比例阀常见故障原因分析及处理

顾先勇

摘要：本文主要对威格士比例阀进行故障分析、原因排除，确定故障详情，最终处理故障。以此来保障应用比例阀设备正常、顺利运转。

关键词：威格士;比例伺服阀;故障分析;故障处理;故障排除

比例阀多数是指电液比例阀，此阀具备个头小、结构密集、功率扩张倍数高，直线性好，死区小，灵敏度高，动态性能好，相应速度快等优点。比例阀是由电器机械转换器以及液压放大器所组成。其中电气机械转换器就是人们所说的力矩马达。该设备可以將输入的电信号转变成力或者力矩进行输出，从而操作阀的运动，推动阀芯产生一定移动，使电液比例阀的驱动设备。比例伺服阀简称比例阀，主要包含比例方向阀、比例压力阀、比例溢流阀等。比例阀的性能在伺服阀和普通阀之间，兼备这两类元件的特征。

1比例伺服阀原理

具备4路或5路可控流量的比例控制阀能够调节液压做功结构在两个不同指向上的行动速率，这种类型的阀也被成为比例方向阀。该阀是由电极-连续电流比磁铁、阀芯、阀套、阀体、位移传感器、放大调节器等6种结构组成（见图1）。其中位移传感器的原理是电磁感应，该结构可以将电流与磁铁的连续移动数据转换成电压信息流出。放大调节器有3点功能。（1）将移动感应器的流出信号实施放大;（2）对比输出指令U-e与反馈指令U-f，计算出二者的值比∆U;（3）将∆U增加，转变成电流指令I流出。除此之外，为提高比例阀的性价比，放大调节器还可以包含对反馈指令U-f与电压值比∆U的干预流程。就比如十分常见的情况传回调节和PID控制等[1]。

存在定位传回的比例方向阀的做功机制为，在原本状况中，放大器的反馈指令，阀芯这时候位于“0”点，这时候P与A、B两个出力口被一同封闭，没有流量流出。此时移动感应器的反馈指令。如果此时阀芯受到一些影响造成从已经放好的“0”点上移动，移动感应器就会出力不固定数值的电压Uf，放大器会将输入的扩张后出力给电极-连续电流比磁铁，电流磁铁会产生压力让阀芯移回“0”点。如果数据，此时电压值比∆U提升，因此放大器出力电流也会增加，电极-连续电流比磁铁产生压力同样↑，此时阀芯向右运动。当阀芯移动后反馈指令Uf↑，最终Uf≈电压Ue值，阀芯受力也会左右相等。因此（移动感应器↑）。这说明阀芯移动X与流入信号Ue为线性关系。如果数据信号电压，借助上述公式产生相差无几的传输流程，会让阀芯有略微向左移动。当阀芯向右移动， P与A口是互通的，B口与气体流出口是互通的;当阀芯向左移动，P与B互通，A与流出口互通。调节流量口开口大小与阀芯移动的大小成正相关。最终说明有移动传回的比例方向阀调节流量口开口大小与气体流动方向都会被流入电压Ue的正比调节。

2故障与处理

2.1常见故障排查

对比例阀不工作可以从下述几点进行排查。（1）连接线插头松动或掉落，阀没有入力电流，需要稳定插头。（2）线圈烧坏。将阀电线拆下，使用万用表检测，如果开路，则是线圈烧坏。原因主要包含线圈受潮，造成绝缘变差而磁力外漏，流入线圈电流太大使其烧毁，因此要预防雨水等进入阀中。或者弹簧刚度大，很少会反作用线圈，且吸力不足也会造成线圈被烧。紧急处理可以将手动按钮从原始状态的“0”点拨到“1”点，让阀打开。（3）卡涩。阀内零件属于单件装置，当存在异物进入或者润滑不够就会卡住。解决方式是可以使用钢丝从头部使其转回。根本方法就是将阀整个拆下，将阀芯与芯套拿出清洁，让阀芯在芯套中可以灵活转动[3]。在拆阀时需要注意各个结构的安装顺序以及相关电线的配置，方便在装回的时候可以正确安装。（4）阀芯内漏。内漏会导致阀中压差数值较低，让比例伺服阀的开启和关闭出现困难，主要原因可能是由于密封圈破损或者滑阀出现磨损从而导致几个工作腔的介质流窜。

2.2故障分析与排除

（1）比例伺服阀不能调控流量，调节流量功能失去效果。原因可能是调节流量孔孔隙过大，存在泄漏情况，或者是调节流量孔被阻塞或阀芯被卡住;或者电流比磁铁没有有效连接电源;放大器故障。分析故障;①检查泄漏部分结构是否破损，若破损则予以维修或更换，还要注意连接处的油封;②拆开清洁，让阀芯良好活动;③插座老化，接触虚位，或引线焊点断裂或线圈断裂等;④检查放大器电路和结构，当发现放大器与电磁铁电线断裂，需要及时更换，重新连接稳固。（2）流量已经调节好之后却发生变化，其原因可能使力滞环变多造成的。造成力滞环变化的原因包含径向不平衡力或者机械摩擦造成的，如此需要减小力或摩擦。具体可以通过减小磁铁磨损;调节导杆与磁铁;清洁润滑油;修复磁铁等完成。

2.3其他故障

排查故障的方法主要是：①如果有条件可以将阀卸下，放在试验台进行复测;②如果没有条件，可以将系统开环，使用备用独立直流电源，再应用万用表给阀供给+-不同量值电流，并且从阀的出力情况观察是否存在问题，以及存在何种问题。当阀没有问题，可寻找系统问题，如执行系统内漏大，就会造成系统运动减速，滞环严重，甚至不能做功;控制回路异常或者短路;放大器造成出力电压异常变化不做功。

（1）阀不工作。原因可能是马达线圈短线、脱焊;或者是进油口或者出油口接反了。再有困难是前置器发生堵塞，让阀芯正好卡死在中间的死区，这种情况发生的概率较低。如果是马达线圈的串联或者并联两个线圈接反了，就会造成两个线圈相对的磁力作用抵消情况，最终造成阀不工作。

（2）阀有一固定出力，但已经失去控制。原因是前置先导阀阀芯被脏污卡住，或者阀体出现变形造成阀芯卡死，或者阀体内部的过滤器被脏污堵塞。对于最后一种原因需要将过滤芯进行更换，或者返厂清洁，将滤芯修复。

（3）阀反应迟钝、响应变慢。原因包含系统供油压力降低，保护滤器出现局部堵塞，一些阀的调“0”零件出现松动，以及马达零部件出现松动，或者动圈阀的动圈以及控制阀的阀芯之间松动。系统中马达零件的内漏超量，也是其中一项原因。充斥着，油液脏污，阀分辨率降低，最终造成滞环变宽，导致阀反应迟钝。

（4）出现频率较高的振动和噪声。原因包含油液中混入超量的空气，或油液脏污;系统增量超量，放大器造成电源噪音，阀线圈与外壳以及底线绝缘不好，似通非通，颤振信号过大或者与系统频率关系造成谐振现象，或者系统频率低，但是阀频率高。

（5）阀出力+-不一，不能连续控制。原因是阀内传回机制失去作用，或系统传回中断，不然就会出现+传回情况。

（6）漏油。原因是安装座表面加工质量较差，密封不严。阀口密封圈质量差，阀上口堵塞器位置密封圈破损。马达盖与阀体之间漏油的原因可能是弹簧管裂缝或内部油管裂缝。

结语：

经过对比例伺服阀的检查、维修与测试，发现造成比例伺服阀发生故障的常见原因主要是导向零件的磨损或损坏。如果导向零件当初没有科学设计，就十分容易导致零件出现磨损或者比例伺服阀的阀体受到不规则的磨损。如果阀体受到一定程度的磨损，也不会造成比例伺服阀故障，而继续设备的运行。

参考文献：

[1]胡月.调速器系统比例伺服阀故障导故障致油压超时分析及处理[J].建筑工程技术与设计，2020（30）：346-346.

[2]董琳.电液压伺服阀故障原因分析及解决措施[J].装备维修技术，2021（1）：0185-0185.

[3]蔡晋钰，黄克坚，任菱.力士乐比例伺服阀故障分析及处理[J].机床与液压，2018，46（14）：145-148.