36插装阀Word文件下载.docx
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图3插装元件
根据用途不同分为方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。
同一通径的三种组件安装尺寸相同，但阀芯的结构形式和阀套座直径不同。
三种组件均有两个主油口A和B、一个控制口x，如图4所示。
a）方向阀组件b）压力阀组件c）流量阀组件
1-阀套2-密封件3-阀芯4-弹簧5-盖板6-阻尼孔7-阀芯行程调节杆
图3-89插装阀基本组件
2插装阀主要组合与功能
2.1插装方向控制阀
插装阀可以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。
图5
2．作二位二通阀
如图6a和6c连接二位三通阀，即可组成二位二通电液阀。
3．作二位三通阀
如图7连接二位四通阀，即可组成二位三通电液换向阀。
4．作二位四通阀
如图8连接二位四通阀，即可组成二位四通电液换向阀。
5．作三位四通阀O型换向阀
如图9连接三位四通阀换向阀和单向阀，即可组成三位四通阀中位为O型电液换向阀。
6．作多机能四通阀
如图10连接换向阀，利用对电磁换向阀的控制实现多机能功能。
先导阀控制状态下的机能如表1。
电磁铁的带电状态用符号“+”表示；
断电状态用“-”表示。
表1先导阀控制的滑阀机能
1YA
2YA
3YA
4YA
中位机能
＋
－
2.2插装压力控制阀
对插装阀的x腔进行压力控制，便可构成压力控制阀。
1．作溢流阀或顺序阀
如图11a，在压力型插装阀芯的控制盖板上连接先导调压阀（溢流阀），当出油口接油箱，此阀起溢流阀作用；
当出油口接另一工作油路，则为顺序阀。
2．作卸荷阀
如图11b连接二位二通换向阀，当电磁铁通电时，出口接油箱，则构成卸荷阀。
3．作减压阀
采用插装阀芯和溢流阀如图11c连接，则构成减压阀。
液压油从P1流入P2流出，出口油液通过阀芯上的中心阻尼孔、盖板和先导阀接通。
当减压阀出口的压力较小，不足以顶开先导阀芯时，主阀芯上的阻尼孔只起通油作用，使主阀芯上、下两腔的液压力相等，而上腔又有一个小弹簧作用，必使主阀芯处在下端极限位置，减压阀芯大开，不起减压作用；
当压力增大到先导阀的开启压力时，先导阀打开，泄漏油液单独流回油箱，实行外泄。
减压阀在调定压力下正常工作时，由于出口压力与先导阀溢流压力和主阀芯弹簧力的平衡作用，维持节流降压口为某定值。
当出口压力增大，由于阻尼孔液流阻力的作用产生压力降，主阀芯所受的力不平衡，使阀芯上移，减小节流降压口，使节流降压作用增强；
反之，出口的压力减小时，阀芯下移，增大节流降压口，使节流降压作用减弱，控制出口的压力维持在调定值。
2.3插装流量控制阀
插装流量阀同样有节流阀和调速阀等型式。
1．作节流阀
在方向控制插装阀的盖板上安装阀芯行程调节器，调节阀芯和阀体间节流口的开度便可控制阀口的通流面积，起节流阀的作用，如图12a。
实际应用时，起节流阀作用的插装阀芯一般采用滑阀结构，并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。
3插装阀设计使用注意事项
1）插装阀在工作中，由于复位弹簧力较小，因此阀的状态主要决定于作用在A、B、X三腔的油液压力，而pA、pB由系统或负载决定。
若采用外控（即控制油来自工作系统之外的其他油源），则px是可控的；
若采用内控（即控制油来自工作系统本身），则px也将受到负载压力的影响。
所以负载压力的变化及各种冲击压力的影响，对内控控制压力的干扰是难免的。
因此，在进行插装阀系统设计时必须经过仔细分析计算，清楚了解整个工作循环中每个支路压力变化的情况，尤其注意分析动作转换过程冲击压力的干扰，特别是内控方式。
须重视梭阀和单向阀的运用，否则将造成局部误动作或整个系统的瘫痪。
2）如果若干个插装阀共用一个回油或泄油管路，为了避免管路压力冲击引起意外的阀芯移位，应设置单独的回油或泄油管路。
3）应注意面积比、开启压力、开启速度及密封性对阀的工作影响。
4）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，并通过使用梭阀或单向阀等元件的技术措施，以避免出现瞬间路通而导致系统出现工作失常甚至瘫痪现象。
5）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，也可根据需要自行设计。
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液压系统相关资料
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。
图133150kN液压机插装阀集成系统
系统实现上缸加压、下缸顶出自动工作循环的工作原理如下。
（1）启动按启动按钮，电磁铁全部处于失电状态，三位电磁阀4处于中位。
插装阀F2控制腔经阀3、阀4与油箱连通，主阀开启。
泵输出油液经阀F2流回油箱，泵空载启动。
（2）上缸快速下行电磁铁1Y、3Y、6Y得电，插装阀F2关闭，F3、F6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。
（3）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。
（4）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。
（6）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，从而实现上缸上腔无冲击泄压。
（7）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。
（8）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
2液压系统油路标示
插装式液压系统有一定的特殊性，识图与油路分析往往有困难。
在此，根据上述资料，标示部分动作的油路，主进油路用粗实线与实箭头标示，主回油路用粗实线与虚箭头标示；
控制油进油路用细虚线与实箭头标示，控制油路用细虚线与虚箭头标示；
电磁铁得电用“+”标示。
图14所示为主缸快速下行时的油路，图15所示为主缸回程时的油路。
其他动作的油路可参照这两图标示。
图14主缸快速下行油路
图15主缸回程油路
此压力机液压系统经油路标示后，油路走向、阀与缸的运动状态变得简明清晰，对维修人员安装调试、故障分析很有帮助。
5插装阀的安装与拆卸
根据安装方式的不同，插装阀可以分为二通插装阀和螺纹插装阀。
二通插装阀的安装方式是采用螺钉压入（或敲击滑入）阀块的插孔里，只有开和关两种状态，也叫作逻辑阀，它的最小通径为16mm，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式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，插装阀已广泛应用于工程机械中，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，掌握其正确的安装方法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，它的主要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动作进行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，主要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。
控制盖板可以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，这个标准基本上是按德国DIN24342：
1979标准制定的，我国国家标准GB2877--1981等效采用了DIN24342：
1979。
1．插装组件2．先导控制阀3．控制盖板4．集成阀块1.1阀芯1.2阀套1.3弹簧1.4固定密封组件
图16二通插装阀的典型结构图
二通插装阀的结构形式多种多样，如图17所示。
主要有REXROTH型结构（a）、PARKER型结构（b）、VICKERS型结构（c）3种，这3种结构各有优缺点。
图17插装阀的结构形式
在安装二通插装阀之前应该进行以下工作：
（1）检查插孔的尺寸，如内径、各台阶的的深度、倒角等。
（2）检查插孔的粗糙度，必须清除倒角处和交口处的棱角和毛刺，以免损伤插装组件的密封圈。
（3）用专用的检具检查插孔的同心度。
（4）检查各元件的型号及各密封圈，必要时进行拆洗、更换并进行性能测试。
（5）清洁阀块各元件。
安装二通插装阀时，应先在插孔内和插装组件的外圈（特别是密封圈处）涂上润滑脂或机油，再把插装组件放入插孔内，用橡皮锤敲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。
安装二通插装阀时应该注意以下几点：
（1）安装插装组件时注意不要漏装弹簧，密封圈和挡圈不要在装配的过程中被切坏。
（2）安装控制盖板时一定要注意对齐油口或定位销的位置，固定螺钉必须采用高强度螺钉（10.9级或12.9级）。
（3）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
2）螺纹插装阀的安装
螺纹插装阀的安装方式是将螺绞直接旋入阀块的插孔里，安装拆卸简单快捷。
螺绞插装阀典型结构图如图18所示，由阀套、阀芯、阀体、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。
1阀套2.阀芯3.阀体4.密封件5.控制部件
图18螺纹插装阀的典型结构图
安装螺纹插装阀之前应进行的工作与安装二通插装阀相同。
安装螺纹插装阀时，应先在插孔内和螺纹插装阀的阀套外圈（特别是密封圈处），涂上润滑脂或机油，再把螺纹插装阀放人插孔内，用力矩扳手（或开口扳手）旋人插孔内，常用通径螺纹插装阀所需的拧紧力矩见表4。
表4常用通径螺纹插装阀所需的拧紧力矩表
安装螺纹插装阀时应该注意以下几点：
（1）安装螺纹插装阀应注意密封圈和挡圈不要在装配的过程中被切坏。
（2）由于螺纹插装阀组所装的螺纹插装阀较为密集，应该按一个方向依序进行安装。
（3）在安装电磁阀时，如安装空间不够，应该先将电磁铁卸下，待阀体安装完再把电磁铁装上。
2插装阀的拆卸
1）二通插装阀的拆卸
二通插装阀的拆卸要按照先导控制阀一控制盖板一插装组件的顺序进行，下面主要说明二通插装阀插装组件的拆卸方法。
参照图16，二通插装阀的插装组件的拆卸顺序为固定密封组件→弹簧→阀芯→阀套，其具体步骤如下：
（1）用拔销器拆卸固定密封组件（中心有螺纹），有时在弹簧力的作用下固定密封组件会自行弹出。
（2）取出弹簧。
（3）取出阀芯，如阀芯被卡死时一定要借助工具进行拆卸，有的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。
图19二通插装阀的插装组件阀芯的拆卸工具
（4）16~25mm通径的阀套可以用图20所示的简易工具拆卸；
25mm通径以上的阀套可以用图21所示的工具拆卸，摆斜旋杆插入阀套内孔，当斜杆进入阀套的流道孔时上拉工具，斜杆被摆正，斜杆二端钩住阀套的流道孔，在扁担的二端用垫块垫平，用扳手旋转螺母便可以把阀套拉出。
图20二通插装阀的插装组件阀套的简易拆卸工具
图21二通插装阀的插装组件阀套的拆卸工具
拆卸二通插装阀时应该注意以下几点：
（1）先卸压、断电，再拆电线。
（2）在拆卸控制盖板时，如果阀块上没有定位销孔的应该标记其原来的位置，以免出错。
（3）在拆卸的过程中要注意不要划伤阀套内孔和阀块的插孔。
2）螺纹插装阀的拆卸
螺纹插装阀的拆卸较为简单，只要用扳手旋出即可。
在遇到需要解体螺纹插装阀时，要先把密封圈和挡圈拆下，再用合适的开口套（图22所示）套住螺纹插装阀的阀套1（如图18所示），夹在三爪卡盘上旋开阀体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7螺纹插装阀的拆卸工具
拆卸螺纹插装阀时应该注意以下几点：
（1）先卸压、断电，再拆电线。
（2）在位置较为紧凑的情况下应按某一方向依序拆卸，有电磁铁的应先拆卸。
（3）对需要解体的螺纹插装阀，装配时螺纹处要使用中强度可拆卸螺纹锁固剂，并使用合适的开口套在三爪卡盘上旋紧。
7二通插装阀常见故障分析
图23所示为插装阀结构图，二通插装阀常见故障有下列现象：
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·
Ax>
PA·
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A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；
选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+PxAx<
PAAA+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
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进行分析与排除。
在此以二通插装溢流阀故障原因分析为例，按图24所示对二通插装溢流阀故障原因分析与排除，见表5。
图24工作原理图
表5二通插装溢流阀故障分析与排除
现象
原因
排除方法
系统无压力
1.阻尼孔d1或d2被堵塞
2．主阀芯卡住在开启位置上；
主阀芯复位弹簧断裂；
3先导阀故障：
先导阀阀芯碎裂；
调节弹簧断裂；
先导阀阀座被压出；
4.电磁铁未得电或电磁铁线圈烧坏;
5．电磁换向阀阀芯卡住在卸荷位置
清洗阻尼孔、查油质
清洗阀、更换弹簧、检查油质
检查、清洗、修复、更换
检查电气线路、修理电磁铁或更换
清洗、修复
系统压力不稳定（忽高忽低）
1．阻尼小孔d1或d2有时堵时通现象
2．主阀芯锥面与阀座锥面配合不严
3．先导阀阀芯锥面与阀座锥面接触不良
4．先导阀调节弹簧弯曲
5．主阀工作不灵敏
清洗、检查油质
清洗、修复或更换
更换
系统压力居高不下
1．阻尼小孔d2被堵塞
2．先导阀调节弹簧过硬
3．先导阀阀芯紧压阀座锥面脱不开
4．主阀芯卡死在关闭位置上
清洗阻尼塞、检查油质
清洗、更换
清洗、修配
系统压力升不高
1．主阀芯锥面与阀座锥面密封不严
2．先导阀阀芯锥面与阀座锥面磨损严重
3．先导阀调节弹簧过软
4．控制盖板端面有泄漏
5．电磁换向阀滑阀与阀体孔磨损严重；
电磁铁未将滑阀推到终端（有效位置）
清洗、修配、更换
更换密封圈
清洗、修复、更换
系统压力不卸荷
1．电磁铁可能处在带电状态
2．滑阀复位弹簧力过小或弹簧断裂
3．阻尼孔d2被堵死
4．装配时漏装了阻尼塞dl
检查、改正
清洗后装上阻尼塞
8插装阀液压系统故障的排除
8.1．处理故障的要点
1）熟悉机器每一个工作机构的工作步骤及该步骤中先导阀的电磁铁得电节
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