現(xiàn)象：流量不穩(wěn)定。 原因(1)——油液受污染，節(jié)流閥口被污染物堵塞，使得實(shí)際通流面積變小，流量下降，導(dǎo)至壓力差增大，又將污物沖刷掉，流量又增大；反復(fù)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，導(dǎo)至流量不穩(wěn)定。 處理方法：拆開(kāi)清洗，追加過(guò)濾器；加強(qiáng)油液污染控制，必要時(shí)過(guò)濾油液或換油。 原因(2)——負(fù)載變化較大或負(fù)載波動(dòng)，和節(jié)流閥相連的節(jié)流閥兩端壓差勢(shì)必變化，使流量不穩(wěn)定。 處理方法：換用調(diào)速閥。 原因(3)——油溫變化較大，油液的粘度隨之變化，導(dǎo)致流量變化。 處理方法：穩(wěn)定油液溫度或改用有溫度補(bǔ)償裝置的閥。 原因(4)——調(diào)節(jié)手柄的鎖緊裝置松動(dòng)，引起閥芯位置變動(dòng)。 處理方法：上緊鎖緊裝置(一般是鎖緊螺母)。 原因(5)——所用節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量較大，所需調(diào)節(jié)流量低于最小穩(wěn)定流量時(shí)，流量不穩(wěn)定。 處理方法：在流量調(diào)節(jié)范圍內(nèi)使用，即將使用流量大于最小穩(wěn)定流量�；蛘邠Q用最小穩(wěn)定流量較小的節(jié)流閥。 3.6.2第二種故障現(xiàn)象：調(diào)節(jié)失靈。 原因(1)——節(jié)流閥閥芯被卡住，不能復(fù)位。 處理方法：拆開(kāi)清洗，修磨劃傷部位。 原因(2)——節(jié)流閥閥芯復(fù)位彈簧拆斷或變形，閥芯不能復(fù)位。 處理方法：拆開(kāi)檢查，更換彈簧。 原因(3)——調(diào)節(jié)手柄的調(diào)節(jié)螺紋或推桿被卡住，或者手柄的固定螺釘松動(dòng)，手柄空轉(zhuǎn)。 處理方法：(a)拆開(kāi)檢查，清洗，排除污物；修磨零件或更換零件。(b)擰緊調(diào)節(jié)手柄的固定螺釘。 原因(4)——單向節(jié)流閥的單向閥不能完全閉合。 處理方法：拆開(kāi)清洗或更換零件。 原因(5)——單向節(jié)流閥的進(jìn)油口、出油口接反，使單向閥常開(kāi)。 處理方法：檢查進(jìn)出油口，管路安裝是否正確，如裝反了應(yīng)正確安裝。 3.7. 調(diào)速閥常見(jiàn)故障分析與處理 調(diào)速閥是在節(jié)流閥前面串聯(lián)一個(gè)定差減壓閥的組合閥。圖(12)是調(diào)速閥的工作原理圖及符號(hào)。利用定差減壓閥“定差”的工作特性，使節(jié)流閥前后的壓力差基本保持不變，從而使 3.7.1第一種故障現(xiàn)象：當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，壓力補(bǔ)償式調(diào)速閥的出口流量不穩(wěn)定。 原因(1)——進(jìn)出、口壓差過(guò)小，則定差減壓閥閥芯上下的壓力差也很小，閥芯被彈簧壓在最下端；定差減壓閥處于全開(kāi)狀態(tài)，不起減壓作用；這時(shí)調(diào)速閥的性能就和節(jié)流閥相同。 處理方法：調(diào)節(jié)調(diào)速閥，使節(jié)流閥的開(kāi)度變小，或者增加進(jìn)油口的壓力，從而使壓差起過(guò)最小壓差值。一般中壓調(diào)速閥的最小壓差值為0.4～0.5MPa，高壓調(diào)速閥為1MPa以上。 原因(2)——定差減壓閥閥芯卡住，或其彈簧拆斷。 處理方法：拆開(kāi)檢查、清洗，并修理。更換合格彈簧。 原因(3)——進(jìn)出油口接反。 處理方法：正確安裝、接管。 原因(4)——定差減壓閥的阻尼小孔被堵塞。 處理方法：拆開(kāi)清洗，使小孔暢通。 3.7.2故障分析與處理實(shí)例 圖(13)所示回路中，液壓缸執(zhí)行工作進(jìn)給時(shí)，由調(diào)速閥4和5經(jīng)換向閥6對(duì)液壓缸進(jìn)行速度換接。回路故障現(xiàn)象是：在速度換接時(shí)，液壓缸產(chǎn)生較大的液壓沖擊。 原因分析：由于沖擊發(fā)生在液壓缸由一種速度向另一種速度換接時(shí)。可以分析出故障原因是由于調(diào)速閥的壓力補(bǔ)償裝置的跳躍現(xiàn)象引起的。 調(diào)速閥正常工作時(shí)，串聯(lián)于節(jié)流閥前的定差減壓閥自動(dòng)調(diào)節(jié)成適當(dāng)開(kāi)度，使節(jié)流閥兩端壓差為定值。在圖(14)中，速度換接前沒(méi)有工作油通過(guò)調(diào)速閥，其定差減壓閥在閥芯彈簧作用下開(kāi)度最大，這時(shí)由換向閥10開(kāi)始速度換接，壓力油急速流入調(diào)速閥，使減壓閥閥后壓力瞬時(shí)增大，節(jié)流閥兩端的壓差很大，流過(guò)的流量也很大，這樣液壓缸就急速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一瞬間后，定差減壓閥在閥后壓力下，使閥芯的開(kāi)度達(dá)到最小，流過(guò)減壓的流量也最小，此時(shí)液壓缸又急速慢下來(lái)。這個(gè)過(guò)程往復(fù)多次才能使流量達(dá)到穩(wěn)定的數(shù)值。這就是上述回路在換向閥10換向過(guò)程中，液壓缸速度換接時(shí)，發(fā)生液壓沖擊的原因。 處理方法：將圖(13)所示的回路改成圖(14)所示的回路。在圖(14)所示的回路中，調(diào)速閥為串聯(lián)形式；圖示位置時(shí)，壓力油經(jīng)調(diào)速閥8和9進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，由于調(diào)速閥9的通流面積要小于調(diào)速閥8的通流面積，因此，此時(shí)液壓缸的速度由調(diào)速閥9來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)換向閥12通電時(shí)，液壓缸的速度由調(diào)速閥8來(lái)調(diào)節(jié)。很明顯，在液壓缸運(yùn)行速度換接過(guò)程中每一時(shí)刻，兩個(gè)調(diào)速閥都有壓力油通過(guò)，這樣便避免了上述故障的發(fā)生。 4. 液壓閥拆裝要點(diǎn) 液壓閥種類多，型號(hào)規(guī)格千差萬(wàn)別，結(jié)構(gòu)各不相同。因此，在維修拆裝過(guò)程中的方法自然也不一樣。本章就閥壓閥在拆裝過(guò)程中的共性問(wèn)題加以說(shuō)明。 4.1 拆洗。 液壓閥拆洗前，必須熟悉元件的經(jīng)構(gòu)和工作原理，并具備維修元件的經(jīng)驗(yàn)。首先，將元件外表清洗干凈，檢查元件外表是否受到損壞；元件上的調(diào)節(jié)螺釘、手輪、鎖緊螺母等是否完整無(wú)損。板式連接式的閥，其底面應(yīng)平整，其溝槽不應(yīng)有飛邊、毛刺、棱角，不許有磕碰凹痕。 在拆開(kāi)時(shí)，須將閥固定在工作臺(tái)上。拆開(kāi)后，仔細(xì)檢查各零件的質(zhì)量，對(duì)不符合使用要求的零件予以修復(fù)或更換；對(duì)不符合要求的密封件應(yīng)更換。 4.2 裝配。 裝配前，應(yīng)將各零件清洗干凈。清洗時(shí)，不準(zhǔn)用棉絲等類的松散纖維。裝配時(shí)各零件表面應(yīng)涂一層液壓油，各配合件應(yīng)無(wú)卡緊現(xiàn)象，應(yīng)運(yùn)動(dòng)自如；緊固螺釘擰緊力矩要均勻，并符合元件廠的規(guī)定，切用錘子敲打或硬扳。 4.3 測(cè)試。 對(duì)拆洗過(guò)的液壓閥應(yīng)盡可能進(jìn)行試驗(yàn)。(1) 方向控制閥應(yīng)測(cè)試其換向狀況、壓力損失、內(nèi)外泄漏。(2)壓力控制閥應(yīng)測(cè)試其調(diào)壓狀況、開(kāi)啟和閉合壓力、外泄漏。(3)流量閥應(yīng)測(cè)其調(diào)節(jié)狀況、外泄漏。 每個(gè)被測(cè)試的液壓閥應(yīng)達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，已測(cè)試過(guò)的元件要用金屬或塑料堵頭封住油口，整個(gè)元件外包塑料布。
參考文獻(xiàn)： 1.《液壓元件及系統(tǒng)故障分析與對(duì)策》趙淵華東冶金學(xué)院教研室出版 2.《液壓系統(tǒng)故障診斷與排除》嵇光國(guó)海洋出版社。北京市復(fù)興門(mén)外大街一號(hào)1992年7月第一版 3.《液壓傳動(dòng)與控制》林國(guó)重盛東初北京工業(yè)學(xué)院出版社 4.《液壓工程手冊(cè)》雷天覺(jué)機(jī)械工業(yè)出版社
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