挖掘机手先导阀结构及故障的分析研究

单艳芬

（常州刘国钧高等职业技术学校，江苏 常州 213025）

随着中国制造2025和“一带一路”战略的提出与建设，我国自主工业技术得到了快速发展。挖掘机作为工程机械主要装备之一，为国家基础建设和“一带一路”基础建设提供了装备保证。先导阀作为挖掘机液压系统中重要部件之一，保证挖掘机系统正常工作。

1 挖掘机液压系统控制原理

挖掘机液压系统是以油液为工作介质，根据各工作装置和机构传动的要求，将各种液压元件按照工作顺序连接起来，利用液压泵将柴油机的机械能转变为液压能，然后通过油缸和马达等设备使得液压能转化为机械能，满足挖掘机的各种工况。

挖掘机液压系统是由工作回路、限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流回路、行走限速回路和先导阀控制回路等基本回路或辅助回路组成，主要包含了液压油箱、主泵、多路阀、各管路及执行各动作的油缸、马达等部件。

图1 挖掘机液压系统工作示意图

图1为挖掘机液压系统工作流程。先导泵处于柴油机与配重之间，给先导系统提供压力。先导阀是以减压阀方式远距离操作控制阀。主控阀也称为主控制阀或主阀，是按司机的指令将工作泵泵出的工作油提供到油缸、马达等各执行元件，使得挖掘机完成各种工况。挖掘机液压系统在工作过程中，司机通过操纵手柄―→先导阀―→主控阀―→油缸，实现相应的工作装置工作；司机通过操纵手柄―→先导阀―→主控阀―→马达，实现挖掘机的旋转、行走。工作泵、先导泵的动力都是来自于挖掘机的柴油机。

2 手先导阀的结构功用

先导阀是一种安装了多个电磁阀，用于控制液压系统中先导系统油路，提供先导系统油路工作压力，控制挖掘机回转、接通或切断先导油路，保护整个先导系统油路安全的部件。先导阀分为手先导阀、脚先导阀。本文仅对手先导阀开展研究。

手先导阀用于控制主控阀的滑阀行程量和方向等要素。而主控阀滑阀一端设有弹簧，使另一端受先导阀的输出压而产生作用。手先导阀的阀壳上开有纵轴方向的孔，减压阀被安装在孔中。减压阀由滑阀、垫圈、弹簧、弹簧座等组成。滑阀被复位弹簧压在压杆上。

阀壳上有进油口和出油口。阀壳下部有出口1、3、2、4输出次级油压。手柄内有开关、开关杆、辊子。如果压下手柄头部的手柄盖中央，则辊子下降，与之相接的开关杆倾斜，开关动作，与开关连接的电线通过手柄部和阀壳可以接到外部。

滑阀具有选择切换功能，将进油口压力引到输出口，还是将输出口引到油箱？滑阀的弹簧决定着工作油输出压力值的大小。弹簧能够使压杆变位向零的方向复位，确保滑阀实现复位，司机能够获得适当操纵手感（反作用力效果）。

3 手先导阀的故障分析

挖掘机液压系统作为其最为核心的组成之一，不能盲目拆卸液压系统。因而当液压系统发生故障之后，要对故障现象深入分析，查找出具体故障原因，有针对性地处理问题。

手先导阀引起故障的原因比较复杂，有时可能不是由唯一的部件不良引起的。因而，确定故障发生的部位并不是一件容易的事。

次级压力不能上升。故障原因主要为初级压力不足、弹簧折坏或损坏、滑阀和泵壳的间隙过大、手柄部分松动。采取对应措施为确保初级压力、更换新品、滑阀或泵壳的组件更换、分解再组装或手柄部更换。

次级压力不稳定。故障原因主要为动作部件碰撞、油箱线管压力变动、配管中有空气混入。采取对应措施为修正相碰部分、直接返回油箱、反复操作后排除空气。

次级压力过高。故障原因主要为油箱线管压力过高、动作部分相碰。采取对应措施为直接返回油箱、相碰部分的修正。

4 结语

挖掘机作为工程机械主要装备之一，国家的基础建设提供重要保证，其研究领域广泛。本文是在对挖掘机液压系统的控制原理基础上，选择了手先导阀为研究对象，分析了手先导阀的结构功用，并浅析了手先导阀的一般性故障现象、原因及措施。

挖掘机发生故障后，对生产建设影响重大，故其故障维护非常地重要。同时，我们还要注重对挖掘机的日常维护和科学使用，尤其要注意液压系统。只有这样才能保证挖掘机系统性能能够长期稳定工作。