[液压系统滑阀卡紧现象研究]滑阀液压卡紧现象的原因

时间：2019-01-23 03:32:50　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：一直是液压技术领域的难题，该文就如何处理液压阀卡紧现象进行了具体的研究，以供同行探讨。　　关键词：液压；卡紧现象　　中图分类号：TH4 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）0020(C)-0283-01
　　一、液压卡紧现象的成因分析
　　（一）加工工艺不完善
　　如果阀芯与阀体孔是精确的圆柱形，且没有任何杂质，则径向间隙处处相同，不会因泄漏而产生侧向液压力。由于零件加工工艺和磨损等原因，柱塞或柱塞孔、闷芯或阀体孔带有一定锥度时，阀的间隙为圆锥形，其值沿轴线方向变化如图1所示。阀芯大端为高压，液流由大端流向小端，称为倒锥；反之，称为顺锥。锥形阀间隙影响间隙内的流量和压力分布。
　　如果阀芯和阀体孔不同心，作用在阀芯两侧的压力不匀，使阀芯受到一个侧向液压力的作用。在倒锥的情况下，侧向液压力使偏心距趋大。当侧向液压力足够大时，阀芯将紧贴在孔壁上，导致液压卡紧。而顺锥情况下，产生的侧向液压力使阀芯自动回到中心。轴向力F作用线偏离阀芯的轴线O是引起液压卡紧的另一个原因（见图2）。阀芯偏转导致产生侧向力Fc及摩擦力μFc，如果轴向力小于摩擦力，阀芯不能动作，导致卡紧。
　　此外，有些液压元件的边缘保持锐角，使得生成毛刺的机会大大增加。在高速、高温油液作用下毛刺脱落，卡在滑阀的间隙中，就会造成液压卡紧。所以，液压元件的材料不仅要有适当的强度，也要有适当的延伸率和变形硬化指数，加工及热处理工艺也需适当。
　　（二）油液污染。由于油液污染，固体颗粒堵塞或淤积在滑阀间隙内，导致液压卡紧、操作失灵，并可能引发事故。由于液压元件受污染物的磨损和侵蚀，致使摩擦副摩擦变形，产生不同心度，也会发生液压卡紧。油液中杂质颗粒有效直径大于10μm会对摩擦副产生磨损，而大于15μm的杂质颗粒会直接导致卡死。即使液体相对纯净，长时间的运行，也会使摩擦副零件出现不同心的现象，形成圆锥环形间隙，引起液压卡紧现象。
　　（三）系统工作参数偏高。系统工作压力偏高，使磨损加剧，使阀芯、阀体产生形状误差，阀的泄漏增大，引起油液和阀的温升偏高。阀芯处于高温的油液中，温升速度远大于阀体（阀块），使得配合间隙减少，甚至发生卡紧。系统工作流量偏大，阀从通到断、从断到通或换向时，由于液动力对阀芯有很大的冲击，使阀芯偏离中心位置，产生液压卡紧。
　　二、液压卡紧的解决对策
　　（一）元件设计。在阀芯或阀孔上开均压槽，（深度和宽度一般为0.3―1.0mm），侧向液压力可减少到原来的2.7%。但均压槽的开设，使得密封带的有效长度减少，影响元件的密封性能。因此应在保证密封的前提下合理设置均压槽。另外，在阀芯端面设置凹台，可保证液压作用线与阀芯轴线重合。根据阀芯运动方向设计成顺锥形状，使阀芯能自动定心。精加工提高元件的圆柱度，并采取适当的热处理提高元件的硬度。这些措施都有利于消除液压卡紧。
　　（二）选型。对阀进行正确选型，使系统的工作流量不超过阀额定流量的1/3―2/3，系统的工作压力不超过阀额定压力的2/3，系统的最高压力不超过阀允许的最高压力。在选用大流量换向阀时，应尽可能选择有过渡机能的阀，以避免由于流量突变引起的液压冲击。
　　（三）安装、试运行。不正确的安装方法不仅会使阀的性能下降，而且有时可能会使阀根本不能工作。因此必须严格按照厂家的要求进行安装，如遇特殊情况，可咨询厂家或进行试验。对大负载液压系统，必须进行试运行。试运行的参数一般设置为系统参数的1/2，并针对不同的阀反复进行开、关、换向等操作。在充分跑合后，再将运行参数设置为系统参数进行试验，并记录数据及动作状况，以作为后期检修的参考。阀跑合到良好磨合状态，可有效避免液压卡紧现象。
　　（四）辅件的选用。伺服阀、比例阀等对油液的污染相当敏感。在阀的进口，应按相关准标或厂家要求选用适用的过滤器。正确选用过滤器，可有效避免由油液污染引起液压卡紧。由于油液和外界不能进行充分的热交换，温升相对较快。在温升较快的系统中，特别是闭式系统，必须装有高效的冷却器，对系统进行及时冷却，以防温度过高引发液压卡紧。
　　结论：液压卡紧现象是影响液压控制系统的痼疾，其危害不能忽视。需要从提高设计理念、改善元件的质量、对系统主动维护（定期检查元件状况和油液污染程度，及时更换失效的元件和滤芯等）等方面加以重视，以减少或避免液压卡紧现象。
　　作者单位：淮北矿业股份有限公司朱庄煤矿安监处
　　参考文献：
　　[1]雷天觉等.液压工程手册[M].北京:机械工业出版社,1990.
　　[2]许福玲,陈尧明.液压与气压传动[M].北京:机械工业出版社,1997.
　　
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