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2023-06-25
液压流量控制阀的工作原理及常见故障排除
【摘要】：液压流量控制阀是靠改变节流口的大小来调节通过阀口的流量，从而调节液压缸的速度和液压马达的转速。针阀移动，调节环形通道面积的大小即可调节流量。当液压油从P2进入P1流出时，单向阀1打开，与节流口无关。图4-61 温度补偿装置4.液压流量控制阀常见故障和排除方法流量控制阀中以调速阀较为典型，故将其故障与排除方法列于表4-14供参考。
液压流量控制阀是靠改变节流口的大小来调节通过阀口的流量，从而调节液压缸的速度和液压马达的转速。液压油流经小孔或缝隙时，产生液压阻力，阀口的通流面积越小，液压油通过时的阻力就越大，通过的流量就越小，所以常用于节流调速系统中。
1.节流口的形式
流量控制阀的节流口形式很多，常见的节流口形状有：
（1）针阀式 图4-56a所示为针阀式节流孔口。针阀移动，调节环形通道面积的大小即可调节流量。其特点结构简单，但流量不稳定，易堵塞，一般用于要求不高的地方。
图4-56 节流口的形式
a）针阀式 b）偏心槽式 c）轴向三角槽式 d）周向缝隙式 e）轴向缝隙式
（2）偏心槽式 偏心槽式节流口见图4-56b。在阀芯上开有三角形的偏心槽，转动阀芯即可改变流通面积的大小，用于压力较低，流量稳定性不高的场合。
（3）轴向三角槽式 轴向三角槽式节流口见图4-56c。在轴向移动阀芯时，就可改变三角槽通流面积的大小，这种节流口的形状简单，制造方便，而且可获得较小的流量，目前应用最广。
（4）周向缝隙式 周向缝隙式节流口见图4-56d。阀芯上开有一缝隙，油可以通过缝隙流入阀芯内孔，再经过左边的孔流出。旋转阀芯就可以改变缝隙的通流面积大小，这种节流口应用于低压小流量系统。图4-56e所示为轴向缝隙式节流口，在套筒上开有轴向缝隙，轴向移动阀芯就可以改变缝隙的通流面积以调节流量。
2.节流阀
图4-57所示为普通节流阀。它的节流口形式为轴向三角槽式，油从进油口P1流入经阀芯左端的轴向三角槽后由出油口P2流出。阀芯1始终紧贴在推杆2的端部。旋转手轮3可使推杆沿轴向移动，改变节流口的通流截面积，从而调节通过阀的流量。图4-57b为图形符号。
采用单向行程节流阀可使工作机构实现快进、工进和快退的目的。图4-58所示为单向行程节流阀结构，液压油从P1进入再从P2流出。当挡块没有压上阀芯顶部的滚轮3时，阀芯5与阀体4之间形成的通流面积大，节流作用小。当挡块推压滚轮，阀芯便随之下移，于是形成的通流面积小。当液压油从P2进入P1流出时，单向阀1打开，与节流口无关。单向行程节流阀串联在液压缸的回油路中，可实现工作机构的减速至停止运动，以达到避免冲击和准确定位的目的。
图4-57 节流阀
a）结构图 b）图形符号
1—阀芯 2—推杆 3—旋转手轮 4—出油口P2 5—进油口P1
图4-58 单向行程节流阀结构
1—单向阀 2—弹簧 3—滚轮 4—阀体 5—阀芯
3.调速阀
调速阀一般由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。节流阀用来调节通过的流量，定差减压阀则自动补偿负载变化的影响，使节流阀前后的压差为定值，消除了负载变化对流量的影响。
图4-59所示为调速阀的工作原理图、图形符号和简化符号。若减压阀进口压力为p1，出口压力为p2，节流阀出口压力为p3，则减压阀a腔，b腔压力为p2，c腔压力为p3，若减压阀a、b、c腔有效工作面积分别为A1、A2、A，则A=A1+A2，若忽略阀芯所受摩擦力，重力和液动力，则阀芯受力平衡方程为
p2A1+p2A2=p3A+Fs
即 p2-p3=Δp=Fs/A
由于弹簧力Fs基本上不变，故节流阀两端的压差Δp=p2-p3基本不变，相应通过节流阀的流量稳定。
图4-59 调速阀的工作原理
a）工作原理图 b）图形符号 c）简化符号
1—减压阀芯 2—节流阀
图4-60所示为调速阀的结构。压力油从进油口进入环槽f，经减压阀的阀口减压后至e，再经孔g、节流阀2的轴向三角节流槽，油腔b，孔a至出口。节流阀前的压力油经孔d进入减压阀阀芯3大台肩的油腔，并经减压阀阀芯3的中心孔流入阀芯小端右腔，节流阀后的压力油则经孔a、孔c通至减压阀阀芯3大端的右腔。转动旋钮，使节流阀阀芯轴向移动，即可调节所需的流量。
图4-60 调速阀的结构
1—旋钮 2—节流阀 3—减压阀阀芯
有时，不仅要求较小的稳定流量，而且希望油温变化对流量变化影响最小，可采用QT温度补偿调速阀。温度补偿调速阀的原理是利用温度补偿装置（图4-61）使节流口的通流面积随温度的变化而自动地作相应变化，使通过节流阀的流量不随油温而变。最常用的温度补偿装置是一个采用热膨胀系数较大的温度补偿杆，并且与节流阀的阀芯相连，当温度减小（或增大）时，温度补偿杆相应缩短（伸长），便带动阀芯移动使通流面积增大（减小）。
图4-61 温度补偿装置
4.液压流量控制阀常见故障和排除方法
流量控制阀中以调速阀较为典型，故将其故障与排除方法列于表4-14供参考。
表4-14 调速阀的常见故障及排除方法
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