液压比例阀故障排除方法有哪些?

比例阀的成本可能是相同规格伺服阀成本的50%。然而，伺服阀可以用于需要精确定位或速度控制的飞机、航空航天和涡轮发电机应用中。比例阀可用作流量和压力控制，但最常见的用途是用作方向阀。虽然比例方向阀的设计可能因制造商而异，但它们基本上都执行相同的功能：控制液压缸或马达的方向和速度。通过使用线性位移传感器或旋转编码器等反馈设备，可以精确控制执行器的位置。接下来小编为您介绍液压比例阀故障排除方法有哪些?

直动式比例阀

当通过阀门的流量时，使用直动式比例阀。当需要更高的流量时，使用包含先导阀和主阀芯的两级阀。为了对阀门和系统进行故障排除，您必须能够阅读液压符号。在图 1 中，显示了直动式比例阀的符号。注意符号中的四个方块。这些表示阀芯可以移动的位置数。当阀线圈没有电时，弹簧会将阀芯移动到最左侧所示的位置。这被称为“故障安全”位置。在这种情况下，所有流量都被阻止通过阀门。

图 1. 直动式比例阀

电磁铁符号表示阀门根据可变电信号运行。这通常是 0-10 伏或在某些情况下是 4-20 毫安。阀上的“S/U”符号代表线性可变差动变压器(LVDT)，用于电气指定阀芯的位置。来自 LVDT 的反馈通常是直流 (DC) 电压信号。比例阀的实际组件可以在图 2 的阀门剖视图中看到。

要操作阀门，需要放大器和电源。电源通常为 24 伏，用于为放大器供电。命令电压从可编程逻辑控制器 (PLC) 输入并确定阀芯的位置。“启用”是来自 PLC 的继电器，必须将电流信号发送到比例阀线圈。在某些情况下，不使用使能信号。

图 2. 比例阀的组件

当电源打开且启用继电器未接通时，LVDT 将向放大器发送大约负 12 伏电压，表示阀芯处于“故障安全”位置(图 3)。一旦启用继电器闭合，电流信号将发送到螺线管。

图 3. 阀芯处于“故障安全”位置

电流在线圈中产生磁力，从而拉动柱塞以移动阀芯。由于指令电压为零伏，阀芯将继续移动，直到 LVDT 显示反馈为零伏。然后阀芯将移动到“电动关闭”位置(图 4)。将阀芯移动到“电动关闭”位置需要大约 1.35 安培的电流。

图 4. 处于“电动关闭”位置的阀芯

要将线性定位器移动 12 英寸(图 5)，将命令电压输入 PLC。放大器将指令电压转换为电流信号，施加到阀线圈。将 6 伏的命令电压输入到放大器中。然后放大器将向阀门线圈发送更高的电流(2.16 安培)。

图 5. 线性定位器移动了 12 英寸

这会将阀芯移动到直箭头位置。这个位置通常被称为“A”位置。增加的电流导致阀芯移动，直到 LVDT 反馈负 6 伏。然后阀芯将停止移动并保持其位置。然后油被引导通过阀芯并进入线性定位器的全活塞侧。定位器移动的速度由阀芯移动量决定。在此示例中，如果阀门的最大额定流量为 10 GPM，则当以 6 伏的指令电压换档时，每分钟将有 6 加仑的流量流过阀芯。

当油缸移动时，线性位移传感器将模拟或数字信号发送回 PLC。例如，如果每移动 0.001 英寸向 PLC 发送一个数字脉冲，则定位器杆将移动直到反馈 12,000 个脉冲，表示定位器已移动 12 英寸。然后指令电压将降至零，比例阀阀芯将再次移至“电关闭”位置。气缸将保持其位置，直到命令移动到不同的行程。

排除系统故障

如果使用外部安装的放大器(图 6)，前面板上的指示灯将表示系统出现故障。当电源打开并接收到使能信号时，“on”灯将亮起绿色。使能电压的范围可能为 8.5-40 伏，但 10 伏是常见的。如果灯不亮，则应检查放大器连接处的启用电压和电源电压。如果不存在输入使能电压，则应从 PLC 检查接线和输出信号。

图 6. 外部安装的放大器

如果电源电压降至 21 伏以下，红色“UB”灯将亮起。这通常意味着电源或接线有问题。当电源良好时(图 7)，放大器上应指示 24 伏。放大器面底部的黄灯用于显示 LVDT 是否损坏或连接电缆有问题。当这些元素中的任何一个失效时，灯会发出黄色光。确定故障发生位置的最简单方法是从现有阀门上拔下 LVDT 电缆并将其插入新阀门。

图 7.放大器上的 24 伏电压表明供电良好

无需为此测试安装新阀门。如果黄灯熄灭，则表明旧阀门上的 LVDT 出现故障，应在机器上安装新阀门。如果插入新阀门后指示灯仍然亮着，则问题出在电缆或连接上。应检查电缆的连续性。如果机器运行时指示灯闪烁，这通常表示连接松动。调零位于放大器的正面。如果气缸在零命令信号进入阀门放大器的情况下移动，则应进行此调整。如果负载在移动，则阀芯不在关闭位置。这通常是由于 LVDT 位置不正确造成的。旋转调零，直到线性定位器停止漂移或振荡。如果出现速度或定位问题，则应检查放大器上适当连接处的命令和 LVDT 信号。如果读数正确，则问题很可能出在液压系统或线性定位器中。

带放大器电子设备的阀门

最近的趋势是将放大器安装在比例阀上。这通常称为电子设备 (OBE)。该阀的操作与外部放大器的描述相同。最常见的 OBE 阀类型使用七针连接器。电源输入到阀门上的“A”和“B”引脚。命令电压通过“D”和“E”引脚进入放大器。要检查这些电压，可以使用多功能测试仪，将红色和黑色导线插入电缆上的相应连接器。要验证电源，将红色导线插入“A”，将黑色导线插入“B”。

应指示 24 伏。要检查来自 PLC 的命令电压，请将红色导线插入“D”，将黑色导线插入“E”。应根据来自 PLC 的命令信号显示 0-10 伏信号。测试箱(图 8)也可用于验证阀门是否正常运行。来自 PLC 的电缆应插入盒子，盒子上的电缆插入比例阀。

当系统打开并运行时，将指示电源、命令和 LVDT 电压。通过将“命令选择”开关移动到内部，阀门也可以与测试箱一起驱动。然后可以通过盒子的“驱动”调节来驱动阀门。如果线性定位器漂移，则 LVDT 可能未处于正确位置。要使阀门无效，应拆下 LVDT 检修盖。然后应缓慢旋转 LVDT 对中调整，直到漂移停止。

图 8. 比例阀测试仪

油的清洁度

比例阀的阀芯和外壳之间的公差非常小。进入阀门的油必须符合制造商设定的标准。清洁度等级由特定阀门的 ISO 4406 代码确定。例如，特定阀门的ISO 代码可能是 17/15/12。这三个数字对应于从系统中提取的 1 毫升样品中的 4、6 和 14 微米颗粒。“17”表示系统有 640 到 1,300 个 4 微米或更大的粒子。“15”表示有 160 到 320 个 6 微米或更大的颗粒。“12”表示样本包含 20 到 40 个 14 微米或更大的颗粒。

必须使用 3 微米过滤器，β 等级为 75 或更高才能达到此水平。应定期对油进行取样，以确保系统符合此标准。较高的 ISO 代码可能意味着过滤器没有足够频繁地更换，过滤器没有适当的微米和 beta 等级，或者可能需要向系统添加额外的过滤器。查看 如何定义和实现液压油清洁度。

总之，通过对使用比例阀的系统进行故障排除，您可以避免生产时间的损失以及将良好的阀门送去维修而产生的不必要费用。更换不需要更换的部件也会将污染物引入系统，从而导致更严重的问题。在从液压系统中拆卸任何比例阀之前，您可以按照本文中描述的步骤进行操作。

本文标题：液压比例阀故障排除方法有哪些?

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