插装阀原理图pptx

  免费在线插装阀概述 二通插装阀是插装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插 到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复 合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装 阀，早期又称为逻辑阀。 二通插装阀的特点 二通插装阀具有下列特点：流通能力大，压力损失小，适用于大 流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污 能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构相对比较简单，维修方便，故障少， 寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳 定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组 成集成化系统。 二通插装阀的组成 二通插装阀由插装元件、控制盖板、先导控制元件和插装块体四 部分所组成。图1是二通插装阀的典型结构。;;;;图 3-89 插装阀基本组件 插装阀主要组合与功??? 插装方向控制阀 插装阀能组合成各式方向控制阀。 1 作单向阀 如图 5a 和 5b，将 x 腔和 A 或 B 腔连通，即成为单向阀。连接方 法不同，其导通方式也不同。若在控制盖板上如图 5c 连接一个二位 三通液动换向阀，即可组成液控单向阀。 ;;;;在阀芯上开节流沟槽。 2．作调速阀 插装式节流阀同样具有随负载变化流量不稳定的问题。如果采取 措施保证节流阀的进、出口压力差恒定，则可实现调速阀功能。如图 12b 连接的减压阀和节流阀就起到这样的作用。 ;由于插装阀回路均是由一个个独立的控制液阻组合而成，所以它们 的动作一致性不可能像传统液压阀那样可靠。为此，应合理设计先导 油路，并利用梭阀或单向阀等元件的技术措施，以防止瞬间 路通而导致系统出现工作失常甚至瘫痪现象。 阀块又称集成块或通道块，它是安装插装元件、控制盖板及与 外部管道连接的基础阀体。阀块中有插装元件的安装孔(也称插入孔) 及主油路孔道和控制油路孔道，有安装控制盖板的加工平面、安装外 部管道的加工平面及阀块的安装平面等。二通插装阀的安装连接尺寸 及要求应符合国家标准(GB2877)。阀块可选用插装阀制造厂商的标准 件，也可根据自身的需求自行设计。 4插装阀集成液压系统的油路标示与识图 插装阀构成的液压系统油路比一般系统要复杂，通过油路标示可 较好地展示油路走向。 4.1液压系统有关的资料 某3150kN液压机插装阀系统如图13所示。系统包括五个插装阀 集成块。 由F1、F2组成进油调压回路，F1为单向阀，用以防止系统中的油 液向泵倒流，F2的先导溢流阀2用来调整系统压力，先导溢流阀1用于 限制系统最高压力，缓冲阀3与电磁换向阀4配合，用于液压泵卸载、 升压缓冲； 由F3、F4组成上缸上腔油液三通回路，先导溢流阀6为上缸上腔 安全阀，缓冲阀7与电磁换向阀8配合，用于上缸上腔泄压缓冲；;由F5、F6组成上缸下腔油液三通回路，先导溢流阀11用于调整上 缸下腔平衡压力，先导溢流阀10为上缸下腔安全阀； 由F7、F8组成下缸上腔油液三通回路，先导溢流阀15为下缸上腔 安全阀，单向阀14用于下缸作液压垫时，活塞浮动下行时上腔补油； 由F9、F10组成下缸下腔油液三通回路，先导溢流阀18下缸下腔 安全阀。 另外，进油主阀F3、F5、F7、F、9的控制油路上都有一个压力 选择梭阀，用于保证锥阀关闭可靠，防止反压使之开启。;;开启，泵向系统供油，输出油经阀Fl、F3进入上缸上腔。上缸下腔油 液经阀F6快速排回油箱。于是液压机上滑块在自重作用下加速下行， 上缸上腔产生负压，通过充液阀21从上部油箱充液。 上缸减速下行当滑块下降至一定位置触动行程开关2s后，电磁铁 6Y失电，7Y得电，插装阀F6控制腔与先导溢流阀11接通，阀F6在阀 11的调定压力下溢流，上缸下腔产生一定背压。上缸上腔压力相应增 高，充液阀21关闭。上缸上腔进油仅为泵的流量，滑块减速。 上缸工作行程当上缸减速下行接近工件时，上缸上腔压力由压制负 载决定，上缸上腔压力升高，变量泵输出流量自动减小。当压力升达 先导溢流阀2调定压力时，泵的流量全部经阀F2溢流，滑块停止运动。 (5)保压当上缸上腔压力达到所要求的工作所承受的压力后，电接点压力表发信 号，使电磁铁1Y、3Y、7Y全部失电，阀F3、F6关闭。上缸上腔闭锁， 实现保压。同时阀F2开启，泵卸载。 泄压上缸上腔保压一段时间后，时间继电器发信号，使电磁铁4Y 得电，阀F4控制腔通过缓冲阀7及电磁换向阀8与油箱相通，由于缓冲 阀7的作用，阀F4缓慢开启，以此来实现上缸上腔无冲击泄压。 上缸回程上缸上腔压力降至一定值后，电接点压力表发信号，使电 磁铁2Y、5Y、4Y、12Y得电，插装阀砣关闭，阀F5、F4开启，充液 阀21开启，压力油经阀F1、阀F5进入上缸下腔，上缸上腔油液经充液 阀21和阀F4分别至上部油箱和主油箱。上缸实现回程。 上缸停止当上缸回程到达上端点，行程开关1S发信号，使全部电 磁铁失电，阀F2开启，泵卸载。阀F5将上缸下腔封闭，上滑块停止运;动。 (9)下缸顶出及退回令电磁铁2Y、9Y、10Y得电，插装阀F9、F8开启， 压力油经阀F1、F9进入下缸下腔，下缸上腔油液经阀F8排回油箱，实 现顶出。 令电磁铁9Y、10Y失电，2Y、8Y、11Y得电，插装阀F7、F10开启， 压力油经阀F1、F7进入下缸上腔，下腔油液经阀F10排回油箱，实现 退回。 表2为其电磁铁动作顺序表。 表 23150KN 液压机插装阀系统电磁铁动作顺序表;油路。其他动作的油路可参照这两图标示。;;最大通径为 160mm，常用通径为 16mm、25mm、32mm、40mm、50mm、 63mm、80mm、100mm、125mm、160mm，最高工作所承受的压力为 42MPa， 最大流量为 25000L／min，适合于高压大流量的液压系统。螺纹插装 阀的安装方法是采用螺纹直接旋入阀块的插孔里，所以又叫旋入式插 装阀，它的最小通径为 3mm，最大通径为 32mm，常用通径为 4mm、 8mm、10mm、12mm、16mm、20mm，最高压力可达 63MPa，最大 流量达 760L／min，适合于中高压中小流量的液压系统。目前，插装 阀已大范围的应用于工程机械中，在制造和维修工程机械的液压系统时离 不开插装阀的安装，掌握其正确的安装的步骤才能确保液压系统的正常 运行。 5.1 插装阀的安装 1）二通插装阀的安装 二通插装阀一般来说由插装组件、先导控制阀、控制盖板和集成 阀块等组成，其典型结构如图 16 所示。插装组件 1 由阀芯、阀套、 弹簧和固定密封组件等组成，可以是锥阀式结构，也可以是滑阀式结 构，它的基本功能是控制主油路的通断、压力的高低和流量的大小。 先导控制阀 2 是安装在控制盖板上(或集成阀块上)对插装组件 1 动作 来控制的小通径控制阀，主要包含 DN6 和 DN10 的电磁滑阀、电 磁球阀、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。控制盖板 3 是由盖板体、节流螺塞、先导控制元件及其他 附件组成，基本功能是固定插装组件 1，安装先导控制阀 2 和沟通阀;块内的控制油路。控制盖板可大致分为方向控制盖板压力控制盖板和流 量控制盖板 3 大类，当具有 2 种以上功能时，称为复合控制盖板。集 成阀块 4 用来安装插装组件、控制盖板和其它控制阀，沟通主要油路。 二通插装阀安装孔的连接尺寸标准为 ISO7368，这个标准绝大多数都是按 德国 DIN24342：1979 标准制定的，我国国家标准 GB2877--1981 等 效采用了 DIN24342：1979。;;入或用盖板螺钉压入插孔内，用内六角螺钉把控制盖板固定，最后安 装先导控制阀。内六角螺钉的拧紧力矩见表 3。 安装二通插装阀时需要注意以下几点： 安装插装组件时注意别漏装弹簧，密封圈和挡圈不要在装配的过 程中被切坏。 安装控制盖板时一定要注意对齐油口或定位销的位置，固定螺 钉一定要采用高强度螺钉(10.9 级或 12.9 级)。 如遇到插装组件的弹簧特别硬时，应先用长螺钉安装盖板，等 压到合适的位置时再换用短螺钉安装。 表 3 控制盖板用固定螺钉的拧紧力矩表;密封件、控制部件(弹簧座、弹簧、调节螺杆、磁性体、电磁线圈、 弹垫等)等组成。螺纹插装阀有二通、三通、四通等型式；方向阀有 单向阀、液控单向阀、梭阀、液动换向阀、手动换向阀、电磁滑阀、 电磁球阀等；压力阀有溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀、压差溢流 阀、负载敏感阀等；流量阀有节流阀、调速阀、分流集流阀、优先阀 等。;;阀芯底部有工艺螺孔，可以用拔销器拆卸，如果阀芯底部没有工艺螺 孔则需用图 19 所示的专用工具进行拆卸，将开口胀套和倒锥胀体伸 人阀芯的内孔，旋转 T 形螺杆通过倒锥胀体使开口胀套胀开，把阀芯 胀紧，再用冲击套管敲击 T 形螺杆的上端将阀芯拔出。;;开阀体 3，推出阀芯 2。如遇到阀体无法旋开时，可以把阀放在柴油 里加热至 190℃左右后再拆卸。;图23二通插装阀结构图 1主阀芯不能关闭 主阀芯关闭的条件是： Fs+Px·AxPA·AA+PB·AB 式中：Fs弹簧力； PA、PB、Px一分别为A、B、x油口的液体压力； AA、AB、Ax一分别为上述各油口在阀芯上的有效作用面积。 因此，主阀芯不能关闭的原因有：控制油腔X内的控制压力P值 过低，使主阀芯不容易关闭；Fs弹簧力过小或弹簧断裂，使主阀芯不 容易迅速复位；液阻R1或R2的小孔被堵塞，控制油未能进人控制油 腔Ax，造成主阀芯关不死；先导阀有故障或控制盖板有异常，如控 制信号误动作或泄漏等；主阀芯与阀套制造精度差，致使主阀芯卡住 在开启状态的位置上；油液过脏，油污颗粒将阀芯卡住在开启状态的 位置上；主阀芯锥面与阀座锥面密封不良，可以使主阀芯打开；液阻 R1与R2匹配不适应，也会造成主阀芯开启；阀套与集成块体间密封 圈老化失效，也会使主阀芯开启。 2主阀芯不能开启 主阀芯开启的条件是： Fs+PxAxPAAA+PBAB 因此，主阀芯不能开启的原因有：控制油腔Ax内的控制压力Px 值过高，使主阀芯打不开；Fs弹簧力过大，使主阀芯打不开；油路口 A或油路口B内油液压力PA或PB过低，使主阀芯打不开；液阻R2小孔;被堵塞，使主阀芯控制油腔Ax内油液不能排出，致使主阀芯打不开； 先导阀有故障，如控制信号误动作等；主阀芯与阀套制造精度差，致 使主阀芯卡住在关闭状态的位置上；油液过脏，油污颗粒将主阀芯卡 住在关闭状态的位置上。 3主阀芯处于时开时闭不稳定 原因是：控制油腔Ax内控制压力Px不稳定或PA、PB压力值的变 化而造成，待查影响Px、PA、PB三者压力值变化的因素；液阻R1或 R2的小孔有时通时堵的现象，待查油液清洁度；油液过脏，使主阀芯 动作不灵敏，待查油液清洁度；控制油腔控制压力Px与油口A油腔压 力PA匹配不适应或PB与Px值匹配不适应，待查造成Px、PA、PB三者压 力值不协调的因素；先导控制阀有故障，待查原因。 4主阀芯阀口处密封不严 原因是：主阀芯锥面磨损，造成阀芯锥面与阀座锥面密封不良， 使压力达不到要求值；主阀芯圆柱面与锥面或阀套内孔与锥面不同 心，造成阀芯锥面密封不良，使压力达不到要求值；油液过脏，其污 染物粘在阀芯锥面或阀套座锥面上，造成密封不良；先导阀有故障， 待查原因。 二通插装阀故障原因可以从一个一个单元做多元化的分析与排除。在此 以二通插装溢流阀故障缘由分析为例，按图24所示对二通插装溢流阀 故障缘由分析与排除，见表5。;;高忽 低);掌握插装阀阀芯开启与关闭的控制原理。 掌握设备液压原理，知道某一具体动作中，哪些阀芯一定要关闭， 哪些阀芯必须开启。如果该关闭的阀芯不能完全关闭，该开启的阀芯 不能开启，必定造成油流错误走向，表现出液压故障。如(图25)所示， 当2#、4#阀芯开启后，液压油经2#阀芯进入油缸的有杆腔，无杆腔的 油液经4#阀芯回油箱，油缸的活塞及活塞杆上升。此时，如3#阀芯不 能关闭，液压油就会从3#阀芯泄漏掉，必然造成油缸不能动作。 8.2．故障查找与排除步骤;检查阀芯、阀套是否卡阻、咬合、磨损、损坏，必要时还需检 查阀套的密封件是否失效与损坏。 检查先导阀与控制油路。在检查完先导阀后必须将其装在盖板 上对照液压原理图检查控制油路。例如(见图26)，此时盖板的中心孔a 应该与Z1、X孔相通；Z2孔和Y孔相通。用物件顶住先导阀的电磁铁 铁芯后，中心孔a应该与Z1、Y孔相通，Z2孔和X孔相通。只有这样检 查，才能避免将先导阀装错和装反。最有效的检查方法是用塑料笔套 对着孔吹烟。如果盖板与先导阀之间还装有其它叠加阀，也必须将三 者完全组装后检查。;的故障。 1部分液压回路说明 部分液压回路(见图27)其工作状况的说明：;右滑板下行，左滑板上行。 单动： 左或右滑板分别进行单独上下运行。此时，首先将电磁铁DT8得 电，切断流人左右缸下腔的补油路，给左、右滑板单独工作创造条件。 左滑板单独运行(右滑板停止)，此时通电使主油路阀3打开。与此 同时电磁铁DT10得电，控制油进入插装阀控制口将阀芯10关闭，切 断与右缸下腔的连通，此时阀芯9被打开。 当电磁铁DT7得电后，可以使左缸下行，从左缸下腔排出的油流 经过阀9与阀7、阀8相连通。因为阀7处于关闭状态，阀8处于调压状 态，建立排油背压力，使左缸下腔排出的油经过调定的背压力带压溢 入油箱，使滑板下行平稳。 当电磁铁DT7断电时阀8关闭，与此同时电磁铁DT6得电阀7打 开，此时，主油经过油道和阀7、阀9进入左缸下腔推动滑板上升。 如果右滑板工作(左滑板停止)，首先将电磁铁DT9得电和电磁铁 DT10断电才能进行右滑板工作。 2缘由分析与处理 左、右滑板一上一下同时运行和拉削均很正常，这就充分说明液 压系统工作是正常的。因此，不必检查油泵、调压阀和控制左、右缸 进出油路上的各插装阀及有关电磁阀的工作情况。但是，左、右滑板 不能单独工作，其主体问题是出在左、右缸下腔的排油阀8上。按图 示分析原因： 如果左缸或右缸不能向下运行，就是阀8打不开，造成油缸下腔;的油不能排出，使滑板不能向下运行。其可能原因：①电磁铁DT7未 得电；②阀8中调压阀阀芯卡住打不开；③阻尼小孔d2被堵死，阀8 右腔的油排不出来，使阀芯8打不开；④电磁铁DT7得电，但阀芯卡 住未移动；⑤油液过脏使阀芯8卡死在关闭位置。 如果左缸或右缸不能向上运行，就是阀8未关闭，由主系统来油 经过阀8口溢入油箱，使滑板不能向上运行。其可能原因：①阻尼小 孔d2被堵死，控制油不能进入阀8右腔，造成阀芯8关不死；②阀8阀 芯锥面与阀座密封不良；③电磁铁DT7虽然已断电，但阀芯因卡住而 未复位；④油液过脏使阀芯8在打开位置上卡住；⑤阀8右腔中的复位 弹簧有异常。 经过分析认为对新安装液压元件及其管道等部件由于运输、安装 等种种原因，油液过脏堵死阻尼小孔d2造成阀8阀芯工作不正常。经 拆下检查是阻尼小孔d2被堵死而发生故障。清洗阻尼小孔，使液压系 统工作正常。 10插装阀式电磁溢流阀故障的分析及解决 1故障的分析 电磁溢流阀组件主要是由压力阀插件、先导调压阀、电磁阀换向 阀组成(有的还携带缓冲阀)如图28所示。 由于经常使用，电磁换向阀的阀芯与阀体的配合间隙增大，其泄 漏量也增大，尤其是电磁换向阀采用的滑阀式换向控制方式，其阀芯 封油长度短，阀芯直径小，这更增大了电磁换向阀泄漏量对油压及温 度的敏感。对于零开口滑阀，其泄漏量计算公式：qx=(πWCr3／32;μ)×Pv。可知电磁换向阀泄漏量qx正比于阀芯、阀体的径向间隙Cr 的三次方，可见润滑对其密封间隙的要求是相当高的，Cr的微量增加 导致泄漏量的急剧增大，另外温升T也导致了泄漏量的增大，因为黏 度系数μ线性反比于温升，为便于分析，将关闭状态的电磁换向阀视 作一个阻尼R3，此阻尼R3值与Cr成反比，与油液黏度μ成正比，W为 阀芯面积梯度，如图29所示。;;若R3减小(实为Cr3与μ变化)，因Rl与R3是串连的，在同等工况下 (PA值相同)，则：qx(qR1)增大，压差(PA—Pv)增大，Pv减小，对于整 个电磁溢流阀组件而言，处于非正常的状态，取界限状态：R3=0，则 先导调压阀被短路，完全不起作用，电磁溢流阀完全开启。可见R3 的减小导致了泄漏量的增大，而泄漏量的增大使得压差也增大，当压 差(PA—Pv)达到克服弹簧力时，主阀芯微量开启，而此时的PA值则没 有达到所要求的开启压力。因此，当R3值的减小达到影响电磁溢流阀 的正常工作时，有：0PA≤Pt。这表明：滑阀的泄漏因为很小，在滑 阀式液控系统中，系统加压时，由于泵的补偿作用，压力损失得不到 体现，但在插装式电磁溢流阀结构中，由于阻尼R1的反馈作用，泵对 滑阀泄漏的补偿无法正常实现，反而导致了插装式电磁溢流阀的不正 常开启。 2实例分析 在插装阀液压系统中，常出现压力下降的情形，以某四柱100t压 机进行实例分析，如图30所示。;;这说明故障是长期形成的，不是突发故障，由此考虑系统泄漏的问题。 首先考虑到系统压力是由柱塞泵提供的，齿轮泵只提供流量，在 空运行状态下，首先检测液压泵，认为有很大的可能是柱塞泵内泄漏严重， 因为油温升高也可以导致类似故障。为此，找手动电磁阀C，发现空 运行状态下，此时泵源最高压力也只能达到9MPa左右，而当油温冷 却后，手动电磁阀CT3，泵源最高压力却能达到32MPa左右，排除了 3DT、4DT所控制的液压阀产生故障及窜缸的可能，进行换泵也无济 于事，这排除了泵的问题。 其次怀疑电磁溢流阀组件有泄漏。经仔细检查，没发现明显的机 械故障，并做了压力阀主阀芯的泄漏实验，没问题。 再考察集成块是否有缝隙，将整个部件拆开却没发现异常。 后来经过分析，终于发现了非常隐蔽的电磁溢流阀组件出了问 题，得出了结论：电磁换向阀的阀芯阀体配合间隙过大、温升明显时 油液黏度降低使得微泄漏增加导致了主阀芯的微量开启。问题原因找 到了，只需更换电磁换向阀即可。为了使先导调压阀的泄漏减少，尽 量采用阀芯阀体间隙小且配合段长的电磁换向阀以减少泄漏。 11 液压泵站振动分析与处理 阀的不稳定振动现象会引起的压力脉动而造成的噪声。如先导式 溢流阀在工作中导阀处于不稳定高频振动状态时产生的噪声。溢流阀 也可能由于谐振而产生严重的噪声及压力波动。 液压泵站如图 31 所示。 故障症状为：当电液比例阀未通电，H02 与 H03 电磁铁同时得;电，系统出现严重的噪声及压力波动，但 H02 或 H03 一个电磁铁通 电时没在这种现象。

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