机械毕业设计装载机的流量控制阀与速度控制回路的故障dgfw.docx

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1、装订线毕业设计计(论文文)题目：装装载机的的流量控控制阀与与速度控控制回路的故障障诊断与与排除系 别： 机电工程系 专 业：工程机机械运用用与维护护班 级： 机械XXXXXXXX班 学生姓名名：X X XX指导教师师：X X XX完成日期期：20013-12-30 陕 铁 院院 教 务 处处 制 目录第一章 ：机械设设备的概概况.1第一节：装载机机的发展展前景.1第二节：国外装装载机的的发展趋趋势.1第三节：我国装装载机的的发展前前景.3第二章 ：装载载机的液液压系统统及控制制阀分类类介绍.3第一节：装载机机的液压压系统简简介.5第二节：装载机机液压元元件概述述.66第三章：液压阀阀的故障障分

2、析护护. .99 第一节：液压传传动系统统的组成成.9第二节：液压控控制阀的的分类.100 第三节节：液压压阀的性性能要求求.111第四章 ：速度控控制回路路的认识识.224 第一节: 调速速方法.224第二节: 调速速回路：.225第五章 : 速速度控制制回路的的故障分分析与排排除.330第一节: 快进进和工进进运动的的速度控控制回路路的故障障分析与与排除.300第二节: 两种种工作进进给速度度的控制制回路的的故障分分析与排排除.332第六章 : 流流量控制制阀.333第一节：种类.355第二节：节流阀阀.366第三节：速度控控制阀.337第四节：排气节节流阀.338第五节：机械操操作节流流

3、阔.39第七章 ：流量量控制阀阀的故障障及排除除.400第一节：流量控控制阀的的维修.41第二节：出口节节流调速速易被忽忽视的问问题.433结束语: .444第一章 机械械设备的的概况1.1装装载机的的发展前前景尽管国产产轮式装装载机的的技术发发展水平平与西方方发达国国家存在在着很大大的差距距，但也也应该考考虑到历历史和国国情的原原因。目目前国产产轮式装装载机亦亦正在从从低水平平、低质质量、低低价位、满满足功能能型向高高水平、高高质量、中中价位、经经济实用用型过渡渡。从仿仿制仿造造向自主主开发过过渡，各各主要厂厂家也不不断进行行技术投投入，采采用不同同的技术术路线，在在关键部部件及系系统上技技

4、术创新新，摆脱脱目前产产品设计计雷同，无无自己特特色和优优势的现现状，正正在从低低水平的的无序竞竞争的怪怪圈中脱脱颖而出出，成为为装载机机行业的的领先者者。其发发展体现现出以下下一些趋趋势。 1、大型型和小型型轮式装装载机，在在近几年年的发展展过程中中，受到到客观条条件及市市场总需需求量的的限制。竞竞争最为为激烈的的中型装装载机更更新速度度将越来来越快。2、各生生产厂家家根据实实际情况况，重新新进行总总体设计计，优化化各项性性能指标标，强化化结构件件的强度度及刚度度，以使使铭机可可靠性得得到提高高。3、 优优化系统统结构，提提高系统统性能。如如动力系系统的减减振、散散热系统统的结构构优化、工工

5、作装置置的性能能指标优优化及各各铰点的的防尘、工工业造型型设计，逐逐步引进进最新的的传动系系统和液液压系统统技术，予予以国产产化、商商业化，降降低能耗耗，提高高性能 4、 利利用电子子技术及及负荷传传感技术术来实现现变速箱箱的自动动换挡及及液压变变量系统统的应用用，提高高效率、节节约能源源、降低低装载机机作业成成本。1.2 国外外装载机机发展趋趋势近年来，随随着建筑筑施工和和资源开开发规模模的扩大大，对装装载机需需求量迅迅速增加加，因而而对其可可靠性、维维修性、安安全性和和燃油经经济性也也提出了了更高的的要求。随随着微电电子技术术向工程程机械的的渗透，现现代装载载机械日日益向智智能化和和机电一

6、一体化发发展。自自20世世纪以来来，国外外装载机机进入了了一个新新的发展展时期，在在广泛应应用新技技术的同同时，不不断涌现现出新结结构和新新产品。继继完成提提高整机机可靠性性任务之之后，技技术发展展的重点点在于增增加产品品的电子子信息技技术含量量和智能能化程度度。努力力完善产产品的标标准化、系系列化和和通用化化，改善善驾驶人人员的工工作条件件，向节节能、环环保方向向发展。（1）系系列化、特特大型化化系列化是是工程机机械发展展的重要要趋势。国国外著名名大公司司逐步实实现其产产品系列列化进程程，形成成了从微微型到特特大型不不同规格格的产品品，同时时，产品品更新换换代的周周期明显显缩短。特特大型工工

7、程机械械的特点点科技含含量高，研研制与生生产周期期较长，投投资大，市市场容量量有限，市市场竞争争主要集集中在少少数几家家公司。 (22)多用用途、超超小型化化、微型型化推动多用用途、超超小型化化、微型型化发展展的因素素首先源源于液压压技术的的发展和和快速可可更换连连接装置置的诞生生，使得得装载机机能在作作业现场场完成各各种附属属作业装装置的快快速装卸卸及液压压软管的的自动连连接。一一方面，工工作机械械通用性性的提高高，可以以使用户户在不增增加投资资的前提提下充分分发挥设设备本身身的效能能，能完完成更多多的工作作；另一一方面，为为了尽可可能地用用机械作作业代替替人力劳劳动，提提高生产产效率，适适

8、应城市市狭窄施施工场所所以及在在货栈、码码头、仓仓库、农农舍、建建筑物层层内和地地下工程程作业环环境的使使用要求求。(3)节节能与环环保为了提高高产品的的节能效效果和满满足日益益苛刻的的环保要要求，国国外工程程机械公公司主要要从降低低发动机机排放、提提高液压压系统效效率和减减振、降降噪等方方面入手手。近几几年来国国外装载载机的设设计和制制造进一一步体现现了以人人为本的的理念，要要为司机机提供一一个更加加舒适的的环境，以以到达他他们称之之为全自自动化型型的境地地。(4)计计算机管管理及故故障诊断断、远程程监控系系统及整整机智能能化广泛应用用微电子子技术与与信息技技术，完完善计算算机辅助助驾驶系系

9、统、信信息管理理系统及及故障诊诊断系统统，不断断研制出出集液压压、微电电子及信信息技术术于一体体的智能能系统。并并广泛应应用于工工程机械械的产品品设计之之中，进进一步提提高产品品的性能能和高科科技含量量。例如如卡特彼彼勒公司司90年年代开发发的F系系列和GG系列装装载机都都安装有有电子计计算机监监控系统统，用以以取代EE系列装装载机上上安装的的电子监监控系统统。其司司机台上上装有条条形液晶晶显示屏屏，微机机监控系系统能同同时监控控发动机机燃油液液面高度度、冷却却水温、变变速箱油油温和液液压油温温等111种功能能。该监监控系统统还具有有故障诊诊断能力力，并可可向司机机提供三三级报警警.(5)优优

10、秀的设设计和新新结构的的不断涌涌现90年代代中末期期，部分分装载机机上安装装有转速速变速集集成控制制系统，它它取消了了传统的的方向盘盘和变速速操作杆杆，将转转向和变变速操纵纵集成在在一个操操作手柄柄上，并并采用简简单的触触发方式式控制开开关和换换挡用的的分装式式加速按按钮。利利用肘节节的自然然动作左左右搬动动操纵手手柄来实实现转向向，利用用大拇指指选择换换挡按钮钮以实现现前进与与后退、加加速与减减速行驶驶，极大大地简化化了操作作。1.3我我国装载载机的发发展前景景随着我国国国民经经济建设设的调整整发展，大大型轮式式装载机机的需求求量会有有大幅度度上升，特特别是西西部大 开发，许许多大型型工程建

11、建设等，大大型轮式式装载机机大有用用武之地地。另外外，世界界上生产产大型轮轮式装载载 机的的国家、企企业也不不多，出出口前景景也非常常好，苦苦于我们们还拿不不出产品品。 19999年，我我国全行行业ZLL60型型共销228台，ZZL800型及ZZL1000型一一台也未未销售。因因此，我我国大型型 轮式式装载机机可以说说是基本本上未推推向市场场。影响响推出市市场的主主要原因因是，除除开发水水平较低低外，主主 要是是配套件件跟不上上。大型型 轮式式装载机机的配套套件国内内基本上上没有，有有少量的的也是水水平低，可可靠 性性差，不不太适用用，进口口配套件件价格又又太贵。因因此大型型轮式装装载机的的国

12、内市市场基本本上被国国外大公公 司所所占领。我我国装载载机行业业，特别别是主要要装载机机制造企企业，应应抓住我我国加入入WTOO 后进进口件价价格 降降低的机机遇，进进口一部部分重要要的关键键部件，同同时为尽尽量降低低成本，加加大力度度开发一一些目前前已经有有能力开开发的零零部件，如如传动系系统中的的驱动桥桥、液压压件中的的缸、阀阀等，经经过精心心设计，开开发出 具有中中国特色色的大型型轮式装装载机。只只要我们们的产品品能占领领国内市市场，也也一定能能打进国国际市场场。 国产产挖掘装装载机及及小型多多功能装装载机数数量很少少，在我我国ZLL30型型以下属属小型装装载机，据据19999 年年全行

13、业业主要企企业统计计,共销销售小型型装载机机有15546 台，能能占全行行业的88.2。 国外外小型装装载机及及小型多多功能装装载机，包包括挖掘掘装载机机在内，市市场份额额已相当当大。美美国的 山猫牌牌小型多多功能装装载机年年销量在在5万台台左右，还还有美国国的凯斯斯、约翰翰迪尔、卡卡特彼勒勒、英国国 的JJCB公公司等的的挖掘装装载机及及小型多多功能装装载机年年销量都都在万台台上。可可见世界界市场上上挖掘装装载 机机及小型型多功能能装载机机市场是是多么大大，而中中国目前前这类产产品基本本上还没没有。这这类产品品特别适适用 于于市政建建设、中中小城镇镇建设、乡乡间非等等级公路路建设、一一般公路

14、路的维护护保养、港港口码头头作业，还还 有改改造环境境、植树树造林等等。特别别是西部部大开发发，这类类产品将将有广阔阔的潜在在市场。这这类产品品的开发发，今后后肯定是是以静液液压件传传动为主主，目前前世界上上小型装装载机、小小型多功功能装载载机基本本上都是是 静液液压传动动。我国国要能真真正把这这类产品品发展起起来，必必须有自自己的创创新。装装载机行行业的广广大企 业，特特别是有有能力的的大企业业，应加加大创新新力度，去去争我国国小型装装载机、小小型多功功能装载载机、挖挖掘装载载机等这这一巨大大的潜在在市场。 我我国西部部30000米以以上高海海拔地区区及沙漠漠地区占占了很大大的面积积，在实实

15、施西部部大开发发中，高高原 及及沙漠型型特殊用用途装载载机需要要量较大大，国内内目前基基本上还还没有这这类产品品，而国国外大公公司在这这方 面面已经有有成熟的的产品。因因此，我我国加入入WTOO后，这这个巨大大的潜在在市场很很可能被被国外大大公司所所占领。我我国的装装载机行行业从现现在起应应该积极极行动起起来，与与有关科科研院所所及有关关发动机机等配套套件企业业联合起起来，尽尽快开发发出具有有中国特特色的高高原、沙沙漠型特特殊用途途装载机机，去抢抢占我国国西部这这一潜在在大市场场。 中型型轮式装装载机是是国内最最成熟而而产量又又大大过过剩的产产品。这这种产品品只要“入世”后实行行国际采采购，提

16、提高质量量、水平平、可靠靠性，那那么大批批进入国国际市场场的机遇遇就在眼眼前。第二章 装载载机的液液压系统统及控制制阀分类类介绍2.1装装载机的的液压系系统简介介一个完整整的液压压系统由由五个部部分组成成，即动动力元件件、执行行元件、控控制元件件、辅助助元件（附附件）和和液压油油。 动力元件件的作用用是将原原动机的的机械能能转换成成液体的的压力能能，指液液压系统统中的油油泵，它它向整个个液压系系统提供供动力。液液压泵的的结构形形式一般般有齿轮轮泵、叶叶片泵和和柱塞泵泵。执行行元件(如液压压缸和液液压马达达)的作作用是将将液体的的压力能能转换为为机械能能，驱动动负载作作直线往往复运动动或回转转运

17、动。控控制元件件(即各各种液压压阀)在在液压系系统中控控制和调调节液体体的压力力、流量量和方向向。根据据控制功功能的不不同，液液压阀可可分为村村力控制制阀、流流量控制制阀和方方向控制制阀。压压力控制制阀又分分为益流流阀(安安全阀)、减压压阀、顺顺序阀、压压力继电电器等；流量控控制阀包包括节流流阀、调调整阀、分分流集流流阀等；方向控控制阀包包括单向向阀、液液控单向向阀、梭梭阀、换换向阀等等。根据据控制方方式不同同，液压压阀可分分为开关关式控制制阀、定定值控制制阀和比比例控制制阀。辅助元件件包括油油箱、滤滤油器、油油管及管管接头、密密封圈、快快换接头头、高压压球阀、胶胶管总成成、测压压接头、压压力

18、表、油油位油温温计等。液液压油是是液压系系统中传传递能量量的工作作介质，有有各种矿矿物油、乳乳化液和和合成型型液压油油等几大大类。液液压系统统由信号号控制和和液压动动力两部部分组成成，信号号控制部部分用于于驱动液液压动力力部分中中的控制制阀动作作。液压压动力部部分采用用回路图图方式表表示，以以表明不不同功能能元件之之间的相相互关系系。液压压源含有有液压泵泵、电动动机和液液压辅助助元件；液压控控制部分分含有各各种控制制阀，其其用于控控制工作作油液的的流量、压压力和方方向；执执行部分分含有液液压缸或或液压马马达，其其可按实实际要求求来选择择。在分分析和设设计实际际任务时时，一般般采用方方框图显显示

19、设备备中实际际运行状状况。 空心箭箭头表示示信号流流，而实实心箭头头则表示示能量流流。基本本液压回回路中的的动作顺顺序控制元元件（二二位四通通换向阀阀）的换换向和弹弹簧复位位、执行行元件（双双作用液液压缸）的的伸出和和回缩以以及溢流流阀的开开启和关关闭。2.2装装载机液液压元件件概述2.2.1动力力元件 装载机动动力元件件主要是是液压泵泵。液压压泵是为为液压传传动提供供加压液液体的一一种液压压元件，是是泵的一一种，它它是依靠靠密封容容积变化化原理来来进行工工作的，故故一般称称为容积积式液压压泵。它它的功能能是把动动力机(如电动动机和内内燃机等等)的机机械能转转换成液液体的压压力能。液液压泵具具

20、有以下下特点：具有若若干个密密封且又又可以周周期性变变化的空空间；油油箱内液液体的绝绝对压力力必须恒恒等于或或大于大大气压力力；具有有相应的的配流机机构。2.2.2控制制元件控制元件件主要是是变速操操纵阀、转转向随动动阀、转转向流量量控制阀阀、工作作装置液液压系统统操纵阀阀及各部部分的溢溢流阀、安安全阀等等。1. 溢溢流阀、安安全阀应应根据液液体的压压力动作作，并对对液体的的压力进进行控制制，其主主要性能能参数是是控制压压力。装装载机除除转向溢溢流阀为为先导式式溢流阀阀外，其其余溢流流阀及安安全阀均均为直动动式，各各阀均有有调整手手轮或调调整螺母母。2. 方方向控制制阀设有有动臂液液压缸换换向

21、阀和和转斗液液压缸换换向阀，用用来控制制转斗液液压缸的的和动臂臂液压缸缸的运动动方向，使使铲斗和和动臂能能停在某某一位置置，并可可以通过过控制换换向阀的的开度来来获得液液压缸的的不同速速度。转转斗液压压缸换向向阀是三三位六通通滑阀，它它可控制制铲斗前前倾、后后倾和固固定在某某一位置置等三个个动作，动动臂液压压缸换向向阀是四四位六通通滑阀，它它可控制制动臂上上升、下下降、固固定和浮浮动等四四个动作作。动臂臂浮动位位置可使使装载机机在平地地堆积作作业时，工工作装置置能随地地面情况况自由浮浮动。 2.2.3. 缓冲补补油阀(双作用用阀)它由由过载阀阀和单向向阀组成成，并联联装在转转斗液压压缸的回回路

22、上，其其作用由由三个：（1）当当转斗液液压缸滑滑阀在中中位时，转转斗液压压缸前后后腔均闭闭死，如如铲斗受受到额外外冲击载载荷，引引起局部部油路压压力剧升升，将导导致换向向阀和液液压缸之之间的元元件、管管路的破破坏。设设置过载载阀即能能缓冲该该过载油油压。（2）在在动臂升升降过程程中，使使转斗液液压缸自自动进行行泄油和和补油。装装载机连连杆机构构上设有有限位块块，当动动臂在升升降至某某一位置置时，可可能会出出现连杆杆机构的的干涉现现象。（33） 装装载机在在卸载时时，能实实现铲斗斗靠自重重快速下下翻。并并顺势撞撞击限位位块，使使斗内剩剩料卸净净。当卸卸料时，压压力油进进入转斗斗液压缸缸前腔实实现

23、转斗斗。当铲铲斗重心心越过斗斗下饺点点后，铲铲斗在重重力作用用下加速速翻转。但但其速度度受到液液压泵供供油速度度的限制制，由于于缓冲补补油阎中中的单向向阀及时时向转斗斗液压缸缸前腔补补油，使使铲斗能能快速下下翻，撞撞击限位位块，实实现撞斗斗卸料。为为了提高高装载机机的作业业效率，该该系统采采用双泵泵合流、分分流、转转向优先先的卸荷荷系统。当当转向时时，转向向泵向工工作系统统提供多多余的油油液。不不转向时时，转向向泵的全全部油液液经合流流单向阀阀进入工工作装置置系统。当当工作装装置系统统压力达达到卸荷荷阀调定定的压力力，转向向泵提供供给工作作装置的的油液经经卸荷阀阀流回油油箱，从从而使液液力机械

24、械传动系系统提供供更大的的铲入力力。合理理的利用用了发动动机的功功率，提提高了整整机的作作业效率率。2.3装装载机液液压控制制阀2.3.1方向向控制阀阀方向控制制阀用来来控制液液压系统统中油液液流动方方向，如如单向阀阀、多路路阀、换换向阀、电电液比例例方向流流量阀等等。1.单向向阀单向阀在在管路中中只允许许油液向向一个方方向流通通，反向向则被截截止。从从结构上上分，单单向阀分分为直通通式和直直角式，阀阀芯有球球型和锥锥型两种种。从控控制方式式上分，单单向阀分分为普通通单向阀阀和液控控单向阀阀。普通通单向阀阀通常简简称单向向阀，又又叫止回回阀或逆逆止阀，它它可用于于液压泵泵的出口口，防止止油液倒

25、倒流；也也可用于于隔开油油路之间间的联系系，防止止油路相相互干扰扰；用作作背压阀阀，保持持回路内内有一定定的液压压力；也也可作旁旁通阀，与与过滤器器并联使使用，与与顺序阀阀、减压压阀、节节流阀等等并联成成组合阀阀。液控控单向阀阀也称单单向闭锁锁阀，实实现液体体正向流流动，反反向截止止，在有有控制压压力信号号时又允允许反向向流动。液液控单向向阀的泄泄露方式式有内泄泄式和外外泄式两两种，在在液流反反向出口口无背压压的液路路中可用用内泄式式，否则则用外泄泄式，以以降低控控制油的的压力。对单向阀阀的基本本要求是是：通流流时阻力力小，截截流时密密封性好好，动作作灵敏，无无撞击和和噪音。2.换向向阀换向阀

26、是是利用阀阀芯与阀阀体的相相对移动动来改变变油路通通或断，从从而改变变油液流流动方向向。若阀阀芯与阀阀体作相相对旋转转时，则则为转阀阀；若阀阀芯与阀阀体作相相对轴向向移动的的，则为为滑阀。换向阀按按不同的的特征有有多种方方法。根根据阀芯芯的运动动方式，可可分为转转阀式和和滑阀式式；按阀阀芯的操操纵方式式有：手手动、机机动、液液动、电电磁动、电电液动等等多种；按不同同的工作作位置数数和通路路数，有有二位二二通、二二位三通通、二位位四通、三三位三通通、三位位四通、三三位五通通、四位位四通等等多种。换向阀的的“位”是指阀阀芯在阀阀体内的的工作位位置数，即即换向阀阀对液体体流动方方向的控控制状态态的个

27、数数。换向向阀的“通”是指在在某一工工作位置置相通和和被封闭闭的油口口个数，即即换向阀阀本体与与系统连连接的主主油口的的个数。多路换向向阀是工工程建设设机械、专专用汽车车等广泛泛应用的的一种集集中化结结构、多多种控制制方式的的换向阀阀。常用用多个换换向阀、单单向阀、溢溢流阀、补补油阀等等。换向向阀的个个数由需需要集中中控制的的执行机机构的数数量决定定，具有有结构紧紧凑、易易于布置置、操纵纵简便等等优点。多多路阀的的型号较较多。按按外形分分为整体体式和分分片式；按各联联换向阀阀之间的的油路连连通关系系分为并并联、串串联和串串并联等等几种形形式。 3.流流量控制制阀流量控制制阀简称称流量阀阀，在液

28、液压系统统中用来来控制通通过阀的的液体流流量，从从而控制制执行元元件的运运动速度度。常用用的流量量阀按结结构、原原理和功功用分为为节流阀阀、调速速阀、分分流阀和和电液比比例流量量阀等。 4.节节流阀节流阀是是一种最最简单最最基本的的流量控控制阀，它它以调节节节流口口的大小小从而改改变流量量。节流流口的形形式有针针式(针针阀轴向向移动改改变节流流口大小小)、偏偏心槽式式(阀芯芯上开有有三角形形或矩形形偏心槽槽，转动动阀芯改改变节流流口大小小)、轴轴向三角角槽式(阀芯端端部开有有一个至至三个三三角形斜斜槽，阀阀芯轴向向移动改改变节流流口大小小)、周周边缝隙隙式(阀阀芯上开开狭缝，使使油液流流进阀芯

29、芯内孔后后再流出出，转动动阀芯改改变节流流口大小小)、轴轴向缝隙隙式(轴轴套上开开缝隙，轴轴向移动动阀芯改改变节流流口大小小)。上上述节流流阀形式式归纳起起来为薄薄壁小孔孔、细长长孔、介介于二者者间的节节流孔三三类。 5.分分流阀分流阀又又称同步步阀。若若用一个个液压泵泵向几个个负载不不同的液液压缸或或液压马马达同时时供油时时，能使使各供油油量相同同或成一一定比例例，保证证各执行行元件的的速度同同步或成成一定比比例的控控制元件件，称为为分流阀阀。 6.电电液比例例流量阀阀电液比例例流量阀阀又称比比例控制制阀，是是一种借借助于给给电磁铁铁输入模模拟信号号的方法法产生比比例磁力力来控制制阀芯的的位

30、置，对对流量进进行按比比例控制制的液压压元件。比比例控制制阀由比比例调节节机构和和液压阀阀两部分分。比例例阀是介介于一般般阀和电电液伺服服阀之间间的阀类类。它的的静态输输人一输输出特性性(电流流一流量量或电流流一压力力)和电电液伺服服阀相同同，但其其响应速速度较慢慢，动态态特性较较差。比比例阀的的制造精精度可降降低些，与与伺服阀阀相比，具具有价廉廉、抗污污染能力力强的优优点。 7.压压力控制制阀在液压传传动系统统中用来来控制液液体压力力和控制制执行元元件或电电器元件件在某一一特定压压力下动动作的阀阀称为压压力控制制阀。压压力控制制阀是用用来控制制液压传传动系统统中油液液的压力力，或通通过油压压

31、力的作作用控制制油路的的通与不不通，如如溢流阀阀、减压压阀、顺顺序阀等等。 8.溢溢流阀溢流阀有有多种用用途，主主要是起起安全保保护作用用，若系系统压力力超过调调定值时时，阀开开启，将将油溢回回油箱，从从而限制制系统的的最大压压力，对对液压元元件也起起了过载载保护作作用；二二是溢流流定压作作用，在在定量泵泵调速系系统中，通通常与节节流阀并并联一个个溢流阀阀，在调调节油缸缸或马达达的运动动速度时时，将多多余的油油溢回油油箱，并并使系统统压力基基本不变变。参考文献献( 1 ) 颜颜荣庆 液压压与压力力传动 北京京：人民民交通出出版社，119888( 2 ) 李李自光 现代代工程机机械液压压系统高高

32、温的分分析. 北京人人民交通通出版社社，19998( 3 ) 张张磊 实实用液压压技术，北北京：机机械工业业出版社社，19999(4) 杜海涛涛 工程程机械与与维修 北京 工程机机械与维维修杂志志社 220099第三章 液压压控制阀阀的故障障分析与与维护3.1液液压传动动系统的的组成液压传动动是以液液体为工工作介质质，通过过能量转转换来实实行执行行机构所所需运动动的一种种传动方方式。首首先，液液压泵将将电动机机（或其其它原动动机）的的机械能能转换为为液体的的压力能能，然后后通过液液压缸（或或液压马马达）将将以液体体的压力力能再转转化为机机械能带带动负载载运动。为了实现现液体在在液压传传动系统统

33、中的流流动，在在液压泵泵和液压压缸(或或液压马马达）之之间用管管道（或或其它方方式）连连接；同同时为了了实现执执行机构构所需要要的运动动，在系系统中，装装置有各各种控制制液压阀阀及其它它辅助设设备。因因此，液液压传动动系统通通常由以以下五部部分组成成。（1）.动力装装置部分分：其作作用是将将电动机机（或其其它原动动机）提提供的机机械能转转换为液液体的压压力能。简简单地说说，就是是向系统统提供压压力油的的装置。如如各类液液压泵。（2）.控制调调节装置置部分：包括压压力、流流量、方方向控制制阀，是是用以控控制和调调节液压压系统中中液流的的压力、流流量和流流动方向向，以满满足工作作部件所所需力（或或

34、力矩）、速速度（或或转速）和和运动方方向（或或运动循循环）的的要求。（3）.执行机机构部分分：其作作用是将将液体的的压力能能转化为为机械能能以带动动工作部部件运动动。包括括液压缸缸和液压压马达。（4）.自动控控制部分分：主要要是指电电气控制制装置。（5）.辅助装装置部分分：除上上述四大大部分以以外的油油箱、油油管、集集成块、滤滤油器、蓄蓄能器、压压力表、加加热器、冷冷却器等等等。它它们对于于保证液液压系统统工作的的可靠性性和稳定定性是不不可缺少少的，具具有重要要的作用用。此外，液液压传动动系统还还包括液液态的传传动介质质。3.2.液压控控制阀的的分类液压控制制阀是液液压传动动系统中中的控制制调

35、节元元件，它它控制油油液的流流动的方方向、压压力、流流量以满满足执行行元件所所需要的的压力、方方向和速速度的要要求，从从而使执执行机构构带动负负载实现现预定的的动作。根据液压压阀在液液压系统统中所起起的作用用不同，可可分为四四大类。（1）.压力控控制阀（简简称压力力阀）：是用来来控制液液压系统统中的压压力以满满足执行行元件所所需力(或力矩矩)的要要求。包包括溢流流阀、减减压阀、顺顺序阀、压压力继电电器等。（2）.方向控控制阀（简简称方向向阀）：是用来来控制液液压系统统中油液液的方向向，以满满足执行行元件运运动方向向的要求求。包括括单向阀阀、换向向阀等。(3）.流量控控制阀（简简称流量量阀）：是

36、用来来控制液液压系统统中的流流量，以以满足执执行元件件运动速速度的要要求。包包括节流流阀、调调速阀等等。 （4）.复合阀阀（也称称多元阀阀）：是是用来控控制液压压系统中中的方向向、压力力、流量量三个参参数的两两个或全全部。例例如，单单向减压压阀，既既能控制制油液的的方向，同同时还控控制油液液的压力力。另外，根根据控制制方式的的不同，控控制阀也也可分为为：手动动控制阀阀（简称称手动阀阀）、电电磁铁控控制式阀阀（简称称电磁阀阀）、液液体动力力控制式式阀（简简称液动动阀）、比比例控制制式阀（简简称比例例阀）、伺伺服控制制式阀（简简称伺服服阀）。3.3液压阀阀的性能能要求3.3.1在液液压系统统中，对

37、对液压阀阀的性能能要求，主主要有以以下几点点。（1）.动作灵灵敏、使使用可靠靠，工作作时冲击击和振动动要小，使使用寿命命长。（2）.油液流流过液压压时压力力损失要要小，密密封性能能要好，内内泄漏要要小，无无外渗漏漏。（3）.结构紧紧凑，安安装、维维护、调调整方便便，通用用性好。3.3.2.诊诊断液压压系统中中故障元元件的方方法目前，液液压系统统故障诊诊断的方方法，虽虽然从传传统的拆拆检感官官直接诊诊断进入入充分利利用近代代检测诊诊断技术术的阶段段；但由由于受诊诊断理论论和诊断断仪器设设备的限限制，目目前多数数还是以以经验诊诊断和分分析诊断断为主。将将觉检辩辩证诊断断、逻辑辑诊断、功功能跟踪踪筛

38、检诊诊断与过过渡特性性法诊断断结合起起来的综综合诊断断方法，已已构成了了一种在在液压系系统运动动过程中中极少断断开液压压系统而而定性地地判断液液压故障障的主要要手段。其其查找液液压系统统故障准准确率可可达900%以上上。液压系统统故障，据据统计885%以以上是系系统中某某个元件件的故障障所造成成的，因因此液太太系统的的故障诊诊断，主主要的任任务就是是要找出出故障元元件。图图 1 为找出出故障元元件的检检查步骤骤。对图图1说明明如下：第一步：液压系系统故障障可以分分解为流流量方面面的故障障、压力力方面的的故障、方方向方面面的故障障、一般般机械方方面的故故障和电电气方面面故障五五个方面面。第二步：

39、审核液液压系统统原理图图及安装装布置图图。了解解液压系系统的使使用年限限、使用用环境、保保养情况况、以前前维修情情况等内内容，并并检查每每个液压压元件，确确认其性性能和作作用，初初步评定定其质量量情况。第三步：列出与与故障相相关的元元件清单单，进行行逐个分分析。进进行这一一步时，一一要充分分利用判判断力，二二要注意意绝不可可遗漏对对故障有有重大影影响的元元件。第四步：对清单单所列元元件按以以往的经经验及元元件检查查的难易易排列次次序。必必要时，列列出重点点检查的的元件和和元件的的重点检检查部位位。同时时准备测测量器具具等。第五步：对清单单中列出出的重点点检查元元件进行行初检。初初检应判判断以下

40、下一些问问题，元元件的使使用和装装配是否否合适；元件的的测量装装置、仪仪器和测测试方法法是否合合适；元元件的外外部信号号是否合合适；对对外部信信号是否否响应等等。特别别注意某某些元件件的故障障先兆，如如温度过过高、噪噪声、振振动和外外泄漏等等。第六步：如果初初检未能能准确查查出故障障，就要要用专门门的检测测试验设设备、仪仪器进行行检查。第七步：对发生生故障的的元件进进行修理理或者更更换。第八步：在重新新启动系系统前，必必须先认认真考虑虑一下这这次故障障的原因因和结果果。例如如，故障障是由于于污染和和油液温温度过高高引起的的，则应应预料到到另外的的元件也也有出现现故障的的可能性性，并应应对隐患患

41、采取相相应的补补救措施施。又如如，由于于铁屑进进入泵内内引起泵泵的故障障，在换换新泵之之前应对对系统进进行彻底底清洗。3.3.3常用用液压控控制阀的的故障分分析与处处理液压阀阀的故障障，很多多是与其其结构和和工作原原理有关关的。液液压阀的的种类很很多，这这理仅就就几种常常见控制制阀的故故障举例例分析之之。3.3.3.11.溢流流阀常见见故障分分析与处处理 电磁溢溢流阀可可作为压压力调节节阀来调调节系统统压力；亦可作作为安全全阀，当当系统压压力超过过调定值值时，起起安全保保护作用用；还可可作为卸卸荷阀用用，断电电卸荷。故障现象象现有一一台电磁磁溢流阀阀，其额额定压力力为311.5MMPa，断断电

42、时，卸卸荷正常常；通电电时，调调节其调调压手柄柄，最高高只能调调到200MPaa。（如如图2所所示）。故障原因因（1）.溢流阀阀2本身身的设定定值变化化了，即即溢流阀阀的调节节装置出出现问题题。（2）.溢流阀阀2中的的电磁换换向阀的的阀芯卡卡住。通通电后，电电磁力不不能使阀阀芯换向向到位，使使阀口有有微小开开度。（3）.溢流阀阀2的先先导阀的的锥阀芯芯不良。（4）.溢流阀阀中的电电磁换向向阀的阀阀芯磨损损严重，内内部泄漏漏加剧。（5）.主阀故故障。故障分析析与处理理A。对于于第（11）种原原因造成成的故障障：主要要是由于于溢流阀阀2的先先导阀弹弹簧老化化、变软软或变形形或断裂裂，从而而使得在在

43、压力较较低（220MPPa,未未达到额额定压力力）时，作作用在先先导阀锥锥阀芯上上的作用用力就克克服了弹弹簧力，使使锥阀芯芯打开，从从而使主主阀芯打打开某一一开度，实实现溢流流，故压压力再无无法上升升。处理方法法：拆开开检查，更更换合适适的调压压弹簧。B.对于于第（22）种原原因造成成的故障障：由于于溢流阀阀2中的的电磁换换向阀的的油口是是与溢流流阀的远远程控制制口相通通的。当当电磁换换向阀得得电时，如如果不能能完全换换向到位位，阀口口有微小小开度的的话，导导致主阀阀上腔压压力过低低，主阀阀阀芯受受较低压压力（220MPPa)在在先导阀阀没有开开启的情情况下，主主阀芯开开启，结结果压力力就不能能调到额额定压力力。处理办法法：拆开开检查，清清洗，修修磨电磁磁阀阀芯芯。C.对于于第（33）种原原因造成成的故障障：先导导阀锥阀阀密封配配合表面面，由于