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1、液压故障分析方法,主讲：冯家麟 jialinf 021-63503815,第一章.液压系统图的分析理解 及阀的结构,第一节.液压元件图形符号的“形象化”理解 液压系统图都是用液压元件的图形符号来绘制的，由于于液压元件的种类繁多，同类元件的图形符号又较为相似，很容易混淆，因此，如何正确地理解和掌握液压元件图形符号的含义，对于分析和设计液压系统都有着十分重要的意义。 针对液压元件图形符号繁多、易于混淆的情况，提出一种将元件的图形符号与其工作原理和特点相结合，“形象化”地理解其含义的方法，并“动态”地看待各元件在系统中的状态，从而能较简便地记忆并掌握液压元件的意义和在系统中的作用。,1.直动型溢流阀
2、的图形符号,如图1所示的直动型溢流阀，由于它是利用“作用于阀芯上的液体压力和弹簧力相平衡”的原理来进行工作的，所以“方框l”可形象地表示为“阀体”， “箭头线3”可形象地表示为“阀芯”并且“阀芯”右方有“弹簧”，左方有“液压力”作用；又由于它是利用“进油腔内部的液压力来控制阀芯的移动”，所以对应的图上就有了从进油口p1引入到“阀体”左方的液压力“斜虚线2”；同时由于溢流阀常态时的阀口关闭，所以“箭头线3”与p1、p2主油路不共线；再“动态地思考其工作过程可得出元件的作用，即当作用于阀芯上的液压力小于弹簧预紧力时，阀口关闭使进油口压力pl上升，反之其压力p2为零。,2.换向阀的图形符号,对于换向
3、阀，它都是“利用阀芯和阀体的相对运动使阀所控制的一些油口接通或断开”，只是操纵阀芯移动的方式和油液通路等有所不同。如图2所示的三位四通电液换向阀. 二位三通,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,流量控制阀图形符号的识别比较简单。图形符号中的直线线段表示油路，直线线段两侧的峡口形状即表示节流，图ll(o)即为固定节流阀；若峡口形状加上一斜着的箭头则表示是可调式节流阀。以往，上述图形的外围没有方框包住，就表示这不是一只单独的阀，而是在有关通道、油路或连接板上钻孔加工后配以零件而成，被称作为“固定节流器”，现按新规定，统一称为“节流阀”。若上述图形四面被围以方框
4、，如图ll(q)所示，则为“普通型调速阀”；图l一1(r)为“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。 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,单向阀的功能,找错,单向阀的功能,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，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。,1）液控单向阀,一、工作原理及结构,液控单向阀是在单向阀上增加了液控部
5、分而成，也叫液压操纵的单向阀。 但当从控制油口引入压力油PK时，控制油PK使液压控制活塞1抬起，强迫阀芯3打开，此时主油流既可以从P1流向P2，也可以从P2流向P1。,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为上控式液控单向阀结构实例。,双液控单向阀,双液控单向阀的工作原理是当一个油
6、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)。,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。
7、,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。,液控单向阀通常应用的场合,(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，产生吸空和负压，必须增设补油装置。图52e所示的液控
8、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,液压缸两腔均与液控单向阀相连，当液压缸停止运动时，液压缸两腔的油液能保持较长时间不泄漏，所以保压时间长，能达到双向锁紧的目的。 对于图521a、c所示回路，其换向阀分别为H形和Y形中位机能，因液控单向阀的阀芯锥端与油箱相通，油液压力为零因此无油压作用于液控单向阀，使液控单向阀可靠的锁紧液压缸两腔。 对于图521b、d所示回路，其换向阀分别为O形和M形中位机能，液控单向阀两端都有油压，因此锁紧效果不
9、如图525a.c所示回路准确，可靠。,第三节.二通插装阀,1 简介 插装阀是20世纪70年代初出现的大流量液压系统中的一种新结构的液压阀品种。传统形式的液压阀，没有大流量和超大流量的规格。因为传统结构形式的三大类(压力、方向、流量)阀，很难做出大流量和超大流量规格的阀来。勉强做大些(流量)，也是体积庞大，管路多而粗，配管工作量大，容易出现漏油、振动、噪声以及安装维修困难等。 为了满足大流量和超大流量液压系统的需要并消除上述弊端，插装阀应运而生。由于构成插装阀的插装件只有两个工作位置“开”与“关”，而且多是锥阀形式，故又称为逻辑阀和锥阀式阀。插装阀有二通和三通两种，但三通式的结构通用化及模块化程
10、度不及二通式，所以插装阀均指二通插装阀。,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
11、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。,插装阀的优点,因为插装逻辑阀国内外已标准化，无论是国际标准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。
12、 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
13、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”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”。 图53 1 5所示为插装单元(逻辑单元)的工作原理图。,3 插装阀的组成和基本
14、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，其基本结构如图53 1 6所示。图(a)中的衬垫在图(b)中是与阀套连成一体的结构，也有衬垫与控制盖板连成一体的结构，在修理中均可见到。,(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)，如图53 1 7所示，阀芯与阀套构成一个座阀式阀，关闭时密封性能好。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
15、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
16、,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(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，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。,内流式与外流式,插装阀的基本流向一般
