比例閥使用維修要點(diǎn)

一、比例閥的選用

比例閥選用應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1)根據(jù)用途和被控對(duì)象選擇比例閥的類型。

(2)正確了解比例閥的動(dòng)、靜態(tài)指標(biāo)，主要有額定輸出流量、起始電流、滯環(huán)、重復(fù)精度、額定壓力損失、溫漂、響應(yīng)特性、頻率特性等。

(3)根據(jù)執(zhí)行器的工作精度要求選擇比例閥的精度，內(nèi)含反饋閉環(huán)閥的穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)品質(zhì)好。如果比例閥的固有特性，如滯環(huán)、非線性等，無(wú)法使被控系統(tǒng)達(dá)到理想的效果時(shí)，可以使用軟件程序改善系統(tǒng)的性能。

(4)比例閥的通徑應(yīng)按執(zhí)行器在最高速度時(shí)通過(guò)的流量來(lái)確定，通徑選得過(guò)大，會(huì)使系統(tǒng)的分辨率降低。

(5)對(duì)于直動(dòng)式電液比例節(jié)流閥，由于作用在閥心上的液動(dòng)力與通過(guò)閥口的流量及流速（壓力）成正比，因此，當(dāng)電液比例節(jié)流閥工況超出其壓降與流量的乘積，即功率表示的面積范圍（稱功率域或工作極限）時(shí)，如圖1 (a)所示，作用在閥心上的液動(dòng)力可增大到與電磁力相當(dāng)?shù)某潭龋归y心不可控。類似地，直動(dòng)式電液比例方向閥也有功率域問(wèn)題。當(dāng)電液比例方向閥閥口上的壓降增加時(shí)，流過(guò)閥口的流量增加，與比例電磁鐵電磁力作用方向相反的液動(dòng)力也相應(yīng)增加。當(dāng)閥口的開(kāi)度及壓降達(dá)到一定值后，隨著閥口壓降的增加，液動(dòng)力的影響將超過(guò)電磁力，從而造成閥口的開(kāi)度減小，最終使得閥口的流量不但沒(méi)有增加反而減少，最后穩(wěn)定在一定的數(shù)值上，此即為電液比例方向閥功率域的概念[見(jiàn)圖1 (b)]。綜上所述，在選擇比例節(jié)流閥或比例方向閥時(shí)，一定要注意，不能超過(guò)電液比例節(jié)流閥或比例方向閥的功率域。

二、污染控制

比例閥對(duì)油液的污染度通常要求為NAS1638的7-9級(jí)（ISO的16/13、17/14、

18/15級(jí)），決定這一指標(biāo)的主要環(huán)節(jié)是先導(dǎo)級(jí)。雖然電液比例閥較伺服閥的抗污染能力強(qiáng)，但也不能因此對(duì)油液污染掉以輕心，因?yàn)殡娨罕壤刂葡到y(tǒng)很多故障也是由油液污染所引起的。

如果選擇帶先導(dǎo)閥的比例閥，要注意先導(dǎo)閥對(duì)油液污染度的要求，要在油路上加裝過(guò)濾精度為10μm以下的進(jìn)油過(guò)濾器。

三、比例閥與放大器的配套及安置

比例閥與放大器必須配套。通常比例放大器能隨比例閥配套供應(yīng)，放大器一般有深度電流負(fù)反饋，并在信號(hào)電流中疊加著顫振電流。放大器設(shè)計(jì)成斷電時(shí)或差動(dòng)變壓器斷線時(shí)，使閥心處于原始位置或使系統(tǒng)壓力最低，以保證安全。放大器中有時(shí)設(shè)置斜坡信號(hào)發(fā)生器，以便控制升壓、降壓時(shí)間或運(yùn)動(dòng)加速度或減速度。驅(qū)動(dòng)比例方向閥的放大器往往還有函數(shù)發(fā)生器以便補(bǔ)償比較大的死區(qū)特性。

比例閥與比例放大器安置距離可達(dá)60m，信號(hào)源與放大器的距離可以是任意的。

四、控制加速度和減速度的方法

控制加速度和減速度的方法有換向閥切換時(shí)間遲延、液壓缸缸內(nèi)端位緩沖、電子控制流量闊和變量泵等。用比例方向閥和斜坡信號(hào)發(fā)生器可以提供很好的解決方案，這樣就可以提高機(jī)器的循環(huán)速度并防止慣性沖擊。

五、常見(jiàn)失效分析

對(duì)于一般的電液比例閥，閥的主體結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)與傳統(tǒng)液壓閥相差無(wú)幾，因此這部分的常見(jiàn)故障及診斷排除方法可以參看前述控制閥故障診斷與排除；而其電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器部分的常見(jiàn)故障及診斷排除方法，可以參看產(chǎn)品說(shuō)明書。

在液壓比例系統(tǒng)中，油液污染對(duì)比例閥造成的危害性越來(lái)越受到重視。

比例閥屬于閥類元件，其閥心、閥座的失效模式有沖蝕失效、淤積失效、卡阻失效、腐蝕失效。

1．沖蝕失效

沖蝕失效是由比閥心或閥套表面更硬顆粒沖蝕閥心的節(jié)流棱邊引起的。如圖2所示，在閥心開(kāi)口較小時(shí)，液壓油中的硬質(zhì)顆粒沖刷閥心和閥套的棱邊，其作用類似切削加工。當(dāng)閥心或閥套的節(jié)流棱邊被損壞，成為類似鈍角時(shí)，就會(huì)降低閥的壓力增益，增加零位泄漏，導(dǎo)致控制功能失效。

2．淤積失效

比例閥閥心與閥套的配合間隙為2～6μm。當(dāng)閥心靜止并處于受壓力控制時(shí)，污染物中與半徑間隙尺寸接近的顆粒就有可能隨著油液的流動(dòng)淤積在閥心與閥套之間。隨著污染物的聚積，閥心與閥套間的滑動(dòng)摩擦和靜摩擦力逐漸加大，使閥的響應(yīng)變慢，當(dāng)污染物聚積嚴(yán)重時(shí)，閥心可能會(huì)無(wú)法動(dòng)作。

3．卡阻失效

卡阻失效與閥心、閥套的配合特性有直接關(guān)系。閥在工作一段時(shí)期后，由于閥心并不是始終工作在全行程工況，閥心、閥套會(huì)出現(xiàn)不均勻的磨損。它們的配合間隙存在差異，閥體在工作時(shí)，受液動(dòng)力的作用，產(chǎn)生側(cè)向載荷，造成閥心與閥套的卡緊，使閥心在閥套中的滑動(dòng)不平穩(wěn)。嚴(yán)重時(shí)，閥心會(huì)卡阻在閥套內(nèi)。

4．腐蝕失效

閥心、閥套往往還由于受液壓油中的水和其他含氯離子的溶劑腐蝕而失效。污染嚴(yán)重時(shí)，由于系統(tǒng)中氯化溶劑的存在，閥的節(jié)流棱邊幾小時(shí)內(nèi)就會(huì)因腐蝕而失效。