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液压阀失效原因分析及对策

作者/出处: 网络 发布时间: 2019-06-11

液压阀失效原因分析及对策

液压阀是液压系统中使用最多的元件,它的功能是控制油液的流动方向、压力、流量,以满足执行元件所需的动力方向、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,对液压系统的稳定性、精度和可靠性均具有极大的影响,甚至造成系统完全不能工作。

液压阀的失效原因分析不能简单等同于一般机械零件的失效原因分析,它还有属于液压元件自身的因素。本文就液压阀失效的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。

1.2疲劳

在长期变载荷下工作,液压阀中的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弹簧疲劳或折断将会使系统压力达不到要求。换向阀的弹簧过软或变短,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。

1.3变形

液压阀零件在加工过程中的残留应力和使用过程中的外载荷应力超过零件材料的屈服强度时,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转换过程缓慢。换向阀的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阀体变形就可能使阀芯卡阻。

1.4腐蚀

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

2.液压卡紧

2.1液压卡紧的原因

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结果。

2.2液压卡紧的危害

轻微的“液压卡紧”使阀芯移动时摩擦阻力增加,严重的可导致所控制的系统元件动作滞后,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。如果液压阀芯的移动是以电磁力驱动的,一旦发生阀芯被“液压卡死”,交流电磁铁极易损坏。“液压卡紧”会加速滑阀的磨损,降低元件的使用寿命。

气穴现象

4.1气穴的原因

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现象叫做“气穴”。产生气穴的原因是当液压系统某一局部的压力低于特定温度下溶于油液中的空气分离的临界压力时,油中原来溶解的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饱和蒸汽压时,油液沸腾而迅速蒸发,产生大量的气泡,这些气泡混杂在工作油液中使原来充满管道或元件中的油液成为断续状态,形成了“气穴”。

4.2气穴的危害

当气泡随着油流进人高压区后,突然收缩,有 些在高压油流的冲击下迅速破裂,重新凝结为液 体,使原占据的体积减少而形成“真空”,而周围的高压油液质点以极快的速度向真空中心冲来,因而引起局部猛烈的压力冲击;同时油液质点的动能转换为压力能,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酸性气体,具有一定的腐蚀作用,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。

4.3气穴的防止

液压设备防止气穴和气蚀的主要措施有降低油液中空气的含量,注意系统中泵的轴封、管路接头处的密封情况、油位的高度、回油管的入油箱口等,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临界压力。防止液压油中混有易挥发的物质和水分,以免在低压区挥发出来形成气泡和变成水蒸汽泡。


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