油压传动是以压力油或压缩空气为工作介质,进行能量转化、传递和控制的传动。油压传动系统通常由四大部份组成:动力部份———液压泵;执行部份———液压缸;控制部份———各种油压阀;辅助部份———油箱、压力表、管道等。
在油压传动系统中,拿来控制油液压力高低或借助压力变化实现某些动作的控制阀称为压力控制阀,简称压力阀。压力控制阀的种类太多,按其用途不同分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力开关等。他们通常都是运用油液压力与弹簧力相平衡这一基本原理进行工作的。
因为溢流阀、减压阀、顺序阀这三种阀的工作原理、内部结构、职能符号存在巨大的相同性,造成师生在平时的学习和剖析理解油压系统图、检测系统故障过程中很容易混淆。因而,正确理解三种阀的工作原理和职能符号,把握有效的故障剖析方式,对油压系统的整体研究有着十分重要的意义。
阀的作用
溢流阀的主要作用有两方面:一是溢流和保持系统(或回路)的压力稳定作用;二是避免系统缺相,起限压保护作用。几乎在所有的油压系统中都要用到它,其功耗的优劣对整个油压系统的正常工作有巨大影响。
减压阀是使出口压力高于进口压力的一种压力控制阀。其作用是拿来减少油压系统中某一回路的油液压力,使用一个油源能同时提供两个或几个不同压力的输出。之外,在油液压力不稳定时,在回路中串入一减压阀可得到一个稳定的较低的压力。常用的是定值输出减压阀。
次序阀的功用是以系统压力为讯号对多个执行器件的动作次序进行手动控制的阀。在次序阀进口处的流体压力未达到阀的调定压力时,其出口没有流体流出;当进口压力达到调定压力时,阀口开启,将所在通道自行拨通,使各执行器件按规定的次序动作。
阀的工作原理
压力控制阀的共同特征是:运用作用于轴套上的液压力和弹簧力相平衡来进行工作。他们都有直动式和先导式之分,直动式的结构简略,工作原理也比较容易理解,这儿我们主要对三种阀的先导式进行比较。
2.1先导式溢流阀
先导式溢流阀分为主阀和先导阀两部份。先导阀是一个小规模的锥阀式直动式溢流阀,其弹簧适于调定主阀部份的溢流压力。主阀的弹簧不起调压作用,仅是为了摆脱磨擦力使主气阀及时回位而设置。主衬套的上方开有减振孔,系统压力油通过进油口抵达主衬套的下方,并通过减振孔抵达导阀的右端。
(1)当先导阀上的斥力不足以摆脱先导阀弹簧的斥力时,先导阀关掉,没有油液流过减振孔,因此主衬套两端压力相等,在较软的主阀弹簧的作用下主衬套处于最上端位置,进出油口隔间,没有溢流。
(2)当先导阀上的斥力减小到足以摆脱先导阀弹簧的斥力时,先导阀打开,压力油就可通过减振孔,经先导阀流回油箱,因为减振孔的作用,使主衬套下端压力p2大于上端压力p1,形成压力差Δp=p1-p2。当Δp的斥力大于主衬套的弹簧弹力和阀的自重时,主阀关掉。当Δp的斥力小于主衬套的弹簧弹力和阀的自重时,主阀打开,稳压溢流或安全保护。
2.2先导式定值输出减压阀
先导式减压阀也由主阀和导阀组成。减压阀的主衬套上方同样开
有减振孔,油压油压力由进口P1经减压口变为P2,再经通道步入主阀的下腔,再经减振孔步入主阀的上腔和先导阀的前腔,压力为P3,之后通过锥喷嘴的减振孔后作用在先导阀上。
(1)当P3形成的斥力大于先导阀弹簧预紧力时,先导阀关掉,主阀上下两端不形成压力差;
(2)当阀前压力下降,阀后压力P3逐渐下降,当P3形成的斥力小于先导阀弹簧预紧力时,先导阀打开,主阀上下两端形成压力差,主气阀增强,起减压作用。2.3先导式次序阀
先导式次序阀也由导阀和主阀组成。主衬套的顶部也开有减振孔,系统踏入的油压油先抵达衬套的中部,并通过阀内部油孔经过减振孔,抵达导阀的右端。
(1)在其压力未达到阀的调定压力之前,阀口仍然是关掉的;
(2)达到调定压力以后,导阀开启泄油,油不淤塞过减振孔形成节流作用,使主衬套上下形成压力差Δp,Δp随着进油压力的减小而减小,当Δp足以摆脱主衬套阻力的时侯,主衬套开启,使进出油口相连,那样阀后的执行机构通入压力油,开始动作。
小结:从以上表述可以得出三种阀的相似点1)三种阀都由主阀和导阀组成。
2)主衬套都有减振孔,且是主衬套上下产生开启压力差Δp的直接成因。
3)当Δp超出主阀弹簧弹力(阀的自重和阻力忽视)时,主衬套才开启。
4)在压力条件变化时,三种阀衬套的位移相似,但阀开度变化不同。
职能符号
油压阀的职能符号,实际上是阀的作用和结构的综合反映。主要从四个方面进行比较:
3.1主衬套初始位置
溢流阀在工作中通常作为稳压阀和安全阀,只有在压力过高时,才开启溢流,所以在初始状况下阀内管路应当是断掉的,溢流阀为常闭阀。减压阀为低压大道供油,未工作的初始状态下阀内管路应当是连通的,减压阀为常开阀,也是条件变化时稳压减压阀,开度逐渐变化而已。次序阀作为压力继电器,未工作的初始状态下阀内管路应当是断掉的,次序阀为常闭阀,当有压力讯号时阀口才开启。
3.2控制主衬套动作的液压力的讯号来源
从工作原理和图形符号(实线)可以看出,溢流阀主衬套的动作受阀前压力即进油压力控制。减压阀主衬套的动作受阀后压力即出油压力影响。次序阀主衬套的动作也受阀前压力即进油压力影响。
3.3阀后的连结结构
溢流阀为了实现通畅的溢流泄压是将多余的油液排入油箱,所以其出油口应当直接连结油箱,以减少回油背压(此刻回油背压可以看做是零)。减压阀是为了荣获稳定的低压油液,阀后为低压管道稳压减压阀,将增加压力后的油液提供给执行器件等。次序阀是为了实现不同大道上执行器件的先后动作,所以其阀后应为某一油压大道。
3.4阀的泄油模式
溢流阀的出油口是通油箱的,因此它的导阀的弹簧腔和泄漏油可通过阀门上的通道和出油口相连,何必单独外接油箱,即选用内部泄油的方法。而减压阀和次序阀阀后都是供油的大道,导阀的泄油应当另设大道,即泄露。
小结:从以上表述可以得出以下看职能符号区分三种阀的方式:
(1)首先从阀的泄油模式辨认出那个阀为溢流阀(出油口连结油箱的);之后剩下的阀中衬套常开的是减压阀,衬套常闭的是次序阀。
(2)首先从阀的泄油模式辨认出那个阀为溢流阀(出油口连结油箱的);之后剩下的阀中主衬套两侧用实线连结进油口的是次序阀,主衬套两侧用实线连结出油口的是减压阀。
(3)首先从主衬套初始位置判断出那个阀为减压阀(常开的);之后从阀的泄油模式比较,出油口直接连结油箱的是溢流阀,出油口后是供油大道的是次序阀。
故障剖析
先导式溢流阀、先导式减压阀、先导式次序阀三种压力控制阀的
故障的最终表现为轴套的动作不精确,所以在剖析故障过程中,首先要确定为哪种压力控制阀,考虑该阀的作用、工作原理和结构,再者按照故障特征剖析该阀轴套在铸件中所处位置的变化(阀口开度变大或变小),最后剖析造成衬套处于该位置的成因,即可推论出造成该阀故障的或许情况,因而针对各类或许的状况进行逐一检查和推行相应的故障排除。
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