液压系统基本原理(图表相关)

发布时间:2021-01-18   来源:文档文库   
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液压系统基本原理
8.1 YT4543型动力滑台液压系统图
1—背压阀;2—顺序阀;361315—单向阀;416—节流阀; 5—压力继电器;7—液压缸;
8—行程阀;9—电磁阀;10—调速阀;11—先导阀;12—换向阀;14—液压泵


第一节 液压传动的发展史
液压传动和气压传动称为流体传动,是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术,1795年英国约瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814在伦敦用水作为工作介以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
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第一次世界大战(1914-1918后液压传动广泛应用,特别是1920年以,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁尼斯克(G•Constantimsco对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了液压工业会。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界领先地位。 液压传动有许多突出的优点,因此它的应用非常广泛,如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等;行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等;发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等;船舶用的甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
第二节 液压系统地组成
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一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。
一、
动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。
二、 执行元件(如液压缸和液压马达的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。 三、 控制元件(即各种液压阀在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀(全阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调速阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
四、
辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。
五、
液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。
第三节 液压的原理
一、
它是由两个大小不同的液缸组成的,在液缸里充满水或油。充水的叫水压机充油的称油压机两个液缸里各有一个可以滑动的活塞,如果在小活塞上加一定值的压力,根据帕斯卡wen5 3

定律,小活塞将这一压力通过液体的压强传递给大活塞,将大活塞顶上去。设小活塞的横截面积是S1加在小活塞上的向下的压力是F1于是,小活塞对液体的压强为P=F1/SI,能够大小不变地被液体向各个方向传递大活塞所受到的压强必然也等P若大活塞的横截面积是S2压强P在大活塞上所产生的向上的压力F2=PxS2截面积是小活塞横截面积的倍数。从上式知,在小活塞上加一较小的力,则在大活塞上会得到很大的力,为此用液压机来压制胶合板、榨油、提取重物、锻压钢材等。
二、液压的优缺点
与机械传动、电气传动相比,液压传动具有以下优点: 1、液压传动的各种元件,可以根据需要方便、灵活地来布置。
2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。
3操纵控制方便,可实现大范围的无级调速(调速范围达20001)。
4、可自动实现过载保护。
5一般采用矿物油作为工作介质,相对运动面可自行润滑,使用寿命长;
6、很容易实现直线运动。
7很容易实现机器的自动化,当采用电液联合控制后,不仅可实现更高程度的自动控制过程,而且可以实现遥控。 液压传动也存在着一些缺点:
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1、由于流体流动的阻力和泄露较大,所以效率较低。如果处理不当,泄露不仅污染场地,而且还可能引起火灾和爆炸事故。 2、由于工作性能易受到温度变化的影响,因此不宜在很高或
低的温度条件下工作。
3、液压元件的制造精度要求较高,因而价格较贵。
4、由于液体介质的泄漏及可压缩性影响,不能得到严格的传动比。
5、液压传动出故障时不易找出原因;使用和维修要求有较高的技术水平。
第四节 液压系统的三大顽疾
一、发热 由于传力介质(液压油)在流动过程中存在各部位流
的不同,导致液体内部存在一定的内摩擦,同时液体和管路内壁之间也存在摩擦,这些都是导致液压油温度升高的原因。温度升高将导致内外泄漏增大,降低其机械效率。同时由于较高的温度,液压油会发生膨胀,导致压缩性增大,使控制动作无法很好的传递。解决办法:发热是液压系统的固有特征,无法根除只能尽量减轻。使用质量好的液压油、液压管路的布置中应尽量避免弯头的出现、使用高质量的管路以及管接头、液压阀等。
二、振动
液压系统的振动也是其痼疾之一。由于液压油在管路中的高速流动而产生的冲击以及控制阀打开关闭过程中产生的冲击都是系统发生振动的原因。强的振动会导致系统控制动wen5
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作发生错误,也会使系统中一些较为精密的仪器发生错误,导致系统故障。解决办法:液压管路应尽量固定,避免出现急弯。避免频繁改变液流方向,无法避免时应做好减振措施。整个液压系统应有良好的减振措施,同时还要避免外来振源对系统的影响。
三、泄漏
液压系统的泄漏分为内泄漏和外泄漏。内泄漏指泄漏过程发生在系统内部,例如液压缸活塞两边的泄漏、控制阀阀芯与阀体之间的泄漏等。内泄漏虽然不会产生液压油的损失,但是由于发生泄漏,既定的控制动作可能会受到影响,直至引起系统故障。外泄漏是指发生在系统和外部环境之间的泄漏。液压油直接泄漏到环境中,除了会影响系统的工作环境外,还会导致系统压力不够引发故障。泄漏到环境中的液压油还有发生火灾的危险。解决办法:采用质量较好的密封件,提高设备的加工精度。
另:对于液压系统这三大顽疾,有人进行了总结:发烧、拉稀带得

YT4543型组合机床动力滑台液压传动系统
(应用举例)
组合机床是由通用部件和部分专用部件组成的高效、专用、自动化程度较高的机床。 它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等工序和wen5 6

工作台转位、定位、夹紧、输送等辅助动作,可用来组成自动线。这里只介绍组合机床动力滑台液压系统。动力滑台上常安装着各种旋转着的刀具,其液压系统的功能是使这些刀具作轴向进给运动, 并完成一定的动作循环。
8.1和表8.1分别表示YT4543型组合机床动力滑台液压系统原理图和动作循环表。这个系统用限压式变量叶片泵供油,用电液换向阀换向,用行程阀实现快进和工进速度的切换,用电磁阀实现两种工进速度的切换,用调速阀使进给速度稳定。在机械和电气的配合下,能够实现“快进→一工进→二工进→死挡铁停留→快退→原位停止”的半自动循环。其工作情况如下所述。
1.快进
按下起动按钮,电磁铁1YA通电吸合,控制油路由泵14经电磁先导阀11左位、单向阀15,进入液动阀12的左端油腔,液动阀12左位接系统,液动阀12的右端油腔回油经节流器16和阀11的左位回油箱,液动阀处于左位。主油路:泵14→单向阀13→液动阀12位→行程阀8(常态位)→液压缸左腔(无杆腔)。回油路:液压缸右腔→阀12左位→单向阀3→阀8→液压缸左腔。由于动力滑台空载,系统压力低,液控顺序阀关闭,液压缸成差动连接,且变量泵14最大的输出流量,滑台向左快进(活塞杆固定,滑台随缸体向左运动)
8.1 YT4543型动力滑台液压系统的动作循环表

元件
wen5 1YA 2 YA 3 YA 压力继电器 行程阀
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动作 快进(差动) 一工进 二工进 死挡铁停留 快退 原位停止
+ + + + - - - - - - + - - - + +
- - - - + - - 导通 切断 切断 切断 切断→导通 导通

2.一工进
快进到一定位置,滑台上的行程挡块压下行程阀8,使原来通过8进入液压缸无杆腔的油路切断。此时阀9的电磁铁3YA处于断电状态,调速阀4接入系统进油路,系统压力升高。压力的升高,一方面使液控顺序阀2打开,另一方面使限压式变量泵的流量减小,到与经过调速阀4后的流量相同为止。这时进入液压缸无杆腔的流量由调速阀4的开口大小决定。液压缸有杆腔的油液则通过液动阀12后经液控顺序阀2和背压阀1回油箱(两侧的压力差使单向阀3闭)。液压缸以第一种工进速度向左运动。
3.二工进
当滑台以一工进速度行进到一定位置时,挡块压下行程开关,使电磁铁3YA通电,经阀9的通路被切断。此时油液需经调速阀410才能进入液压缸无杆腔。由于阀10的开口比阀4小,滑台的速度减小,速度大小由调速阀10的开口决定。
3. 死挡铁停留
当滑台以二工进速度行进到碰上死挡铁后,滑台停止运动。液压缸无杆腔压力升高,压力继电器5发出信号给时间继电器(图中未表wen5 8

示),使滑台在死挡铁上停留一定时间后再开始下一动作。滑台在死挡铁上停留,主要是为了满足加工端面或台肩孔的需要,使其轴向尺寸精度和表面粗糙度达到一定要求。当滑台在死挡铁上停留时,泵的供油压力升高,流量减少,直到限压式变量泵流量减小到仅能满足补偿泵和系统的泄漏量为止,系统这时处于需要保压的流量卸荷状态。
3.快退
当滑台在死挡铁上停留一定时间(由时间继电器调整)后,时间继电器发出使滑台快退的信号。此时电磁铁1YA断电,2YA通电,阀11和阀12处于右位。进油路:泵14→阀13→液动阀12右位→液压缸右腔;回油路:液压缸左腔→单向阀6→阀12右位→油箱。由于此时为空载,系统压力很低,泵14输出的流量最大,滑台向右快退。
3.原位停止
当滑台快退到原位时,挡块压下原位行程开关,使电磁铁1YA2YA3YA都断电,阀11和阀12处于中位,滑台停止运动,泵14通过阀12的中位卸荷(这时系统处于压力卸荷状态) YT4543型组合机床动力滑台液压系统包括以下一些基本回路:由限压式变量叶片泵和进油路调速阀组成的容积节流调速回路,差动连接快速运动回路,电液换向阀的换向回路,由行程阀、电磁阀和液控顺序阀等联合控制的速度切换回路以及中位为M型机能的电液换向阀的卸荷回路等。液压系统的性能就由这些基本回路所决定。该系统有以下几个特点:

采用了由限压式变量叶片泵和进油路调速阀组成的容积节
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流调速回路。它既能满足系统调速范围大,低速稳定性好的要求,又提高了系统的效率。进给时,在回油路上增加了一个背压阀,这样一方面可改善速度稳定性,另一方面可使滑台能承受一定的与运动方向一致的切削力(负值负载)
采用限压式变量泵和差动连接两个措施实现快进,既能得到较高的快进速度,又不致使系统效率过低。动力滑台快进和快退均为最大工作进给速度的倍,泵的流量自动变化,系统无溢流损失,效率高。
采用行程阀和液控顺序阀使快进转换为工进时,动作平稳可靠,转换的位置精度比较高。至于两个工进之间的换接则由于两者速度都较低,采用电磁阀完全能保证换接精度。

第五节 动力元件常见故障与排除
一、 齿轮泵常见故障
1)故障现象:泵不能排料 故障原因:a、旋转方向相反;b、吸入或排出阀关闭; c入口无料或压力过低; d、粘度过高,泵无法咬料 对策: a、确认旋转方向; b、确认阀门是否关闭; c、检查阀门和压力表; d、检查液体粘度,以低速运转时按转速比例的流量是否出现,若有流量,则流入不足、 2)故障现象:泵流量不足 wen5 10

故障原因:a、吸入或排出阀关闭; b、入口压力低; c、出口管线堵塞; d、填料箱泄漏;e、转速过低 对策:a、确认阀门是否关闭;b、检查阀门是否打开;c、确认排出量是否正常; d、紧固;大量泄露漏影响生产时,应停止运转,拆卸检查; e、检查泵轴实际转速; 3)故障现象:声音异常 故障原因:a联轴节偏心大或润滑不良 b电动机故障; c减速机异常; d、轴封处安装不良; e、轴变形或磨损 对策:a、找正或充填润滑脂; b、检查电动机; c、检查轴承和齿轮; d、检查轴封; e、停车解体检查 4)故障现象:电流过大 故障原因:a、出口压力过高; b、熔体粘度过大;c、轴封装配不良; d、轴或轴承磨损; e、电动机故障 对策:a、检查下游设备及管线;b、检验粘度; c、检查轴封,适当调整; d、停车后检查,用手盘车是否过重; e、检查电动机 5)故障现象:泵突然停止 故障原因:a、停电; b、电机过载保护; c、联轴器损坏;d、出口压力过高,联锁反应;e、泵内咬入异常; f、轴与轴承粘着卡死 wen5 11

对策:a、检查电源;b、检查电动机;c、打开安全罩,盘车检查;d、检查仪表联锁系统;e、停车后,正反转盘车确认; f盘车确认 二、 叶片泵常见故障排除 1. 动机转向不对 纠正转向
2. 箱液面过低 补油至油标线
3. 油管路或过滤器堵塞 疏通吸油管路,清洗过滤器 4. 动机转速过低 使转速达到液压泵的最低转速以上 5. 粘度过大 检查油质,更换粘度适合的液压油或提高油温 6. 油盘端面磨损 修磨端面或更换配油盘
7. 片于定子内表面接触不良; 修磨接触面或更换叶片
8. 片在叶片槽内卡死或移动不灵活; 逐个检查,对移动不灵活的叶片重新研配 9. 接螺钉松动 适当拧紧
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10.溢流阀失灵 调整、拆卸、清洗溢流阀 三、 柱塞泵故障诊断及排除方法
液压泵是液压系统的动力元件,也是液压系统的心脏部位,一旦 泵发生故障系统就不能正常工作。而液压系统大量使用柱塞泵,因此掌握柱塞泵的故障对以后液压维护是很必要的。柱塞泵故障的表现形式有以下几种: 一、柱塞泵工作噪声过大的原因及排除方法
1)油泵内存有空气。这个故障一般是在安装了一台新泵的时候出现,在开起一台新泵时,应先向泵内加入油液,对泵的轴承、柱塞与缸体起到润滑作用。
处理方法:在泵运转时打开油泵加油口,使泵内的空气从加油口排放出去。
2)油箱的油面过低,吸油管堵塞使得泵吸油阻力变大造成泵吸空或进油管段有漏气,泵吸入了空气。
处理方法:按规定加足油液;清洗滤清器,疏通进气管道;检查并紧固进油管段的连接螺丝。
3)油泵与电机安装不当,也就是说泵轴与电机轴同心度不一致,使油泵轴承受径向力产生噪声。
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处理方法:检查调整油泵与电机安装的同心度。
4)液压油的粘度过大,使得泵的自吸能力降低,容积效率下降。
处理方法:选用适当粘度的液压油,如果油温过低应开启加热器。
二、轴向柱塞泵工作时压力表指针不稳定的原因及排除 1)配油盘与缸体或柱塞与缸体之间磨损严重,使其内泄漏和外泄漏过大。
处理方法:检查、修复配油盘与缸体的配合面;单缸研配,更换柱塞;紧固各连接处螺钉,排除漏损。
2)如果是轴向柱塞变量泵,可能是由于变量机构的变量角过小,造成流量过小,内泄漏相对增大。因此,不能连续供油而使压力不稳。
处理方法:适当加大变量机构的变量角,并排除内部泄漏。 3)进油管堵塞,吸油阻力变大及漏气等都有可能造成压力表指针不稳定。
处理方法:进油管堵塞,液流阻力大,可疏通油路管道洗进口滤清器,检查并紧固进油管段的连接螺钉,排除漏气。
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三、轴向柱塞泵流量不足的原因及排除方法 表现为执行元件动作缓慢,压力上不去。
1油箱油面过低,油管、滤油器堵塞或阻力过大及漏气等。 处理方法:检查油箱油面高度。不足时应添加。油管、滤清器堵塞应疏通和清洗。检查并紧固各连接处的螺钉,排除漏气。 2)油泵内运转前未充满油液,留有空气。
处理方法:从油泵回油口灌满油液,排除油泵内的空气。 3)油泵中心弹簧折断,使柱塞不能回程,缸体和配油盘密封不良。
处理方法:油泵中心弹簧弹力不足或折断。
4)油泵连接不当,使泵轴承受轴向力,导致缸体和配油盘产生间隙,高低油腔串通。
处理方法:改变连接方法,消除轴向力。
5)如果是变量轴向柱塞泵,可能是变量角太小。 处理方法:如果变量轴向柱塞泵变量角过小时,应适当调大。
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6)液压油不清洁,缸体与配油盘或缸体与柱塞磨损,使漏油过多。
处理方法:检查缸体与配油盘和柱塞的磨损情况,视情况进行修配,更换柱塞。
7)油温过低,油液粘度下降,造成泵的内泄漏增大,泵并伴有发热的症状。
处理方法:根据油泵的温升情况,选用合适粘度的液压油。找出油温过高或过低的原因,并及时排除。
四、轴向柱塞泵油液漏损严重的原因及排除方法 1)油泵各结合处密封不良,如密封圈损坏。 处理方法:检查油泵各结合处的密封,更换密封圈。 2)配油盘与缸体或柱塞与合同工体之间磨损过大,引起回油管外泄漏增加,也会杨起油泵没低压油腔之间的内泄漏。 处理方法:修磨配油盘和缸体的接触面;研配缸体与柱塞副。 根据经验,泵的故障一般是因为系统油液不清洁引起泵的损坏,泵内进入空气也是造成泵使用寿命降低的原因之一。要对油液做好维护。
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第六节 执行元件常见故障与排除
一、 液压油缸常见故障及排除方法

今天给大家详细介绍一下液压油缸在日常中常见故障及其排除的方法,希望能够对大家有所帮助。
1由于经常用工作行程的某一段,造成液压油缸内径直线性不良(局部有腰鼓形致使液压油缸的高、低压油互通。应镗磨修复液压油缸内径,单配活塞。
2缸内有空气侵入,应增设排气装置或使液压油缸以最大行程快速运动,强迫排除空气。
3液压油缸内油液温升太高、粘度下降,使泄漏增加;或是由于杂质过多,卡死活塞和活塞杆。应采取散热降温等措施,更换油液。 4液压油缸的端盖处密封圈压得太紧或太松,应调整密封圈使之有适当的松紧度,保证活塞杆能用手来回平稳地拉动而无泄漏。 5活塞与活塞杆同轴度不好,应校正、调整。
6活塞配合间隙过大或密封装置损坏,造成内泄漏。应减小配合间隙,更换密封件。
7活塞配合间隙过小,密封过紧,增大运动阻力。应增大配合间隙,调整密封件的松紧度。
8活塞杆弯曲,引起剧烈磨擦。应校直活塞杆。
9 液压油缸安装后与导轨不平行,应进行调整或重新安装。 10活塞杆弯曲,应校直活塞杆。 11活塞杆刚性差,加大活塞杆直径。
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12液压油缸运动零件之间间隙过大,应减小配合间隙。 13液压油缸的安装位置偏移,应检查液压油缸与导轨的平行度,并校正。
14液压油缸内径直线性差(鼓形、锥形等,应修复,重配活塞。 15缸内腐蚀、拉毛,应去锈蚀和毛刺,严重时应镗磨。 16缸筒拉伤,造成内泄漏。应更换缸筒。
17双出杆活塞缸的活塞杆两端螺帽摒得太紧,使其同心不良,应略松螺帽,使活塞处于自然状态。

二、 液压马达使用中常出现的故障以及处理办法 1.马达漏油
原因:(1轴端漏油:由于马达在日常时间的使用中油封与输出轴处于不停的摩擦状态下,必然导致油封与轴接触面的磨损,超过一定限度将使油封失去密封效果,导致漏油。处理办法:需更换油封,如果输出轴磨损严重的话需同时更换输出轴。 (2封盖处漏油:封盖下面的“O”型圈压坏或者老化而失去密封效果,该情况发生的机率很低,如果发生只需更换该“O”型圈即可。 (3马达夹缝漏油:位于马达壳体与前侧板,或前侧板与定子体,或定子体与后侧板之间的“O”型圈发生老化或者压坏的情况,如果发生该情况只需更换该“O”型圈即可。 2.马达运行无力 wen5 18

原因:(1定子体配对太松:由于马达在运行中,马达内各零部件都处于相互摩擦的状态下,如果系统中的液压油油质过差,则会加速马达内部零件的磨损。当定子体内针柱磨损超过一定限度后,将会使定子体配对内部间隙变大,无法达到正常的封油效果,就会造成马达内泄过大。表现出的症状就是马达在无负载情况下运行正常,但是声音会比正常的稍大,在负载下则会无力或者运行缓慢。。解决办法就是更换针柱。 (2输出轴跟壳体之间磨损:造成该故障的主要原因是液压油不纯,含杂质,导致壳体内部磨出凹槽,导致马达内泄增大,从而导致马达无力。解决的办法是更换壳体或者整个配对。 3.马达外泄漏大 原因:(1定子体配对平面配合间隙过大:BMR系列马达的定子体平面间隙应大致控制在0.03mm-0.04mm的范围内(根据排量不同略有差别),如果间隙超过0.04,将会发现马达的外泄明显增大,这也会影响马达的输出扭 。另外,由于一般客户在使用BMR系列马达时都会将外泄油口堵住,当外泄压力大于1MPa时,将会对油封造成巨大的压力从而导致油封也漏油。处理办法:磨定子体平面,使其跟摆线轮的配合间隙控制在标准范围内。 (2输出轴与壳体配合间隙过大:输出轴与壳体配合间隙大与标准时,将会发现马达的外泄显著增加(比原因1中所述更为明显)。解决办法:更换新的输出轴与壳体配对。 wen5 19

(3使用了直径过大的“O”型圈:过粗的“O”型圈将会时零件平面无法正常贴合,存在较大间隙,导致马达泄漏增大。这种情况一般很少见,解决办法是更换符合规格的“O”型圈。 (4紧固螺丝未拧紧:紧固螺丝未拧紧会导致零件平面无法正常贴合,存在一定间隙,会使马达泄漏大。解决办法是在规定的力矩范围内拧紧螺丝。 4.马达不转或者爬行 原因:(1定子体配对平面配合间隙过小:如之前所述,BMR系列马达的定子体平面间隙应大致控制在0.03mm-0.04mm的范围内,这时如果间隙小于0.03,就可能发生摆线轮与前侧板或后侧板咬的情况发生,这时会发现马达运转是不均匀的,或者是一卡一卡的,情况严重的会使马达直接咬死,导致不转。处理方法:磨摆线轮平面,使其跟定子体的平面间隙控制在标准范围内。 (2紧固螺丝拧得太紧:紧固螺丝拧得太紧会导致零件平面贴合过紧,从而引起马达运转不顺或者直接卡死不转。解决办法是在规定的力矩范围内拧紧螺丝。 (3输出轴与壳体之间咬坏:当输出轴与壳体之间的配合间隙过小时,将会导致马达咬死或者爬行,当液压油内含有杂质也会发生这种情况。。处理办法只有更换输出轴与壳体配对。 5.其他一些常见的故障: wen5 20

(1输出轴断掉:由于BMR系列马达的输出轴是由露在外部的轴与内部的配油部分焊接起来的,因此该焊接部分的好坏以及外力的作用将直接影响轴的寿命,该故障也是经常发生的,如发生只有更换输出轴。 (2传动轴断掉:传动轴是连接摆线轮与输出轴的一根轴,作用是将摆线轮的转动输送到输出轴上,当马达常时间处在超负荷的情况下,或者输出轴受到外界一个反方向的力时,将有可能导致传动轴断掉。传动轴断掉一般都伴随着输出轴的齿和摆线轮的齿都咬掉的情况。。解决办法是更换传动轴,如其它零件损坏需一同更换。 (3轴挡断掉:轴挡位于输出轴上,用于固定轴承(BMR系列都是6206轴承。轴挡比较脆,当输出轴受到一个纵向力的冲击时,很容易会导致轴挡碎裂,而碎屑会引起更大的故障,比如:碎片刺破油封,进入轴承使轴承咬坏,使输出轴咬坏。解决办法是如果故障很轻就更换轴挡,不然就根据损坏的程度进行更换零件。 (4发兰断裂:该故障也比较常见,这主要是马达受到过冲击或者铸件本身的质量问题引起的。解决办法是更换壳体。
第六节 控制元件常见故障与排除
方向控制阀常见故障及排除方法 一、 换向阀
故障现象: 阀芯不动或不到位
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产生故障的可能原因 1. 滑阀卡住

1)阀芯与阀孔配合间隙过小或装配不同心

2)阀芯和阀体几何形状误差大、阀芯表面有杂质或毛刺 3)油液过脏、油液变质、油温过高 4)弹簧过硬、变形或断裂 排除方法 1)修理

2)研修或更换阀芯 3)过滤、更换油液 4)更换弹簧 2. 液控阀控制油路故障

1)控制油压过小或无控制油液 2)节流阀关闭或堵塞

3)阀芯两端泄油口没有接回油箱或泄油管堵 排除方法
1)提高控制压力或通入控制油液 2)检查、清洗节流口

3)将泄油口接回油箱或清洗泄油管 3.电磁铁故障 1)电磁铁烧毁

2)电压过低或漏磁、电磁铁推力不足

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3)电磁铁接线焊接不牢 4)推杆过长或过短 排除方法
1)检查烧毁原因,更换电磁铁

2)检查电源或漏磁原因 3)重新焊接

4)修复,必要时换推杆 二、 普通单向阀
故障现象:不起单向作用 产生故障的可能原因
1)阀体或阀芯变形、阀芯有毛刺或油液污染使阀芯卡死2)弹簧漏装 排除方法
1)研修、去毛刺或清洁油液

2)安装弹簧
故障现象:阀与阀座泄漏严重 产生故障的可能原因 1)阀座锥面密封不严

2)阀芯或阀座拉毛 排除方法 1)重新研配

2)重新研配
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23


三、液控单向阀
故障现象:反向时打不开 产生故障的可能原因
1)控制油压力过小或无控制油液

2 单向阀或控制阀芯卡死 3)泄油管接错或堵塞 排除方法
1)提高控制压力或通入控制油液

2)清洗、修配 3)接通或清洗泄油管 压力控制阀常见故障及排除方法 一、 直动式溢流阀
故障现象:压力调不上去 产生故障的可能原因 1. 阀芯与阀座配合不良 2.弹簧长度不够,刚性太差 排除方法 1.修配 2.更换弹簧 二、 先导式溢流阀
故障现象:压力调不上去
产生故障的可能原因
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1. 主阀芯与阀套配合不良

2. 先导阀的锥阀与阀座封闭不良 3.调压弹簧长度不够,弯曲或刚性太差 排除方法 1.修配

2.修配或更换零件 3.更换弹簧
故障现象:调节无压力
产生故障的可能原因
1.阻尼孔被堵,使主阀芯在开启位置卡死 2.主阀芯复位弹簧弯曲或折断 3.导阀调压弹簧损坏 4.远程控制口直接通油箱 排除方法
1.清洗阻尼孔或过滤、更换油液

2.更换弹簧 3.更换弹簧

4.在远控口加装螺堵,并加强密封 故障现象:压力突然上升
产生故障的可能原因
1. 主阀芯工作时,在关闭状态下突然卡死2. 先导阀阀芯打不开,调压弹簧弯曲卡死wen5
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排除方法
1. 清洗元件,重新研配或检查油质

2.更换弹簧
故障现象:压力突然下降 产生故障的可能原因
1.主阀芯工作时,在开启位置下突然卡死2.阻尼孔突然被堵 3. 调压弹簧突然折断 排除方法
1. 清洗元件,重新研配或检查油质
2.清洗阻尼孔或过滤、更换油液 3. 更换弹簧 三、减压阀
故障现象:不起减压作用 产生故障的可能原因 1. 主阀芯在全开位置卡死

2. 泄油口的螺堵未拧出 3.调压弹簧过硬或发生弯曲被卡住 排除方法
1. 清洗元件,重新研配或检查油质
2.拧出螺堵,接上泄油管 3.更换弹簧
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故障现象:泄漏严重 产生故障的可能原因
1.滑阀磨损后与阀体孔的配合间隙过大 2.密封件老化或磨损

3.锥阀与锥阀座接触不良或磨损严重 4.各连接处螺钉松动或拧紧力不均匀 排除方法 1.重制滑阀

2.更换密封件 3.修配或更换零件 4.紧固螺钉 四、顺序阀
故障现象:不起控制顺序作用 产生故障的可能原因 1.滑阀被卡死

2.阀芯内阻尼孔被堵,系统建立不起压力 3.调压弹簧断裂、过硬或压力调得过高 4. 泄油口管道中回油阻力过高,阀芯不能移动5.控制油路堵塞 排除方法
1.清洗元件,重新研配或检查油质

2.清洗阻尼孔

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3.更换弹簧 4.降低回油阻力 5.疏通油路
流量控制阀的常见故障及排除方法
故障现象:执行元件运动速度不稳定(流量不稳定)产生故障的可能原因
1.油液不清洁,节流口处积有污物,造成时堵时通,2.节流阀内外泄漏大 3.油温过高,使速度逐渐加快 4.负载变化使速度突变 5.液压系统内进入空气 6.弹簧弯曲变形 排除方法
1.清洗元件,过滤或更换油液

2.检查零件精度和配合间隙、更换清洁油 3.采用温度补偿调速阀或采取措施降温 4.改用调速阀 5.排除系统内空气 6.更换弹簧
故障现象:流量调节失灵 产生故障的可能原因
1.油液太脏,节流口被阻或堵塞

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2.节流阀阀芯与阀体孔的配合间隙过大,泄漏严重 3.节流阀阀芯与阀体孔的配合间隙过小或锈蚀,不能转动 4.减压阀阀芯与阀体孔精度差或配合间隙过小,使阀芯在关闭位置上卡死

5.减压阀弹簧弯曲变形使阀芯卡死 排除方法
1.清洗元件,过滤或更换油液 2.修复或更换磨损元件 3.除锈、研磨 4.重新研配 5.更换弹簧
第七节 辅助元件常见故障与排除
液压系统的辅助元件包括蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、密封装置、管件与管接头、压力计等。这些元件在液压传动的工作原理中起辅助作用,但从保证液压系统有效地传递力和运动以及提高液压系统。
一、 蓄能器引发故障的诊断与排除
在液压传动中,常常用蓄能器作辅助动力源补油,保压、夹紧、加速、快压射和增压;也有用蓄能器缓和液压冲击、吸收压力脉动的。在这些场合,蓄能器既满足了液压传动系统的工作要求,又为系统节约了能量,避免了发热。但是,在使用wen5 29

中有时会出现不能保压、夹紧、加速、快压射、增压、缓和液压冲击和吸收压力脉动的情况。这些功能失效的故障大多是由蓄能器吞吐压力油的能力引起的,故称蓄能器引发故障。发生故障的原因和故障源是多方面的。 1.故障的分析 (1充气压力P。的影响
P。太低,由式(22知供油体积AV太小,保压压力P2降到P1的过程快,保压时间短,会导致液压泵频繁地给蓄能器充油。在夹紧时夹紧压力也下降快。当压力下降到最低工作压力P1时液压泵又开始向蓄能器供油充液,但到充液压力实际回升要延迟一段时间。在这段时间内夹紧压力一直会下降到临界工作压力以下导致夹紧失效。相反若P。压力高,保压和夹紧时问长,液压泵就不会频繁地起动给蓄能器充压,夹紧也不易失效。
当蓄能器用于补油加速、快压射i增压之类用途时,若充气压力在蓄能器最低工作压力P1之上且比较高时的比值比较小,VoV2的差小,蓄能器从P1Po的供油体积就很小。由于蓄能器提供的压力油少就无法进行补油以实现加速、快压射和增压动作。相反充气压力比较低时蓄能器从P。充压到脚储存的压力油多就能完成加速、快压射和增压动作。
当蓄能器用于缓和液压冲击和吸收压力脉动时,充气压力P分别为系统工作压力的90%和液压泵出口压力的60%合适。wen5 30

若充气压力太低,蓄能器几乎无储能作用,对缓和液压冲击和吸收压力脉动还有作用。
(2蓄能器最高工作压力热的影响 当蓄能器最高工作压力P2较低时由式(22可知蓄能器的供油体积AV比较小。这种情况下若用蓄能器补油保压和夹紧必然出现压力下降快、保压时间短、夹紧失效之类的故障;若用蓄能器加速、快压射和增压时也因供油体积太小不能补油必然导致不能加速、快压射和增压。特别是P。也同时增大时问题更严重。相反,蓄能器最高工作压力比较高(但满足要求时不会产生以上故障。蓄能器最高工作压力过高时不但不能满足工作要求而且会损坏液压泵浪费功率。
(3蓄能器接邻液压元件泄漏的影响 在液压传动中和蓄能器相连接的液压元件有单向阀、电磁换向阀和液压缸等。这些液压元件常出现密封不严、卡死不能闭合、因磨损间隙过大和密封件失效造成蓄能器在储油和供油时压力油大量泄漏。在这种情况下若蓄能器是用来补油保压和夹紧的会因为补油不足而不能保压、保压时间短或夹紧失效。若蓄能器是用来补油加速、快压射和增压的也会因补油不足而使这些动作无法完成。 (4控制元件失灵而致蓄能器旁流的影响 有些换向阀动作失灵常可导致与蓄能器相连接的液压元件呈开启状态。这样蓄能器在充油和供油时会形成旁路分流导致以上故障发生。 2.故障的排除

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31

当发生保压时间短和夹紧失效故障时,主要原因有充气压力低;蓄能器的接邻元件泄漏;蓄能器最高工作压力低。当发生不能补油加速、快压射和增压故障时,其原因一般是充气压力高;蓄能器最高工作压力低;蓄能器的接邻元件有泄漏。 当发生蓄能器不能缓和液压冲击和吸收压力脉动故障时,其原因主要是充气压力太低。在确定故障原因是充气压力不合适时,首先应排出蓄能器内压力油,测定蓄能器内气压,进一步确诊。其次,要找出具体故障源,以便排除。当测知充气压力低时,可能是设定值过低,也可能是充气不足,还可能是蓄能器充气嘴泄漏、皮囊破裂、活塞密封不好等,应通过检测确定。当测知充气压力高时,可能是设定值过高、充气过量、或者环境条件如温度升高所致(若工作中环境条件无法改变,可将蓄能器放气到适当压力
当确定原因是蓄能器最高工作压力不合适时,首先设法测定蓄能器最高工作压力以证实。若蓄能器最高工作压力过低(有过高的可能是液压泵故障或液压泵吸空,也可能是调压不当,也可能压力阀及调压装置有故障,还可能是有关液压元件泄漏,造成系统压力及蓄能器最高工作压力过低或过高;也可直接造成蓄能器最高工作压力过低或过高。
当确定故障原因是液压元件泄漏时,首先应确定和蓄能器接邻的液压元件。在这些液压元件中,单向阀、液控单向阀、各类换向阀和液压缸泄漏故障是较常见的。泄漏的原因大概有wen5 32

阀心和阀座密封不严,阀心卡死不能闭合,磨损造成相对运动面间隙大,密封元件失效。对所有可疑元件应按检测的难易程度和发生故障的概率大小排序(易检测的,故障概率大的排在前,再按顺序检测,确定泄漏的故障元件。最后,拆开故障元件检查、维修。
对充气压力和蓄能器最高工作压力不合适引起的故障,也应按以上原则给可疑故障源排序。 在充气压力、蓄能器最高工作压力、接邻元件泄漏三个原因中,若初步确定为两个以上者,也可按检测的难易和故障的概率排序,并按排序检测。一般来说,蓄能器最高工作压力比充气压力测定方便,元件泄漏较难测定但有的泄漏很直观。
二、 滤油器故障的原因及排除
液压系统的滤油器一般安装在吸油管路入口处,且全浸泡在油箱的液压油内,它是液压油的清洁工。能将液压油中的污物过滤干净,提高液压系统的可靠性,保持系统正常工作,延长设备使用寿命。在使用中的液压设备,凡是运动部件突然产生爬行和系统压力不足现象,85%以上均属系统滤油器堵塞故障而造成。但是,在维修现场,人们往往都按有关资料介绍,仅从油泵进空气、油缸活塞皮碗击穿、阀类元件失灵、运动部件机械卡死等因素找原因,而忽视了被称为液压系统重要辅助元件——滤油器。诊断滤油器是否有堵塞故障,方法很简单,wen5 33

除滤油器,起动油泵电动机,让油泵直接吸油,视压力表指针显示工作压力是否正常,就能够判断滤油器是否正常,是否堵塞。
三、液压油箱故障的原因及排除
(1油箱温升严重
油箱起着一个“热飞轮”的作用,可以在短期内吸收热量,也可以防止处于寒冷环境中的液压系统短其空转被过度冷却。油箱的主要矛盾还是温升。温升到某一范围平衡不再升高。严重的温升会导致液压系统多种故障。
引起油箱温升严重的原因有:①油箱设置在高温热辐射源附近,环境温度高;②液压系统各种压力损失(如溢流、减压等产生的能量转换大;③油箱设计时散热面积不够;④油液的粘度选择不当,过高或过低。
解决油箱温升严重的办法是:①尽量避开热源;②正确设计液压系统:如系统应有卸载回路、采用压力适应、功率适应、蓄能器等高效液压系统,减少高压溢流损失,减少系统发热;③正确选择液压元件,努力提高液压元件的加工精度和装配精度,减少泄漏损失,容积损失和机械损失带来的发热现象;④正确配管:减少过细过长、弯曲过多、分支与汇流不当带来的局部压力损失;⑤正确选择油液粘度;⑥油箱设计时应考虑有充分的散热面积和油箱容量。一般油箱容wen5 34

量应按泵流量(l/min2--6倍选取,流量大的系统取下限,反之取上限;低压系统取下限,反之取上限。⑦在占地面积不容许加大油箱体积的情况下或在高温热源附近,可设油冷却器。 (2油箱内油液污染
油箱内油液污染原因有:①油箱内有油漆剥离片、焊渣剥离片等;②油箱防尘措施不好,由外界空气进入了尘埃及腐蚀性气体等;③由于温差,凝结在油箱顶盖的水珠进入油液或冷却器破损而漏水等。

解决办法:①油箱内油漆应与液压油相容,注意油箱内油漆工艺,如应先严格去油去锈去污后,再油漆油箱内表面。②油箱箱盖要注意防尘密封,只允许装在箱盖上的空气滤清器(往往兼作注油口和大气相通,避免空气中尘埃带入箱内,用于同箱上的空气滤清器,具有在加油过程中防止大颗粒杂质混入油箱及防止系统在工作时由空气带入油箱中的尘埃两个作用,已有标准件出售(EF③检查漏水部位,予以排除。
(3油箱内油液空气难以分离
由于回油在油箱内的搅拌作用,易产生悬浮状气泡夹在油内,若被带入液压系统会产生许多故障(如泵噪声,气穴及液压缸爬行
wen5 35

为此,①油箱内应设置消泡隔板,把油箱内系统回油区与泵吸油区隔开,回油流被隔板折流,流速减慢,利于气泡分离并溢出油面。但这种方式分离细微气泡较难,分离效率不高。②当箱盖上的空气滤清器被污物堵塞后,也难于与空气分离,此时还会导致液压系统工作过程中因油箱油面上下波动而在油箱内产生负压使泵吸入不良。清洁时应拆开清洗空气滤清器。 (4油箱振动和噪声的对策
①减少振动和隔离振动:主要是对液压泵电机装置采取此类措施。如使用减振垫弹性联轴节,并进行回转零件平衡和进行安装同轴度(泵轴电机轴的检查,油箱盖板(底板须有足够的刚度,在液压泵电机装置下部垫以吸音材料,振动和噪声值可明显降低;若液压泵电机装置与油箱分设,效果更好。实践证明,回油管端离箱壁的距离不应小于5cm,否则噪声振动可能大。
②减少液压泵的进油阻力:泵有气穴时,系统的噪声级显著增大。而泵的气穴现象和输出压力脉动的发生,相当明显地受到进油阻力的影响。
为了保障泵的轴密封避免进油侧发生气穴,泵吸油口容许压力的王码电脑公司软件中心般控制范围是正压力(真空度125mmHg而对难燃液压渍由于比重大,吸油高度高,故合成油的真空度为1Pa-乙二醇为0.8Pa
wen5
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另外,液压油所能溶解的空气量与液体压力成正比。在大气压下空气饱和的液体,在真空度下将为过饱和液体,而析出空气,产生显著的噪声的振动。所以,有条件时应尽量使用高位油箱。这样既可对泵形成灌注压力,又使空气难以从油中析出。

③保持油箱稳定的较低的油温:油温升高会提高油中空气的分离压力。从而加剧系统噪声。故应使油箱油温有一个稳定的较低值范(30--55℃相当重要。
④减少噪声辐射:这与自然散热的要求矛盾,但还是应尽可能减少有效的声辐射效率较低的材料(阻尼材料,包括阻尼涂层大油箱的动刚度(以提高固有频率并减少振幅,譬如加筋。 ⑤油箱加盖,隔离噪声,油泵装在油面下油箱内。
⑥在油箱结构上采用整体性的防振措施。
四、液压管接头故障的原因及排除
管接头的分类 液压软管、高压球阀、意图奇的快速接头、卡套式管接头、焊接式管接头、高压软管。 过渡式管接头、卡套式管接头、三通式管接头、非标式管接头、扩口式管接头、直角式管接头、旋转式管接头、快速接头、不锈钢管接头、铜接头。
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液压管接头的装配及故障原因 A.卡套式管接头
1 卡套式管接头的装配 (一)预装
①卡套式管接头的预装的最重要的环节,直接影响到密封的可靠性。一般需要专用的预装器具。管径小的接头可以在台钳上进行预装。具体做法是,用一个接头作为母体,将螺母、卡套压紧到管子上可。主要有卡套式直通管接头、卡套式端直通接通头、卡套式三通管接头等型式。笔者发现,即使是同一厂家一批货,这几种接头体上锥形孔的深度往往不相同,结果就造成了泄漏,而此问题往往被忽视。正确的做法是,管子一端用什么样的接头体连接,对应的连接端则用相同类型的接头预装,这样能最大限度地避免出现泄漏问题。
②管子端面应平齐。管子锯断后应在砂轮等工具上打磨平齐,并且去除毛刺,清洗并用高压空气吹净后再使用。
③预装时,应尽量保持管子与接头体的同轴度,若管子偏斜过大也会造成密封失效。
④预装力不宜太大使卡套的内刃刚好嵌入管子外壁,卡套不应有明显变形。在进行管路连接时,再按规定的拧紧力装配。ф6-1卡套的拧紧力为15n、16фmmr 259n、ф18mm的为450n如果在预装时卡套变形严重,会失去密封作用。
wen5 38

(二) 禁止加入密封胶等填料。有人为了取得更好密封效果,在卡套上涂上密封胶,结果密封胶被冲入液压系统中,造成液压元件阻尼孔堵塞等故障。
(三) 连接管路时,应使管子有足够的变形余量,避免使管子受到拉伸力。
(四) 连接管路时,应避免使其受到侧向力,侧向力过大会造成密封不严。
(五) 连接管路时,应一次性好,避免多次拆卸,否则也会使密封性能变差。
2、卡套式管接头安装
(1)按要求对需要酸洗的管子应先酸洗处理;
(2)按需要长度用锯床或专用切管机等机具切断管子,绝对不允许用溶断(如火焰切割)或砂轮切割;除去管端内外圆毛刺、金属切屑及污垢;除去管接头的防锈剂及污垢;同时还要保证管子圆度;
(3)将螺母、卡套先后套入管子,卡套前端刃口(小径端)距管子口至少3mm,然后将管子插入接头体内锥孔,顶到为止; (4) 慢慢拧紧螺母,同时转动管子直至不动时,再拧紧螺2/34/3圈;
(5)拆开检查卡套是否已切入管子,位置是否正确。卡套不允许有轴向移动,可稍有转动;
(6)检查合格后重新旋紧螺母。
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管接头处泄漏的预防 在液压系统中,无论是金属管接头,还是软管接头,都存在容易产生泄漏的问题。对于卡套式管接头,大多因管道受到较大的外力或冲击力,使卡套松动或管端面变形而造成泄漏,此时应检查卡套是否失圆、刃口有无缺损、管端是否完好以及卡套螺母的压紧程度等,同时还要消除管道外力。对于扩口式管接头,大多因扩口过度,质量不合要求或多次拆卸,致使扩口变形或裂纹等造成泄漏,此时可将前端截去重新进行扩口。如果使用公母锥顶压进行密封,其泄漏大多是由于两锥面有损伤,可用研磨砂对锥面进行研磨。 在一些用“о”形圈靠端面或外径密封的场合,其泄漏原因有以下几种:“о”形圈老化或变形而造成泄漏;“о”形圈装配不到位,使两平面连接时压不平或“о”形圈被切割造成泄漏;“о”形圈未压实,弹性变形量不足而造成泄漏;“о”形圈止口槽过深而造成泄漏。对此,需重新选择外径相同和截面较粗的“о”形圈,也可将带有止口槽的密封平面进行切削或磨削加工,以减小止口槽深度,使“о”形圈有足够的弹性变形量(压缩量一般应0.35-0.65mm之间)。对于采用耐油胶板、羊毛毡、软钢纸板、组合密封垫圈或密封胶的管接头处泄漏,无论是何材质,首先应检查其密封件有无破损,变形、老化和粗糙度过大等情况,然后采取相应的措施。 B.高压胶管接头的安装
(1)胶管在移动或静止中,均不能过度弯曲,也不能在根部弯曲,至少要在其直径的1.5倍处开始弯曲;
wen5
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(2)胶管移动到极端位置时不得拉得太紧,应比较松弛; (3)尽量避免胶管的扭转变形;
(4)胶管尽可能远离热辐射构件,必要时装隔热板; (5)应避免胶管外部损伤,如使用中同构件表面的长期摩擦等;
(6)若胶管自重引起过分变形时,应有支托件。 第八节 新型控制阀介绍 一、 插装阀

插装阀又称为二通插装阀,逻辑阀,锥阀,简称插装阀,是一种以二通型单向元件为主体、采用先导控制和插装式连接的新型液压控制元件。插装阀具有一系列的优点,主阀芯质量小行程短、动作迅速、响应灵敏、结构紧凑、工艺性好、工作可靠、寿命长,便于实现无管化连接和集成化控制等。特别适用于高压大流量系统,二通插装阀控制技术在锻压机械、塑料机械、冶金机械、铸造机械,船舶、矿山以及其它工程领域得到了广泛的应用。
1.插装阀的基本结构及工作原理
二通插装阀的主要结构包括插装件、控制盖板、先导控制阀和集成块体四部分组成,如图5-56a)所示,图5-56b)是其原理符号图。
wen5 41


5-56 插装阀结构原理图和原理符号图
a)结构原理图 b)原理符号图
1-插装件 2-控制盖板 3-先导控制阀 4-集成块
插装阀有两个主通道进出油口AB和一个控制油口C工作时,阀口是开启还是关闭取决于阀芯的受力状况。通常状况下,阀芯的重量、阀芯与阀体的摩擦力和液动力可以忽略不计。则
FpAccpbAbpaAaFsFy

513
式中 pc——控制腔C腔的压力
Ac——控制腔C腔的面积 pb——主油路B口的压力 Ab——主油路B口的控制面积
pa——主油路A口的压力
Aa——主油路A口的控制面积,A=A+Acab wen5 42

Fs——弹簧力
Fy——液动力(一般可忽略不计)。

F0时,阀芯处于关闭状态,A口与B口不通,F0时,阀芯开启,A口与B口连通;F0时,阀芯处于平衡位置。由上式可以看出,采取适当的方式控制C腔的压力pc就可以控制主油路A口与B口的油流方向和压力,由图5-66a)还可以看出,如果采取措施控制阀芯的开启高度(也就是阀口的开度),就可以控制主油路中的流量。
以上所述即为二通插装阀的基本工作原理。在这里特别要强调的Ac/Aa一点是:二通插装阀A口控制面积与C腔控制面积之比,
称为面积比,它是一个十分重要的参数,对二通插装阀的工作性能有重要的影响。
1)插装阀的插装件
插装件是由阀芯、阀体、弹簧和密封件等组成,根据其用途不同分为方向阀插装件,压力阀插装件,流量阀插装件三种。其结构可以是锥阀式结构,也可以是滑阀式结构。插装件是插装阀的主体。插装元件为中空的圆柱形,前端为圆锥形封面的组合体,性能不同的插装阀其阀芯的结构不同,如插装阀芯的圆锥端可以为封堵的锥面,也有带阻尼孔或开三角槽的圆锥面。插装元件安装在插装块体内,可以自由的轴向移动。控制插装阀芯的启闭和开启量的大小,可以控制主油路液体的流动方向,压力和流量。同一通径的三种插装件的安装尺寸相同,但阀芯的结构形式和阀体孔直径不同。图5-67为三种插装件的结构图及职能符号。
wen5 43


5-67 插装阀基本组件
a方向阀组件 b压力阀组件 c流量阀组件
1--阀套 2-密封圈 3-阀芯 4-弹簧 5-盖板 6-阻尼孔 7-阀芯行程调节
方向阀插装件的阀芯半锥角45面积比2即油口作用面Aa=Ab,油口AB可双向流动。
压力阀插装件中的减压阀阀芯为滑阀,面积比1即油口作用Ab=0面积Aa=Ac油口A出油,溢流阀和顺序阀的阀芯半锥角15面积比1.1,油口A进油,油口B出油。
流量阀插装件为得到好的压力流量增益,常把阀芯设计成带尾部的结构,尾部窗口可以是矩形,也可以是三角形,面积比11.1wen5 44

一般油口A进油。油口B出油。
2)插装阀的控制盖板
由盖板内嵌装各种微型先导控制元件(如梭阀、单向阀、插式调压阀等)以及其他元件组成。内嵌的各种微型先导控制元件与先导控制阀结合可以控制插装件的工作状态,在控制盖板上还可以安装各种检测插装件工作状态的传感器等。根据控制功能不同,控制盖板可以分为方向控制盖板、压力控制盖板和流量控制盖板三大类。当具有两种以上功能时,称为复合控制盖板。控制盖板主要功能是固定插装件、沟通控制油路与主阀控制腔之间的联系等。
3)插装阀的先导控制阀

安装在控制盖板上(或集成块上),对插装件动作进行控制的小通径控制阀,主要有6mm10mm通径的电磁换向阀、电磁球阀、压力阀、比例阀、可调阻尼器、缓冲器以及液控先导阀等。当主插件通径较大时,为了改善其动态特性,也可以用较小通径的插装件进行两级控制。先导控制元件用于控制插装件阀芯的动作,以实现插装阀的各种功能。
4)集成块

用来安装插装件、控制盖板和其它控制阀,沟通主要油路。 2.插装阀的应用 1)插装方向控制阀
同普遍液压阀相类似,插装阀与换向阀组合,可形成各种形式的插装方向阀。图5-68为几种插装方向阀示例。
①插装单向阀 如图5-68a)所示,将插装阀的控制油口CAB连接,形成插装单向阀。若CA口连接,则阀口BA通,AB不通;若CB口连接,则阀口AB口导通,BAwen5 45

通。
②电液控单向阀 如图5-68b)所示,当电磁阀不通电时,BC口连通,此时只能从AB导通,BA不通,当电磁阀通电时,C口通过电磁阀接油箱,此时A口与B口可以两方向导通。
③二位二通插装换向阀 如图5-68C)所示,当电磁阀不通电时,油口AB关闭,当电磁阀通电时,油口AB导通。
④二位三通插装换向阀 如图5-68d)所示,当电磁阀不通电时,油口AT导通,油口P关闭;当电磁阀通电时,油口PA通,油口T关闭。
⑤三位三通插装换向阀 如图5-68e)所示,当电磁阀不通电时,控制油使二个插装件关闭,油口PTA互不连通;当电磁阀左电磁铁通电时,油口PA连通,油口T关闭;当电磁阀右电磁铁通电时,油口AT连通;油口P关闭。
⑥二位四通插装换向阀 如图5-68f)所示,当电磁阀不通电时,油口PB导通,油口AT导通;当电磁阀通电时,油口PA导通,油口BT导通。
⑦三位四通插装换向阀 如图5-68g)所示,当电磁阀不通电时,控制油使四个插装件关闭,油口PTAB互不连通;当电磁阀左电磁铁通电时,油口PA连通;油口BT连通;当电磁阀右电磁铁通电时,油口PB连通;油口AB连通。
根据需要还可以组成具有更多位置和不同机能的四通换向阀。如一个由二位四通电磁阀控制的三通阀和一个由三位四通电磁阀控制的三通阀组成的四通阀则具有6种工作机能。如果用两个三位四通电磁阀来控制,则可构成一个九位的四通换向阀。
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5-68 插装方向控制阀
a)插装单向阀(b)电液控单向阀(c)二位二通插装换向阀 d二位三通插装换向阀
e)三位三通插装换向阀(f)二位四通插装换向阀(g)三位四通插装换向阀
如果4个插装件各自用一个电磁阀进行分别控制时,就可以构成一个具有12种工作机能的四通换向阀了,如图5-72所示。这种组合形式机能最全,适用范围最广,通用性最好,电磁阀品种简单划一。wen5 47

但是应用的电磁阀数量最多。对电气控制的要求较高,成本也高。在实际使用中,一个四通换向阀通常不需要这么多的工作机能,所以,为了减少电磁阀数量,减少故障,应该多采用上述的只用一个或两个电磁阀集中控制的形式。
2)压力控制插装阀
采用带阻尼的插装阀芯并在控制口C安装压力控制阀,就组成了5-69所示的各种插装式压力控制阀。


5-69 十二位四通电液动换向阀
5-69a)所示为插装式溢流阀,用直动式溢流阀来控制油口C的压力,当油口B接油箱时,阀口A处的压力达到溢流阀控制口的调定值后,油液从B口溢流,其工作原理与传统的先导式溢流阀完全一样。
5-69b)所示为插装式电磁溢流阀,溢流阀的先导回路上再加一个电磁阀来控制其卸荷,便构成一个电磁溢流阀,这种形式wen5 48

在二通插装阀系统中是很典型的,它的应用及其普遍。电磁阀不通电时,系统卸荷,通电时溢流阀工作,系统升压。
5-69C)所示为插装式卸荷溢流阀,用卸荷溢流阀来控制油口C的压力,当远控油路没有油压时,系统按溢流阀调定的压力工作,当远控油路有控制油压时,系统卸荷。
5-69d)所示为插装式减压阀,当A口的压力低于先导溢流阀调定的压力时,A口与B口直通不起减压作用。当A口压力达到先导溢流阀调定的压力时,先导溢流阀开启,减压阀芯动作,使B口的输出压力稳定在调定的压力。
5-69e)所示为插装式远控顺序阀,B口不接油箱,与负载相接,先导溢流阀的出口单独接油箱,就成为一个先导式顺序阀,当远控油路没有油压时,就是内控式顺序阀,当远控油路有控制油压时,就是远控式顺序阀。
5-69f)所示为插装双级调压溢流阀,用两个先导溢流阀控制一个压力插装件,用一个三位四通换向阀控制两个先导阀的导通,更换不同中位机能的换向阀,就有不同的控制方式。包括卸荷功能就有三级调压。
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5-69插装压力控制阀
a)插装式溢流阀(b)插装式电磁溢流阀(c)插装式卸荷溢流阀(d)插装式减压阀(e)插装式远控顺序阀(f)插装双级调压溢流阀
3)插装式流量阀
控制插装件阀芯的开启高度就能使它起到节流作用。如图5-70a)所示,插装件与带行程调节器的盖板组合,由调节器上的调节杆限制阀芯的开口大小,就形成了插装节流阀。若将插装式节流阀与定差减压阀连接,就组成了插装式调速阀,如图5-70b)所示。
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