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【三梁四柱液压机】液压阀故障原因分析及对策

液压阀是液压系统中应用最广泛的部件。其功能是控制油的流向、压力和流量,以满足执行器所需的动力方向、力(或扭矩)和速率要求,使整个液压系统能够按要求协调工作。因此,当液压阀失效时,对液压系统的稳定性、精度和可靠性有很大的影响,甚至导致系统根本无法工作。

液压阀故障原因分析不能简单地相当于一般机械部件故障原因分析,它也有液压元件本身的因素。本文罗列出液压阀故障的几种常见现象,以防止液压设备管理处于萌芽状态。

 

反射性失效

1)损坏

液压阀芯、阀套、阀体等机械部件的运动副间在使用过程中不断摩擦,导致零件尺寸、形状和表面质量发生变化。

电磁换向阀阀芯损坏或变形会使阀内泄漏,降低效率,污垢容易进入间隙或变形,导致阀芯机械堵塞。如果阀芯与阀孔之间的配合间隙过大,则会产生压力冲击。压力调节阀的导向阀损坏会使阀工作不稳定,甚至无法调节压力。由于磨损,调速阀主锥阀(或主小球阀)密封不严格,无法正常调节压力。单向节流(调速)阀的单向阀部分损坏,密封不严格,部分油流通过单向阀流动,影响调速的灵敏度。

2)疲惫

在长期变载下工作,液压阀内的弹簧会因疲劳而变软,弹簧长度会缩短或整体断裂;阀芯和阀座也会因疲劳而开裂、脱落或其他损坏。所有这些都可能导致阀门失效。调速阀主滑阀或先导阀上的弹簧疲劳或断裂会使系统压力达不到要求。换向阀的弹簧过软或过短会影响阀芯的工作位置和正常复位,使系统无法正常工作。

3)形变

当液压阀零件在加工过程中的残余应力和外负荷应力超过零件材料的屈服强度时,零件发生变形,无法完成正常功能,故障。调速阀芯的弯曲变形或弹簧变形会使阀芯移动不灵活,导致系统压力不稳定。卸载阀芯的弯曲变形会减缓阀芯的运动,减缓系统从卸载到工作压力或工作压力到卸载压力的转换过程。换向阀的阀芯弯曲变形会使换向动作难以正常进行。请注意,安装不当也可能导致零件变形。例如,换向阀安装螺钉拧紧过紧引起的阀体变形可能会阻塞阀芯。

4)腐蚀

液压油混合过多的水或酸性物质,长期使用后会腐蚀液压阀的相关部件,失去应有的精度。

 

液压卡紧

1)液压卡紧的原因

当压力油流经液压阀圆柱形滑阀结构时,作用在阀芯上的轴向不平衡使阀芯卡住,称为“液压卡紧”。产生在液压系统中“液压卡紧”由于滑阀运动副几何形状误差和同轴度变化,导致阀芯轴向不平衡。

2)液压卡紧的危害

轻微液压卡紧增加阀芯移动时的摩擦阻力,严重时会导致控制系统元件运动滞后,导致液压设备故障。当液压卡紧阻力大于阀芯移动力时,阀芯将被控制液压卡住,不能移动。如果液压阀芯是由电磁力驱动的,一旦发生阀芯液压卡住,交流电磁铁容易损坏。液压卡紧会加速滑阀的损坏,减少部件的使用寿命。

3)清除液压卡紧

提高液压油的清洁度,降低颗粒污染物进入阀芯与阀孔配合面的可能性。确保阀芯与阀孔的配合精度。安装滑动阀时,确保拧紧扭矩距离,并均匀拧紧。确保液压油的适当温度,防止阀芯热膨胀和变形。对于表面有均压槽的阀芯,应注意均压槽的光滑度。

 

液压冲击

1)液压冲击的原因

液压系统,由于快速转向或关闭油道,系统内流动的油突然转向或停止流动,导致压力急剧上升,产生较大的压力峰值,即液压冲击。可以看出,液压冲击的主要原因是液压元件的突然启动或停止。

2)液压冲击的危害

当液压系统产生液压冲击时,油峰值高,有时能达到正常压力3~4倍。因此,控制阀等液压元件、管道、液压元件、压力继电器、过电流继电器也会发出异常信号,导致系统无法正常工作。

3)避免液压冲击

在保证工作节奏的前提下,尽量减慢换向速率。如果是手动换向,操作不宜过快或过猛;对于二次换向阀,节流阀或适当的阻尼应安装在先导阀和主阀之间,以便合理调整主阀的换向速率;单极阀还可以安装阻尼器,以减慢阀的换向速率,增加转换时间,减少液压冲击。应安装适当的阻尼器来控制插头阀的盖板。由于系统原因,一些液压电路难以避免液压冲击。还应采取安装储能器、加强固定、硬管改软管等措施,尽量减少液压冲击对设备的危害。

 

气穴现象

1)气穴的原因

在液压系统中,由于液体流量引起的压力降低引起的气泡称为“气穴”。气穴的原因是,当液压系统的局部压力低于溶解在特定温度下的油中的空气分离的临界压力时,油中原溶解的空气会大量分离并产生气泡。如果压力继续下降,当溶液的饱和蒸汽压力低于特定温度时,油会烧开并迅速蒸发,产生大量气泡。这些气泡混合在工作油中,使原来的管道或部件中的油变成间歇性状态,形成“气穴”。

2)气穴的危害

当气泡随着油流进入高压区时,突然收缩,部分在高压油流的冲击下迅速破裂,再次凝结成液体,减少原占用的体积真空,周围的高压油质点以极快的速度冲向真空中心,造成局部剧烈的压力冲击;同时,油质点的动能转化为压力能,这里的压力和温度急剧上升,产生强烈的振动和强烈的噪音。在气泡凝结附近的元件表面,在高温环境下反复受到压力冲击,油中分离的酸性气体具有一定的腐蚀作用,使表面材料脱落,产生小麻点和蜂窝,即产生蒸汽腐蚀。气穴和蒸汽腐蚀恶化了液压系统的工作性能,降低了可靠性。

3)气穴的避免

液压设备的主要措施是减少油中的空气含量,注意系统泵的轴密封、管道接头的密封、油量高度、回油管的入口等,避免吸入气体。注意油温,避免高温下的汽化。吸油管应足够大,保持畅通,使系统油压高于气油分离的临界压力。避免液压油中的挥发性物质和水,防止低压区域的气泡和水蒸气泡。

 

结语

从以上分析可以看出,液压阀的反射性故障除了加工制造因素外,主要与管理有关。液压阀作为液压系统的重要组成部分,在执行控制任务时,其结构功能部件都密封在阀体或集成块中,不能直接观察。通常,当系统不能正常工作时,它会引起注意并得到解决。很难保证系统的正常运行。作为液压设备的管理人员,只有仔细分析阀门部件故障的原因,才能有针对性地分析和解决问题,并能更多地预测和处理阀门故障引起的机械故障。

液压阀的故障往往不是直接从自己那里观察到的,一般反映在液压系统不能正常工作,液压系统不能正常工作,必然反映在设备不能正常工作上。设备不能正常工作的原因是各种冶金设备,特别是自动化水平高,通常是由机械、液压、电气等因素相互影响、连接、交织造成的。因此,在分析和解决问题时,我们应该从整体上考虑,但如果我们能更加关注液压阀的故障,我们往往可以打开机械故障处理的突破。

2022年9月9日 09:52

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