液压系统中的方向控制阀毕业论文:液压控制阀

　 液压系统中的方向控制阀毕业论文

　摘

　要

　近几年来，我国经济迅猛，可谓日新月异，新的形势对液压控制阀的工作要求提出了新的要求，在新的形势下，如何改良液压控制阀的工作效率，满足市场需求，已成为经济发展的重要领域。液压阀不仅直接影响企业当前的生产经营，而且关系着企业的长远发展和成败兴衰。

　毋庸置疑，在各类液压系统的设计和使用中，正确地、合理地选择、使用和维护方向控制阀，对于提高液压传动与控制系统乃至整个液压设备的工作品质和可靠性具有非常重要的意义。因此，液压技术研发设计、制造调试及使用维护的工程技术人员和现场操作维护人员必须掌握液压方向控制阀的原理、特性及使用与维护方法。本次主要论述液压系统中的方向控制阀的概念、选用及维护。通过与老师同学的交流，到图书馆和网上查阅相关资料，完成此次设计。

　关键词：方向控制阀

　 正确使用

　 原理

　 维护方法

　目

　录

　1

　绪论……………………………………………………………. 3

　 1.1 引言………………………………………………………….3

　1.2 液压技术的发展历史……………………………………….4

　1.3 我国液压阀技术的发展概况……………………………….4

　2

　方向控制阀……………………………………………………..6

　2.1 方向控制阀的分类………………………………………….6

　2.2 方向控制阀的结构和工作原理…………………………….7

　2.3 方向控制阀的作用………………………………………….7

　2.4方向控制阀的选择…………………………………………..8

　3

　方向控制阀的使用……………………………………………..9

　3.1 对方向控制阀符号的认识………………………………….9

　3.2 方向控制阀使用注意事项…………………………………13

　4方向控制阀的维护………………………………………………15

　4.1方向控制阀故障分析……………………………………….16

　4.2方向控制阀维护…………………………………………….20

　4.2.1 方向控制阀清洗………………………………………….20

　4.2.2 零件组合选配维修法…………………………………….21

　4.2.3 恢复尺寸维修法………………………………………….22

　结束语……………………………………………………………...23

　致谢………………………………………………………………...24

　参考文献…………………………………………………………...25

　1 绪

　论

　1.1 引言

　液压传动与控制技术在国民经济各部门的广泛应用，促进了液压技术的飞速发展，同时也使液压系统设计与制造的复杂性越来越高。液压系统采用液压阀集成装配，可以显著减少管路联接和接头，降低系统的复杂性，增加现场添加和更改回路的柔性，具有结构紧凑、安装维护方便、泄露少、震动小、利于实现典型液压系统的集成化合标准化等优点，因此应用日益广泛。

　液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的10%~20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。

　液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件——液压泵；执行元件——液压缸和液压马达；控制元件——各种液压阀；辅助元件——油箱、蓄能器等。

　液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。

　1.2液压技术的发展历史

　液压与气动技术是一门有着悠久发展历史的技术，从1795年世界上第一台水压机诞生，到现在已有200多年的历史。至上世纪50～70年代，随着工艺水平的极大提高，液压技术也得到了迅速发展，成为实现现代传动和控制的关键技术，其发展速度仅次于电子技术。特别是近年来流体技术与微电子、计算机技术相结合，使液压与气动技术进入了一个新的发展阶

　段。据有关资料记载，国外生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%的自动生产线，均采用了液压与气动技术。在国民经济很多领域均需应用液压与气动技术，其水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志之一

　1.3 我国液压阀技术的发展概况

　我国的液压工业及液压阀的制造，起始于第一个五年计划（1953~1957年），期间，由于机床制造工业发展的迫切需求，50年代初期，上海机床厂、天津液压件厂仿造了苏联的各类低压泵、阀。

　随后，以广州机床研究所为主，在引进消化国外中低压元件制造技术的基础上，自行设计了公称压力为2.5MPa和6.3MPa的中低压液压阀系统（简称广州型），并迅速投入大批量生产。

　60年代初期，为适应液压工程机械从中低压向高压方向的发展，以山西榆次液压件厂为主，引进了日本油研公司的公称压力为21MPa的中高压液压阀系列，以及全部加工技术和制造、试验设备，并据此发展、设计成我国的中高压液压闪系统（简称榆次型）。

　1968年，当时的一机部组织有关单位，在公称压力21MPa液压阀的基础上，设计了我国一套公称压力为31.5MPa的高压阀系列，并投入批量生产。

　为使产品实现标准化、通用化、系列化，我国于1973年再次组成“液压阀联合设计组”，

　在总结国产高压阀设计、生产经验的基础上，借鉴了国外同类产品的结构，性能、工艺特点，又增补了多种规格和新品种，并使国产阀的安装连接尺寸首次符合国际标准。并于1977年正式完成了公称压力为31.MPa的高压阀新系列的设计。1978年起，通过全系列图纸的审查、试制、鉴定等工作，并在全国推广使用。1982年，通过了全系列的定型工作。故上述产品简称为“82年联合设计型高压液压阀系列”。

　为适应高压、大流量的液压传动要求，济南铸锻研究所、上海704研究所和北京冶金液压机械厂等单位，自1976年开始，还引进、消化和研制了二通插装阀（简称CV阀），并在80年代初期，完成了自己的系列。二通插装阀作为不同于常规阀的另一类液压阀类，也正在开拓着它的使用范围。

　此外，随着组合机床在机械制造行业中的广泛应用，1975年，大连组合机床研究引进、消化、吸收和研制了叠加式液压阀。

　建国以来，我国液压行业及液压阀的制造生产，从无到有，发展很快，取得了巨大的成绩。但与国外同类产品相比，品种和性能指标还有较大差距。为了提高我国液压行业的综合素质，国家机械部制定了以下调整原则：

　A类重点发展产品（包括国产的电液伺服阀、比例阀和数字控制阀以及引进、消化德国力士乐公司的压力为21、35、63MPa，通径为6~32mm的三大类液压阀和我国自行开发的叠加阀、插装阀及GE系列阀等）；

　B类允许保留和过渡产品（包括目前应用面广、市场需求最大，一时尚无替代产品；国内70年代、80年代开发的，现在已成为主导产品，虽然技术上达不到国际80年代水平，但需要保留一段时间的产品。）

　C类限制发展和逐步淘汰产品。（指水平低，性能差，耗能耗材的产品，不符合标准的落后产品，不符合标准的老产品，具体指我国50、60年代设计的广州型中低压系列，及与之相仿的早期产品。

　2方向控制阀

　2.1方向控制阀的分类

　在实际应用中，可根据不同的需要将方向控制阀分成若干类别：

　 　　（1）按照气体在管道的流动方向，如果只允许气体向一个方向流动，这样的阀叫做单向型控制阀，比如单向阀，梭阀等；可以改变气体流向的控制阀叫做换向阀，比如常用的2way2port，2way3port，2way5port，3way5port等。

　 　　（2）按照控制方式可分为电磁阀，机械阀，气控阀，人控阀。其中电磁阀又可以分为单和双电控阀两种；机械阀可分为球头阀，滚轮阀等多种；气控阀也可分为单气控和双气控阀；人力阀 可以分为手动阀，脚踏阀两种。

　 　　（3）按工作原理可以分为直动阀和先导阀，直动阀就是靠人力或者电磁力，气动力直接实现换向要求的阀；先导阀是由先导头和阀主体2部分构成，有先导头活塞驱动阀主体里面的阀杆实现换向。

　 　　（4）根据换向阀杆的工作位置可以将阀分为2way，3way阀。

　 　　（5）根据阀上气孔的多少来进行划分，可以分为2port，3port，5port阀。

　2.2方向控制阀的结构和工作原理

　换向型方向控制阀(简称换向阀)，是通过改变气流通道而使气体流动方向发生变化，从而达到改变气动执行元件运动方向目的。它包括气压控制换向阀、电磁控制换向阀、机械控制换向阀、人力控制换向阀和时间控制换向阀等。

　2.2.1气压控制换向阀

　气压控制换向阀，是利用气体压力来使主阀芯运动而使气体改变流向的。按控制方式不同分为加压控制、卸压控制和差压控制三种。加压控制是指所加的控制信号压 力是逐渐上升的．当气压增加到阀芯的动作压力时，主阀便换向；卸压控制是指所加的气控信号压力是减小的，当减小到某一压力值时，主阀换向；差压控制是使主阀芯在两端压力差的作用下换向。

　机械制气控换向阀按主阀结构不同，又可分为截止式和滑阀式两种主要形式。滑阀式气控换向阀的结构和工作原理与液动换向阀基本相同。在此主要介绍截止式换向阀。 

　（图一）

　二位三通单气控制截止式换向阀

　1-气控接头；2-挡圈；3-密封圈；4-弹簧；5-阀芯；6-端盖；7-阀体；8-阀板；9-活塞；10-螺母；11-Y形密封圈；12-钢球

　图一所示为二位三通单气控截止式换向阀的结构图。当K口无信号时。A与T通、阀处于排气状态；当K口有信号输入后，压缩空气进入活塞9的有端，使阀杆5左移、P与A通。图中所示的为常断型阀，如果P与T换接则成为常通型。 

　2.2.2先导式电磁换向阀   

　先导式电磁换向阀是由电磁铁首先控制气路，产生先导压力，再由先导压力去推动主阀阀芯，使其换向。适用于通径较大的场合。

　  图二所示为先导式双电控二位四通电磁换向阀。它由先导阀(Dl、D2)和主阀组成。而主阀又包括阀体1和活塞组件2两部分。图示的是Dl、D2均处于断电 的状态。电磁阀的动铁芯5、6处于关闭状态。当Dl通电、D2断电时，动铁芯5被吸起，由P口来的压缩空气经孔a(虚线)进入阀的f腔。并从密封塞4(单 向阀)的四周唇边进入孔‘，并进入。广腔，推动活塞组件2下移，使P与A通，B经阀芯中心孔h与T通(排气)。A口有压缩空气输出的同时，有一部分压缩空 气流入孔g，其中一路经节流孔d进

　 （ 图二）

　 双电控二位四通滑阀

　入c腔使密封塞4下移封住排气孔b，另一路压缩空气进入f腔，作用在活塞组件2的上端。此时，即使Dl断电，活塞组件2 也不会位即该阀具有记忆功能。

　当先导阀D2通电、Dl断电时，动铁芯6被吸起，c腔内的压缩空气经T1口排出。此时从P到A的压缩空气作用在大、小活塞上，因大、小活塞的面积差而产生 向上的作用力，使活塞组件2上移。与此同时，密封塞4也上移，并打开阀口3，使活塞组件2上端的压缩空气经孔6排掉。活塞组件2上移后，P与B通，A与T 通(排气)。此时即使D2断电，因大小活塞面积差而产生向上的作用力依然存在，所以输出状态也不会改变，即具有记忆功能。气动电磁换向阀与液压电磁换向阀 一样，有很多类型，其工作原理也相似，不再赘述。

　2.3 方向控制阀的作用

　方向控制阀（简称方向阀）作用是控制液压系统的油流方向，接通或断开油路，从而达到控制执行机构的启动、停止或改变运动方向。主要有单向阀和换向阀两种。

　2.4 方向控制阀的选择

　对于结构简单的普通单向阀，主要应注意其开启压力的合理选用：较低的开启压力，可以减小液流经过单向阀的阻力损失；但是，对于作背压阀使用的单向阀，其开启压力较高，以保证足够的背压力。对于液控单向阀，除了本款换向阀中相关的注意事项外，为避免引起系统的异常振动和噪音，还应注意合理选用其泄压方式：当液控单向阀的出口存在背压时，宜选用外泄式，其他情况可选内泄式。

　3

　方向控制阀的使用

　3.1 对方向控制阀符号的认识

　在使用方向控制阀之前应该能够熟知方向控制阀所对应的符号，从而在应用过程中能驾轻就熟。一下日常中常用的方向控制阀所对应的符号。

　3.1.1方向控制阀

　名称

　符号

　说明

　名称

　符号

　说明

　单向阀

　单向阀

　详细符号

　换向阀

　二位五通液动阀

　简化符号（弹簧可省略）

　二位四通机动阀

　液压单向阀

　液控单向阀

　详细符号（控制压力关闭阀）

　三位四通电磁阀

　简化符号

　三位四通电液阀

　简化符号（内控外泄）

　详细符号（控制压力打开阀）

　三位六通手动阀

　简化符号（弹簧可省略）

　三位五通电磁阀

　双液控单向阀

　三位四通电液阀

　外控内泄（带手动应急控制装置）

　梭阀

　或门型

　详细符号

　三位四通比例阀

　节流型，中位正遮盖

　简化符号

　三位四通比例阀

　中位负遮盖

　换向阀

　二位二通电磁阀

　常断

　二位四通比例阀

　常通

　四通伺服

　二位三通电磁阀

　四通电液伺服阀

　二级

　二位三通电磁球阀

　带电反馈三级

　二位四通电磁阀

　3.2单向阀

　3.2.1单向阀：单向阀一般装在泵排油口，蓄能器前，其作用有以下俩种

　（1）起保护作用，将其设置在液压泵的出口处，防止由于液压系统的压力突然升高而损坏液压泵。

　（2）用作背压阀，将其放置在回油路上，换上刚度较大的弹簧，使阀的开启压力达到0.2-0.6MPa,可形成回油背压，以提高工作部件的运动平稳性。

　3.2.2单向阀使用注意事项及故障诊断与排除

　正常工作时，单向阀的工作压力要低于单向阀的额定工作压力；通过单向阀的流量要在其通径允许的额定流量范围之内，并且应不产生较大的压力损失。

　单向阀的开启压力有多种，应根据系统功能要求选择适用的开启压力，应尽量低，以减小压力损失；而作背压功能的单向阀，其开启压力较高，通常由背压值确定。

　（1）在选用单向阀时，除了要根据需要合理选择开启压力外，还应特别注意工作时流量应与阀的额定流量相匹配，因为当通过单向阀的流量远小于额定流量时，单向阀有时会产生振动。流量越小，开启压力越高，油中含气越多，越容易产生振动。

　 （2）使用时一定要注意认清进、出油口的方向，保证安装正确，否则会影响液压系统的正常工作。特别是单向阀用在泵的出口，如反向安装可能损坏泵或烧坏电机。但是，单向阀安装位置不当，会造成自吸能力弱的液压泵的吸空故障，尤以小排量的液压泵为甚。故应避免将单向阀直接安装于液压泵的出口，尤其是液压泵为高压叶片泵、高压柱塞泵以及螺杆泵时，应尽量避免。如迫不得已，单向阀必须直接安装于液压泵出口时，应采取必要措施，防止液压泵产生吸空故障。如采取在联接液压泵和单向阀的接头或法兰上开一排气口。当液压泵产生吸空故障时，可以松开排气螺塞，使泵内的空气直接排出，若还不够，可自排气口向泵内灌油解决。或者使液压泵的吸油口低于油箱的最低液面，以便油液靠自重能自动充满泵体；或者选用开启压力较小的单向阀等措施。

　（3）单向阀闭锁状态下泄漏量是非常小的甚至于为零。但是经过一段时期的使用，因阀座和阀芯的磨损就会引起泄漏。而且有时泄漏量非常大，会导致单向阀的失效。故磨损后应注意研磨修复。

　（4）单向阀的正向自由流动的压力损失也较大，一般为开启压力的3～5倍，约为0.2～0.4MPa，高的甚至可达0.8Mpa。故使用时应充分考虑，慎重选用，能不用的就不用。

　3.3换向阀

　换向阀：通过改变阀体与阀芯之间 相对位置，以实现与阀体相恋的各油路的接通、切断，从而改变液流的方向。

　2.2.1换向阀的故障及排除

　阀不能换向或换向动作缓慢，气体泄漏，电磁先导阀有故障等。

　 (1)换向阀不能换向或换向动作缓慢，水力控制阀一般是因润滑不良、弹簧被卡住或损坏、油污或杂质卡住滑动部分等原因引起的。对此，应先检查油雾器的工作是否正常；润滑油的粘度是否合适。必要时，应更换润滑油，清洗换向阀的滑动部分，低温阀门或更换弹簧和换向阀。

　 (2)换向阀经长时间使用后易出现阀芯密封圈磨损、阀杆和阀座损伤的现象，导致阀内气体泄漏，阀的动作缓慢或不能正常换向等故障。此时，应更换密封圈、阀杆和阀座，或将换向阀换新。

　 (3)若电磁先导阀的进、排气孔被油泥等杂物堵塞，封闭不严，活动铁芯被卡死，电路有故障等，均可导致换向阀不能正常换向。排气阀、排泥阀对前3种情况应清洗先导阀及活动铁芯上的油泥和杂质。而电路故障一般又分为控制电路故障和电磁线圈故障两类。在检查电路故障前，应先将换向阀的手动旋钮转动几下，看换向阀在额定的气压下是否能正常换向，若能正常换向，过滤器则是电路有故障。检查时，可用仪表测量电磁线圈的电压，看是否达到了额定电压，如果电压过低，应进一步检查控制电路中的电源和相关联的行程开关电路。鸭嘴阀如果在额定电压下换向阀不能正常换向，则应检查电磁线圈的接头(插头)是否松动或接触不实。方法是，拔下插头，测量线圈的阻值，如果阻值太大或太小，说明电磁线圈已损坏，应更换。

　 3.4方向控制阀使用注意事项

　我们在使用方向控制阀需要注意的六点：

　1、安装前应查看的说明书，注意型号、规格与使用条件是否相符，包括电源、工作压力、通径、螺纹接口等。随后，应进行通电、通气试验，检查阀的换向动作是否正常。用手动装置操作，阀是否换向。手动切换后，手动装置应复原。

　2、安装前应彻底清除管道内的粉尘、铁锈等污物。接管时应防止密封带碎片进入阀内。

　3、应注意阀的安装方向，多数电磁阀对安装位置阀方向物特别要求，又指定要求的应予以注意。

　4、应严格管理所用空气的质量，注意空压机等设备的管理，除去冷凝水等有害杂质。阀的密封元件通常用丁氰橡胶制成，应选择对橡胶无腐蚀作用的透平油作为润滑油。即使对无油润滑的阀，一旦用了函油雾润滑的空气后，则不能中断使用。因为润滑油已将原有的油脂洗去，中断后会造成润滑不良。

　5、对于双电控电磁阀应在电气回路中设联锁回路，为防止两端电磁铁同时通电而烧毁线圈。

　6、使用功率小的电磁阀时，应注意继电器接点保护电路RC元件的漏电流造成的电磁阀误动作。因为此漏电流在电磁阀两端产生漏电压，若漏电压过大时，就会使电磁铁一直通电而不能关断，此时可接入漏电阻

　。

　4方向控制阀的维护

　4.1方向控制阀故障分析

　随着方向控制阀使用时间的延长，出现故障或失效是必然的。方向控制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、方向控制阀泄漏以及因液压油污染物沉积造成的方向控制阀阀芯动作失常或卡紧所致。当方向控制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，失效的方向控制阀则成为废品。事实上，这些方向控制阀的多数部位尚处于完好状态经局部维修即可恢复功能。研究方向控制阀维修的意义还不仅仅是节省元件购置费用，当失效的方向控制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。在方向控制阀维修实践中，常用的修复工艺有方向控制阀清洗、零件组合选配、修理尺寸等。

　4.1.1换向阀故障实例

　 目前，液压系统中广泛使用的各种液压换向阀中，均存在着阀芯卡紧现象。其中有液压卡紧，也有机械卡紧。为解决液压卡紧，国内外都在设计中采用阀芯外工作表面加工若干个平衡槽的办法，其效果很好。对于机械卡紧也都制定了一些相应的技术规范来限制其配合间隙和偏心量等主要影响因素。但尽管这样，卡紧现象仍时有发生，下面就卡紧产生的原因和解决办法作详细讨论。

　4.1.2产生卡紧的原因

　　　（1）液压卡紧：来自滑阀副几何形状误差和同轴度误差所引起的径向不平衡压力，即液体在高压下通过偏心环状锥形间隙，并且沿液体流动方向缝隙是逐渐扩大的，这时就会产生通常所说的液压卡紧现象。

　　　（2） 阀芯因加工误差而带有倒锥(锥体大端朝向高压腔)，在阀芯与阀孔中心线平行且不重合时，阀芯受到径向不平衡力的作用。使阀芯和阀孔的偏心矩越来越大，直到两者表面接触而发生卡紧现象。此时，径向不平衡力达到最大值。

　　　（3） 阀芯无几何形状误差，但是由于装配误差使阀芯在阀孔中歪斜放置，或者颗粒状污染物凝聚楔入阀孔与阀芯的间隙，使阀芯在孔中偏斜放置，产生很大的径向不平衡力及转矩。

　　　（4） 在加工或工序间转移过程中，将阀芯碰伤，有局部凸起及残留毛刺。这时凸起部分背后的液压流将造成较大的压降，产生一个使凸起部分压向阀孔的力矩。这也是液压卡紧的一种成因。

　　　（5） 设计时为防止径向不平衡力的产生，杜绝液压卡紧，在阀芯上开若干个环形槽，以均衡阀芯受到的径向压力，一般称为平衡槽。但在加工中有时环形槽与阀芯不同心；或由于淬火变形，造成磨削后环形槽深浅不一，这样亦会产生径向不平衡力导致液压卡紧。

　　　4.2　机械卡紧

　　　换向阀在使用中除发生液压卡紧外，有时还会发生机械卡紧，机械卡紧一般有下列原因。

　（1）液压油中的污染物(如砂粒、铁屑、漆皮)楔入阀芯与阀孔间隙使之卡紧。

　　　（2）阀芯与阀孔配合间隙过小造成卡紧。

　　　（3）对于手动换向阀，由于其结构上的原因，阀芯、阀孔都较长，因而存在着直线度误差。又由于残余应力的存在，有时会使阀芯在使用中产生弯曲，严重时阀芯与阀孔间会产生较大的接触压力，阀芯运动时产生摩擦，造成阀芯运动阻滞，产生机械卡紧。同时，由于弯曲会导致某些台肩的偏置，这些偏置的台肩在高压油的作用下，又很容易产生液压卡紧。

　　　（4）对于组合式多路换向阀，由于其结合面的平面度误差，或结合面有凸起的磕伤，以及组合螺栓预紧力过大等原因也容易造成阀孔变形而导致卡紧。

　　　（5） 无论是组合式还是整体式多路换向阀都设计有上、下盖或是定位套等定位件。由于这些组成件的偏心也容易引起阀芯的偏置，因而导致运动阻滞，造成卡紧。

　　　4、3避免卡紧现象的措施

　　　（1） 滑阀的液压卡紧是共性问题，不仅换向阀有，其他液压阀也存在，故传统设计中都有避免卡紧的措施，严格控制阀芯、阀孔的制造精度，一般，阀芯和阀孔的圆柱度允差为0.3μm，表面粗糙度：阀芯为Ra0.2，阀孔为Ra0.4，两者配合间隙为0.6～ 0.12μm，并在阀芯的适当位置(靠近高压区侧)上开设环形槽，宽0.5～1mm，深约0.5mm，且环形槽要与外圆保证同心。

　　　(2) 阀芯的精度允许时，可以磨顺锥(即小端朝向高压区)，结构允许的情况下，可以采用锥形台肩，台肩小端朝向高压区，有利于阀杆径向对中。

　　　(3) 仔细清除芯上各台肩及阀孔沉割槽边上的毛刺。仔细清除热处理件的氧化皮，且在转序时利用工位器具防止零件磕碰。

　　　(4) 装配过程中要防止零件磕碰，要注意清洁，各螺栓的预紧力要适当，以防阀孔变形。

　(5) 要保证液压系统的清洁度，防止油液被污染。

　图三：消除结合面平面度对卡紧影响的示意图

　　　(6) 提高阀体的铸造质量，减少阀芯的热处理残余应力，防止弯曲变形。

　　　(7) 对于组合式换向阀，为了消除阀片间结合面平面度对卡紧的影响，可使其中一个面的中间部分低1～2μm，这既可减少阀孔的变形，又不致影响结合面的密封。其示意图如图三。

　4.1.4 实例

　　　下面介绍一种平衡阀芯径向压力，防止液压卡紧的结构。

　　　某整体式手动多路换向阀中，全部内腔和油道都是由机械加工而成，没有铸造腔室。这样既可避免由于铸造阀腔粘砂而导致的系统污染，又具有工艺简单、制造成本低的特点。在该阀中，卸荷阀的控制油路受换向阀芯控制，见图四。

　图四：整体式手动多路换向阀

　　　图四所示为换向阀芯处在中立位置，卸荷阀处卸载状态。当换向阀芯下行至其台肩全部挡住卸载孔a时，切断了控制口的卸载通道。卸荷阀关闭，系统处工作状态，此时换向阀芯处于“提升”位置。换向阀芯A-A截面上的3个均布小孔与卸载控制通道a相通，见图五。由于小孔外端面积大于通道a的面积，所以高压油的压力均匀地作用在阀杆上，消除了阀杆由于单侧受力而产生的卡紧，效果很好。

　图五：换向阀芯A-A截面

　4.2方向控制阀维护

　4.2.1方向控制阀清洗

　拆卸清洗是方向控制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方向控制阀故障，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。虽然方向控制阀的各零件之间多为螺栓连结，但方向控制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。因此拆卸前要掌握方向控制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，将压缩空气通入清洗槽底部，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。依据方向控制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)装配好的方向控制阀要经试验合格后方能投入使用。

　4.2.2 零件组合选配维修法

　方向控制阀制造过程中，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，同一类型的方向控制阀，阀芯与阀体的配合尺寸有一定的差异对于使用企业，当某一种失效方向控制阀的数量较多时，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。常见方向控制阀阀孔形状精度和配合间隙见表一。

　表一　方向控制阀阀孔与阀芯形状精度和配合间隙参考值

　方向控制阀种类

　阀孔（阀芯）圆柱度(mm)

　表面粗糙度Ra(μm)

　配合间隙(mm)

　中低压阀

　0.008~0.010

　0.8~1.0

　0.005~0.008

　高压阀

　0.005~0.008

　0.4~0.8

　0.003~0.005

　伺服阀

　0.001~0.002

　0.05~0.2

　0.001~0.003

　4.2.3 恢复尺寸维修法

　采用零件选配法维修方向控制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，适合于方向控制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012mm，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。

　经过精心修复的方向控制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。由于不同企业的维修技术和装备水平不同，维修质量会存在很大差异。对于维修装备和技术欠缺的企业，即使经维修使液压系统恢复了原有状态，仍应加强监视，并积极购置备件，以应对意外故障发生。

　结束语

　方向控制阀的正确使用及维修保养是操作人员必修的不可或缺的知识，通过本次毕业论文，使我了解到液压元件对液压系统的重要性，其作用对液压设备机的整体性能和高效安全运作的关键性。方向控制阀的常见故障出现在哪些方面，。论文中涉及到的液压阀的种类、构造、功用、及维修方法同样为操作维修人员提供的可靠依据。在几次液压实验及对相关书籍的查阅中，让我更加深刻的理解到方向控制阀并不是一个单一的词语，它与液压系统这一整体休戚相关，在液压系统中它是与其他零部件相关联和相互承接的。同时，在液压系统故障中也同样关系方向控制阀状态等原因。本次论文从选题到完成让我对方向控制阀分类、选用及故障分析和维修方法的其他问题同样关注起来，这些问题在其液压系统发生故障时我们也不能忽略。

　致谢

　本设计在XXX老师的悉心指导和严格要求下，经过一个月的努力，论文终于完成了。在整个设计过程中，XX老师的指导在其中都起着重要，她对工作的一丝不苟，对学生的关心帮助，无不感染激激励着我。同时在思想上，生活中给以我无尽关怀，在此特向指导老师表示诚挚的谢意和敬意；其次是同学即使指出这篇论文的不足点，让我及时改正。通过本次毕业论文的实践，我各方面的能力得到显著提升，尤其是当问题出现到解决，让我获益匪浅，在这一过程中“怎样发现问题、如何抓住问题的症结，从而顺利的解决问题。”这些都是我们这些即将步入社会的大学生需要的。我相信有这次历练将在我以后的生活和工作中给予我宝贵经验，让我处理好我所遇见的难题。

　参考文献

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　[2] 赵应樾.液压控制阀及其修理.上海：上海交通大学出版社，1999

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　[4] 刘震北.液压元件制造工艺学. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1992-12

　[5] 杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册.北京：机械工业出版社，1999.12

　[6] 何存兴，张铁华.液压传动与气压传动.武汉：华中科技大学出版社，2000-8

　[7] 陆培文. 实用阀门设计手册.北京：机械工业出版社，2002-10