挖掘机液压阀失效原因分析及对策

2024-02-23 09:53 厦门三江盛达

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。

 

一.机械性失效

 

01 磨损

液压阀芯、阀套、阀体等机械零件的运动副间,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。若阀芯和阀孔的配合间隙过大,会产生压力冲击。减压阀的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,影响调速的灵敏性。

 

02 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。

 

03 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。

 

04 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。

 

二.液压卡紧

01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。

02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。

03液压卡紧的消除

应提高液压油的清洁度,减少颗粒性污染物进?人阀芯与阀孔配合面的几率。要保证阀芯和阀孔的配合精度。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阀芯,则应注意均压槽的畅通。

 

三.气穴现象

 

01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”。

02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。

03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。

 

总结

 

液压阀的失效,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,特别是自动化水平高的冶金设备,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。

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失效问题,常常能为解决设备故障打开一个突破口。
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