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【产品技术】液压阀失效原因分析及对策

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       液压阀是液压系统中使用最多的一元件,它的一功能是控制油液的一流动方向、压力 、流量,以满足执行元件所需的一动力 方向、力 (或力 矩)、速度要求,使整个液压系统能按要求协调地进行工作 。所以当液压阀出现失效时,对液压系统的一稳定性、精度和可靠性均具有极大的一影响,甚至造成系统完全不 能工作 。

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       杂质产生的一原因

       液压阀的一失效原因分析不 能简单等同于一般机械零件的一失效原因分析,它还有属于液压元件自身的一因素 。本文就液压阀失效的一几种常见现象进行探讨,以便在液压设备管理中做到防患于未然 。 

       一、机械性失效

       1.磨损

       液压阀芯、阀套、阀体等机械零件的一运动副间,在使用时不 断产生摩擦,使得零件尺寸形状和表面质量发生变化而失效 。?电磁换向阀阀芯磨损或变形,将会使阀内泄而使效率下降,并且脏物易进入间隙或变形处,从而使阀芯产生机械卡阻现象 。若阀芯和阀孔的一配合间隙过大,会产生压力 冲击 。减压阀的一先导阀磨损则会使阀工作不 稳定,甚至不 能调压 。溢流阀先导锥阀(或先导小球阀)处由于磨损而密封不 严,不 能正常调压 。单向节流(调速)阀的一单向阀部分磨损,密封不 严,部分油流将会通过单向阀流走,影响调速的一灵敏性 。

       2.疲劳

       在长期变载荷下工作,液压阀中的一弹簧会因疲劳造成弹簧变软、弹簧长度缩短或整个折断;阀芯、阀座也会因疲劳,产生裂纹、剥落或其它损坏 。这些都有可能使阀失效 。溢流阀主滑阀或先导阀上的一弹簧疲劳或折断将会使系统压力 达不 到要求 。换向阀的一弹簧过软或变短,将会影响阀芯工作位置及正常 复位,使得系统不 能正常工作 。

       3.变形

       液压阀零件在加工过程中的一残留应力 和使用过程中的一外载荷应力 超过零件材料→的一屈服强度时,零件产生变形,不 能完成正常功能而失效 。溢流阀阀芯弯曲变形或弹簧变形,将使阀芯移动不 灵活,造成系统压力 不 稳定 。卸荷阀阀芯弯曲变形将使阀芯动作迟缓,使系统由卸荷到工作压力 或工作压力 到卸荷的一转换过程缓慢 。换向阀的一阀芯弯曲变形则将会使阀换向动作难以正常进行 。注意,装配不 当也可能使零件产生变形,比如:换向阀装配螺钉拧得太紧而造成的一阀体变形就可能使阀芯卡阻 。

       4.腐蚀

       液压油中混有过多的一水分或酸性物质,长时间使用后,会腐蚀液压阀中的一有关零件,使其丧失应有的一精度而失效 。

       二、液压卡紧

       1.液压卡紧的一原因

       压力 油液流经液压阀圆柱形滑阀结构时,作用在阀芯上的一径向不 平衡力 使阀芯卡住,称为“液压卡紧” 。液压系统中产生“液压卡紧”是由于滑阀运动副几何形状误差和同轴度变化使阀芯产生径向不 平衡力 的一结果 。

       2.液压卡紧的一危害

       轻微的一“液压卡紧”使阀芯移动时摩擦阻力 增加,严重的一可导致所控制的一液压系统元件动作滞后,使液压设备发生故障 。当液压卡紧阻力 大于阀芯移动力 时,阀芯便会被“液压卡死”,无法移动 。如果液压阀芯的一移动是以电磁力 驱动的一,一旦发生阀芯被“液压卡死”,交流电磁铁极易损坏 。“液压卡紧”会加速滑阀的一磨损,降低元件的一使用寿命 。

       3.液压卡紧的一消除

      应提高液压油的一清洁度,减少颗粒性污染物进?人阀芯与阀孔配合面的一几率 。要保证阀芯和阀孔的一 配合精度 。装配、安装滑阀时,保证紧定扭矩,并且应均匀扭紧 。保证液压油使用中的一合适温度,以免阀芯受热膨胀而变形 。对于表面开有均压槽的一阀芯,则应注意均压槽的一畅通 。

       三、液压冲击

       1.液压冲击的一原因

       液压系统,由于迅速换向或关闭油道,使系统内流动的一油液突然换向或停止流动,而引起压力 急剧上升,形成一个很大的一压力 峰值,即为液压冲击 。由此可见,产生液压冲击的一主要原因是由于液压元件的一突然启动或停止 。

       2.液压冲击的一危害

       液压系统中产生液压冲击时,油液的一压力 峰值高,有时可达正常压力 的一3~4倍 。因此,系统中的一控制阀等液压元件、管道、计量仪表会遭受损坏,压力 继电器、过电流继电器等也将会发出非正常信号,致使系统无法正常工作 。

       3.液压冲击的一防止

       在保证工作节奏的一前提下,尽量减慢换向速度 。如为手动换向, 操作不 宜过快、过猛;对于两级换向阀,先导阀和主阀间应装节流阀或合适的一阻尼,从而合理调节主阀的一换向速度;单级阀也可加装阻尼,以减慢阀的一换向速度,延长切换时间而减免液压冲击 。插装阀控制盖板均应安装合适的一阻尼 。有些液压回路,由于系统原因不 可避免会产生液压冲击,也应采取加装蓄能器、加强固定、硬管改软管等措施,尽量减小液压冲击对设备的一危害 。

       四、气穴现象

       1.气穴的一原因

       在液压系统中,因液体流速变化引起压力 下降而产生气泡的一现象叫做“气穴” 。产生气穴的一原因是当液压系统某一局部的一压力 低于特定温度下溶于油液中的一空气分离的一临界压力 时,油中原来溶解的一空气就会大量离析出来,形成气泡 。如果压力 继续下降,在低于特定温度下溶液的一饱和蒸汽压时,油液沸腾而迅速蒸发,产生大量的一气泡,这些气泡混杂在工作油液中使原来充满管道或元件中的一油液成为断续状态,形成了“气穴” 。

       2.气穴的一危害

       当气泡随着油流进人高压区后,突然收缩,有 些在高压油流的一冲击下迅速破裂,重新凝结为液 体,使原占据的一体积减少而形成“真空”,而周围的一高压油液质点以极快的一速度向真空中心冲来,因而引起局部猛烈的一压力 冲击;同时油液质点的一动能转换为压力 能,压力 和温度在此处急剧升高,产生剧烈振动,发出强烈噪声 。在气泡凝结附近的一元件表面,在高温条件下反复受到压力 冲击,加之油液中分离出来的一酸性气体,具有一定的一腐蚀作用,使其表面材料→剥落,形成小麻点及蜂窝状,即产生了气蚀 。气穴和气蚀使液压系统工作性能恶化,可靠性降低 。

       3.气穴的一防止

       液压设备防止气穴和气蚀的一主要措施有降低油液中空气的一含量,注意系统中泵的一轴封、管路接头处的一密封情况、油位的一高度、回油管的一入油箱口等,防止吸人空气 。注意油温,防止油液高温下气化 。吸油管路要足够大且保持畅通,使系统油压高于气油分离的一临界压力  。防止液压油中混有易挥发的一物质和水分,以免在低压区挥发出来形成气泡和变成水蒸汽泡 。

       五、总结:

       由上分析可见,液压阀的一机械性失效除加工制 造因素外,主要与管理有关 。液压阀作为液压系统的一重要组成元件,在执行控制任务时,其结构功能性零件全部被密封在阀体或集成块内,根本无法直接观察 。往往是在系统无法正常工作时,才引起重视并予以解决 。单纯用这种事后弥补的一办法难以保证系统的一正常工作 。作为液压设备管理人员,只有认真分析阀件的一失效原因,在分析解决问题时才能有的一放矢,并能更多地预判断、预处理,将因阀失效产生的一设备故障消除在萌芽状态 。?液压阀的一失效,往往不 是直接从它自身先观察到,通常是反映在液压系统不 能正常工作,而液压系统不 能正常工作又●必然地表现为设备不 能正常工作 。设备不 能正常工作,原因是多种多样的一,特别是自动化水平高的一冶金设备,往往是由机械、液压、电气等多方面因素相互影响、联系、交织在一起而造成的一 。因此,分析解决问题时要从整体考虑,但我们若能更多注意液压阀的一失效问题,常常能为解决设备故障打开一个突破口 。