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液压控制阀之方向控制阀

089054166 李冬梅

摘要：本文主要简单介绍方向控制阀在液压系统中的作用，其具体分类，并简单介绍。再详细介绍方向控制阀的常见故障及简单排除。 前言：液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。属控制元件。任何一个系统，无论其如何简单，都不能缺少液压阀。而方向控制阀是其的一个分类，它也是很多液压系统中必不可少的阀体。目前，方向控制阀的种类很多。

一、方向控制阀及其具体分类

方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括单向阀、换向阀和多路阀。单向阀有普通单向阀和液控单向阀。其作用就是控制液体单方向的流动。换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等。其作用就是利用阀芯相对于阀体的相对运动，实现油路的通、断或是改变液体的方向，从而实现液压执行器的启动、停止或运动方向的变换。

1、单向阀

普通单向阀是只允许液流一个方向流动，反向则被截止的方向阀。要求正向液流通过时压力损失小，反向截止时密封性能好。

原理：如下图，此处以锥阀式为例说明普通单向阀的工作原理。当液流从A 腔方向流入时，A 腔的液压力克服作用在阀芯2上的B 腔压力油所产生的液压力、弹簧3的作用力、阀芯2与阀体1之间的摩擦阻力，顶开阀芯，油液从A 腔流向B 腔，实现正向流动，当压力油

从B 腔流入时，在B 腔液体压力与弹簧力共同作用下，使阀芯紧紧压在阀体 阀座上，液体流动被切断，实现反向截止。参考文献（2）

普通单向阀的工作原理

普通单向阀的图形符号

液控单向阀

液控单向阀是一类特殊的单向阀，它除了实现一般单向阀的功能外还可以根据需要由外部油压控制，实现逆向流动。

原理：如下图，与普通单向阀相比，液控单向阀增加了一个控制活塞4及控制口K 。当控制口K 没有通入控制压力油时，它的工作原理与普通单向阀完全相同，既油液从A 腔流向B 腔，为液控单向阀的正向流动; 当控制口K 中通入控制压力油时，使控制活塞顶开锥阀芯2，

实现油液B 腔到A 腔的流动，为液控单向阀的反向开启状态。参考 文献（2）

液压单向阀的工作原理 液控单向阀的图形符号

2、换向阀

换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。

滑阀式

阀芯与阀体孔配合处为台肩，阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时，通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉割槽相通的油口。

原理：如图阀芯有左中右三个工作位置，当阀芯2处于图示位置时，四个通口PABT 都关闭，互不相通；当阀芯移向左端时，通口P 与A 相通，通口B 与T 想通；当阀芯移向右端时，通口P 与B 想通，通口A 与T 想通。参考文献（2）

工作原理

图形符号

手动换向阀

手动换向阀又分为手动和脚踏两种. 参考文献（1）

工作图

图形符号

电磁换向阀

阀芯运动是藉助于电磁力和弹簧力的共同作用。电磁铁不得电，阀芯在右端弹簧的作用下，处于极端位置

结构图

图形符号

电液换向阀

电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成，液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向，称为先导阀。

图形符号

3、多路换向阀

多路换向阀是一种以两个以上的滑阀式换向阀为主体，集换向阀、单向阀、安全溢流阀、补油阀、分流阀、制动阀等于一体的多功能集成阀。

分类有并联、串联、并联串联油路多路换向阀

二、使用与维修

随着液压阀使用时间的延长，出现故障或失效是必然的。液压阀的故障或失效主要是因磨损、气蚀等因素造成的配合间隙过大、液压阀泄

漏以及因液压油污染物沉积造成的液压阀阀芯动作失常或卡紧所致。当液压阀出现故障或失效后。多数企业采用更换新元件的方式恢复液压系统功能，失效的液压阀则成为废品。事实上，这些液压阀的多数部位尚处于完好状态，经局部维修即可恢复功能。研究液压阀维修的意义还不仅仅是节省元件购置费用，当失效的液压阀没有备件或订购需要很长时间，而设备可能因此长期停机时，通过维修可以暂时维持设备乃至整个生产线的运行，其经济效益则相当可观。在液压阀维修实践中，常用的修复工艺有液压阀清洗、零件组合选配、修理尺寸等，现介绍如下。参考文献（2）

1 液压阀清洗

拆卸清洗是液压阀维修的第一道工序。对于因液压油污染造成油污沉积，或液压油中的颗粒状杂质导致的液压阀故障，经拆卸清洗一般能够排除故障，恢复液压阀的功能。常见的清洗工艺包括：(1)拆卸。虽然液压阀的各零件之间多为螺栓连结，但液压阀设计是面向非拆卸的，如果没有专用设备或专业技术，强行拆卸极可能造成液压阀损害。因此拆卸前要掌握液压阀的结构和

零件间的连结方式，拆卸时记录各零件间的位置关系。(2)检查清理。检查阀体、阀芯等零件的污垢沉积情况，在不损伤工作表面的前提下，用棉纱、毛刷、非金属刮板清除集中污垢。(3)粗洗。将阀体、阀芯等零件放在清洗箱的托盘上，加热浸泡，将压缩空气通人清洗槽底部，通过气泡的搅动作用，清洗掉残存污物，有条件的可采用超声波清洗。

(4)精洗。用清洗液高压定位清洗。最后用热风干燥。有条件的企业

可以使用现有的清洗剂。个别场合也可以使用有机清洗剂如柴油、汽油。(5)装配。依据液压阀装配示意图或拆卸时记录的零件装配关系装配。装配时要小心。不要碰伤零件。原有的密封材料在拆卸中容易损坏，应在装配时更换。清洗时注意以下问题：(1)对于沉积时间长。粘贴牢固的污垢，清理时不要划伤配合表面。(2)加热时

注意安全。某些无机清洗液有毒性，加热挥发可使人中毒，应当慎重使用；有机清洗液易燃，注意防火。(3)选择清洗液时，注意其腐蚀性。避免对阀体造成腐蚀。(4)清洗后的零件要注意保存，避免锈蚀或再次污染。(5)装配好的液压阀要经试验合格后方能投人使用。 2 零件组合选配维修法

液压阀制造过程中，为提高装配精度多采用选配方法，即对一批加工完毕的零件，如阀体和阀芯。依据实际尺寸选择配合间隙最为恰当的一对进行装配，以保证良好的阀芯滑动和密封性能。也就是说。同一类型的液压阀，阀芯与阀体的配合尺寸有一定的差异。对于使用企业，当某一种失效液压阀的数量较多时，可以将所有阀拆卸清洗，检查测量各零件，依据检测结果将零件归类，依据下列方法重新组合选配。经检查如果阀芯、阀体属于均匀磨损，工作表面没有严重划伤或局部严重磨损，则依照有关手册。选择出具有合适间隙的阀芯、阀体重新装配；如果阀芯、阀体磨损不均匀或工作表面有划伤，通过上述方法已经不能恢复液压阀功能，则选择满足加工余量要求的过盈量的一对阀芯、阀体(孔尺寸小的阀体与外径尺寸大的阀芯) ，对阀体孔进行铰削或磨削，对阀芯进行磨削，达到合理的形状精度配合精度后装配3

恢复尺寸维修法

采用零件选配法维修液压阀虽然工艺较为简单，但有其局限性，而采用修理尺寸法则适应更为广泛的场合。简易可行的修理尺寸法主要有更换零件法和修补法两类。更换零件法是将已经失去配合精度的阀芯拆卸，测量并画出零件图；检查阀体导向孔或阀座的磨损或损坏程度，并依此确定修复加工量，然后进行精加工(精铰或磨削) 修复。对于有一定锥度的阀座，要制作特定的加工工具。加工到相应精度后，测量实际尺寸，然后依据此尺寸加工新的阀芯。这种维修方法维修精度高，适应面广，可完全恢复原有的精度，适合于有一定加工能力的企业。修补维修工艺种类很多，适合于液压阀维修的最常见的工艺方法为刷镀或称为电涂镀。电涂镀的合理修补厚度小于0．2 ITlnl ，基本满足均匀磨损液压阀的维修要求，修补后仍然需要后续加工。常用的电涂镀工艺是化学复合电涂镀，化学复合电涂镀是在成熟电镀工艺基础上发展起来的，具有设备简单、操作方便、成本低廉、反应容易控制等优点，该工艺能在阀芯或阀孔表面沉积出具有多种成分的复合镀层，镀层与母体金属结合牢固并具有较高的机械强度、优良的热传导性能、较低的热膨胀系数、较低的摩擦系数和较强的自修复能力 单向阀常见故障及其诊断方法

（1） 液控单向阀反响截止时，阀芯不能将液流严格封闭而产生泄露。

方法：重新研配阀芯与阀座或是拆下阀座重新压装，直至与阀芯严密接触为止

（2） 复式液控单向阀不能反向卸载。方法：休整或更换

（3） 液控单向阀关闭时不能回复到初始封油位置。方法：休整或更

换

换向阀常见故障及其诊断方法

（1）、换向阀阀芯表面刮伤、阀体内划伤、油液污染使阀芯卡阻、阀芯弯曲。方法：卸开换向阀，清洗，研磨修复阀体，校直或更换阀芯

（2）、阀芯与阀体内孔配合间隙不当，间隙过大，阀芯在阀体内歪斜，使阀芯卡住，间隙过小，摩擦阻力增加，阀芯移不动。方法：检查配合间隙，在调节阀芯

（3）弹簧太软，阀芯不能自动复位；弹簧太硬，阀芯移不动。方法：更换弹簧

（4）手动换向阀的联杆磨损或失灵。方法：更换或修复弹簧

（5）液动换向阀或电液换向阀两端得单向节流器失灵。方法：仔细检查节流器是否堵塞、单向阀是否泄漏，并运行修复

（6）液动或电液换向阀的控制压力油压力过低。方法：检查压力低的原因

（7）线圈绝缘不良。方法：更换电磁铁线圈

（8）电磁铁铁芯轴线与阀芯轴线同轴度不良。方法：拆卸电磁铁重新装配

（9）阀芯被卡住，电磁力推不动阀芯。方法：拆开换向阀，仔细检查，进行修复

（10）回油口背压过高。方法：检查背压过高原因，对症解决

（11）泄油腔压力过高。方法：检查泄油腔压力，更换密封圈

（12）电磁铁铁芯的吸合面不平。方法：拆开电磁铁，修整吸合面，清除污物

多路换向阀的常见故障及其诊断方法参考上面滑阀式换向阀的内容 小结：（1）方向控制阀种类还有一些，功能也逐渐被完善，各种液压控制阀也可以结合使用。

（2）经过精心修复的液压阀不仅恢复了原有功能，其寿命、工作性能及可靠性均可接近原有水平，在维修中采用新工艺、新材料还可延长其寿命和提高工作性能。

参考文献

（1） 曾亿山主编 . 液压与气压传动 . 合肥工业大学出版社2008版

（2） 张利平主编 . 液压阀原理、使用与维护 . 化学工业出版社

2005版