比例閥使用維修要點

一、比例閥的選用

比例閥選用應注意以下事項：

(1)根據用途和被控對象選擇比例閥的類型。

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

(3)根據執行器的工作精度要求選擇比例閥的精度，內含反饋閉環閥的穩態性能、動態品質好。如果比例閥的固有特性，如滯環、非線性等，無法使被控系統達到理想的效果時，可以使用軟件程序改善系統的性能。

(4)比例閥的通徑應按執行器在最高速度時通過的流量來確定，通徑選得過大，會使系統的分辨率降低。

(5)對于直動式電液比例節流閥，由于作用在閥心上的液動力與通過閥口的流量及流速（壓力）成正比，因此，當電液比例節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，如圖1 (a)所示，作用在閥心上的液動力可增大到與電磁力相當的程度，使閥心不可控。類似地，直動式電液比例方向閥也有功率域問題。當電液比例方向閥閥口上的壓降增加時，流過閥口的流量增加，與比例電磁鐵電磁力作用方向相反的液動力也相應增加。當閥口的開度及壓降達到一定值后，隨著閥口壓降的增加，液動力的影響將超過電磁力，從而造成閥口的開度減小，最終使得閥口的流量不但沒有增加反而減少，最后穩定在一定的數值上，此即為電液比例方向閥功率域的概念[見圖1 (b)]。綜上所述，在選擇比例節流閥或比例方向閥時，一定要注意，不能超過電液比例節流閥或比例方向閥的功率域。

二、污染控制

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

18/15級），決定這一指標的主要環節是先導級。雖然電液比例閥較伺服閥的抗污染能力強，但也不能因此對油液污染掉以輕心，因為電液比例控制系統很多故障也是由油液污染所引起的。

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

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，放大器一般有深度電流負反饋，并在信號電流中疊加著顫振電流。放大器設計成斷電時或差動變壓器斷線時，使閥心處于原始位置或使系統壓力最低，以保證安全。放大器中有時設置斜坡信號發生器，以便控制升壓、降壓時間或運動加速度或減速度。驅動比例方向閥的放大器往往還有函數發生器以便補償比較大的死區特性。

比例閥與比例放大器安置距離可達60m，信號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間遲延、液壓缸缸內端位緩沖、電子控制流量闊和變量泵等。用比例方向閥和斜坡信號發生器可以提供很好的解決方案，這樣就可以提高機器的循環速度并防止慣性沖擊。

五、常見失效分析

對于一般的電液比例閥，閥的主體結構組成及特點與傳統液壓閥相差無幾，因此這部分的常見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；而其電氣機械轉換器部分的常見故障及診斷排除方法，可以參看產品說明書。

在液壓比例系統中，油液污染對比例閥造成的危害性越來越受到重視。

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流棱邊引起的。如圖2所示，在閥心開口較小時，液壓油中的硬質顆粒沖刷閥心和閥套的棱邊，其作用類似切削加工。當閥心或閥套的節流棱邊被損壞，成為類似鈍角時，就會降低閥的壓力增益，增加零位泄漏，導致控制功能失效。

2．淤積失效

比例閥閥心與閥套的配合間隙為2～6μm。當閥心靜止并處于受壓力控制時，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摩擦和靜摩擦力逐漸加大，使閥的響應變慢，當污染物聚積嚴重時，閥心可能會無法動作。

3．卡阻失效

卡阻失效與閥心、閥套的配合特性有直接關系。閥在工作一段時期后，由于閥心并不是始終工作在全行程工況，閥心、閥套會出現不均勻的磨損。它們的配合間隙存在差異，閥體在工作時，受液動力的作用，產生側向載荷，造成閥心與閥套的卡緊，使閥心在閥套中的滑動不平穩。嚴重時，閥心會卡阻在閥套內。

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。污染嚴重時，由于系統中氯化溶劑的存在，閥的節流棱邊幾小時內就會因腐蝕而失效。