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【修機】液壓系統(tǒng)圓柱式滑閥卡滯原因及預防

2019-07-06 09:10 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:工程機械與維修 來源:工程機械與維修
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目前工業(yè)領域各種大型設備多數(shù)都是采用液壓系統(tǒng),在工業(yè)中占主導地位。在液壓系統(tǒng)中,各種元器件難免會采用一些控制閥門和圓柱形的滑閥結(jié)構(gòu),例如...

  目前工業(yè)領域各種大型設備多數(shù)都是采用液壓系統(tǒng),在工業(yè)中占主導地位。在液壓系統(tǒng)中,各種元器件難免會采用一些控制閥門和圓柱形的滑閥結(jié)構(gòu),例如柱塞泵、換向閥、單向節(jié)流閥和溢流閥等。圓柱式滑閥內(nèi)部中的閥孔和中心的間隙比較小,密封性強,目的是為了防止液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象。當這個間隙中存在少量油液的時候,移動的控制滑閥只需要克服油液與柱塞泵的內(nèi)壁所產(chǎn)生的摩擦力即可,這個力是非常小的。理想化的計算往往是和實際不相符的,特別是在高液壓系統(tǒng)中,控制滑閥是需要很大的力才可以將滑閥中心移動,打開閥門。當控制滑閥停止運動一段時間后,有的時候還需要幾百牛至幾千牛的力才能將滑閥移動打開,這就是滑閥的卡滯現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會造成液壓系統(tǒng)的滑閥的損壞甚至不閥芯不能移動,嚴重時會造成整個液壓系統(tǒng)癱瘓,造成嚴重的事故。下面對液壓系統(tǒng)圓柱式滑閥卡滯的原因進行分析,采取合理的應對對策。

  1圓柱式滑閥卡滯的原因 

  1.1圓柱式滑閥加工工藝不完善 

  如果圓柱式滑閥的閥芯和整個閥體是標準的圓柱形,并且材料不含任何的雜質(zhì)和廢品,則在于柱塞泵內(nèi)壁的配合過程中,間隙就會很小,在液壓泵發(fā)生油泄露的過程中,間隙中就不會存在油,也就不會因為泄漏而使圓柱式滑閥與柱塞泵的內(nèi)壁產(chǎn)生壓力和摩擦力。由于圓柱式滑閥在加工時,表面處理不光滑,表面粗糙度不符合要求,導致圓柱式滑閥在運動過程中,表面的毛刺和雜質(zhì)存留在了柱塞泵當中。長此以往,這中間的間隙增大,有部分的油泄露在其中時,與雜質(zhì)混合,滑閥與內(nèi)壁擠壓產(chǎn)生較大的壓力,造成卡滯現(xiàn)象。因雜質(zhì)分布不均勻,滑閥是標準的圓柱式,滑閥的兩端經(jīng)過長時間的摩擦,導致滑閥的兩端粗細不均勻。粗的一端會和內(nèi)壁產(chǎn)生高壓力,細的一端受力不均勻,當油液壓力過大時,滑閥的中心將會偏離,會使滑閥磨損造成堵塞現(xiàn)象,滑閥不能移動從而致使液壓系統(tǒng)癱瘓,造成嚴重事故。 

  1.2液壓系統(tǒng)內(nèi)的油液污染 

  由于油液造成污染,油液中顆粒狀的雜質(zhì)順著油液在液壓系統(tǒng)中循環(huán),當雜質(zhì)運動到內(nèi)時,由于壓力的原因,顆粒狀的雜質(zhì)會粘附在內(nèi)壁上,經(jīng)過不斷地摩擦,對滑閥元器件造成磨損和侵蝕,致使內(nèi)壁和圓柱式滑閥受損,中心偏離,造成與1.1的一致的現(xiàn)象,兩端一頭粗,一頭細,產(chǎn)生不同的同心度,會發(fā)生液壓系統(tǒng)圓柱式滑閥的卡滯現(xiàn)象。由于雜質(zhì)的大小的不同,對系統(tǒng)滑閥的損害程度也不同,雜質(zhì)顆粒小于12μm會對滑閥和內(nèi)壁造成磨損,大于12μm則直接將液壓系統(tǒng)卡死,導致癱瘓。即使油液相對性的干凈,經(jīng)過長時間的使用,油液難免還會產(chǎn)生雜質(zhì),經(jīng)過相對的摩擦,導致滑閥同心度的不同,依然會引起滑閥卡滯的現(xiàn)象。因此,應經(jīng)常過濾油液的雜質(zhì),更換油液。 

  1.3系統(tǒng)設定參數(shù)過高及導軌的變形 

  在高液壓泵中,油液流速較快,系統(tǒng)內(nèi)壓力過大,使圓柱式滑閥與柱塞泵內(nèi)壁磨損較為嚴重,使滑閥和閥芯產(chǎn)生變形,形狀與生產(chǎn)加工時的誤差較大,閥的漏油現(xiàn)象嚴重。經(jīng)過長時間的高壓力工作下,油液的溫度逐漸升高,然后與內(nèi)壁不斷地摩擦,導致圓柱式控制閥內(nèi)部溫度過高,閥芯也處于高溫環(huán)境中,溫度提升的速度遠遠大于圓柱式控制閥的耐高溫程度,使兩者之間的間隙減小,壓力增大,發(fā)生卡緊現(xiàn)象。當液壓系統(tǒng)中油液的工作流量過大時,圓柱式控制閥從閥的開通到關閉,關閉到開通,換向的過程中對滑閥的閥體和閥芯有著很強的沖擊力,使閥體和閥芯的同心度偏離,長此以往就會產(chǎn)生滑閥卡緊現(xiàn)象。因為滑閥有其自己的運動軌道,因此,在滑閥長時間按自己的軌道運行時,閥體和柱塞泵的內(nèi)壁要保持一定的間隙,這就意味著油液的泄露不能存在于這個間隙當中。再加上有的時候液壓系統(tǒng)中油液的工作流量過大,會對閥體和閥芯有沖擊力,會使滑閥的閥體偏離原來的運動軌道,會對內(nèi)壁產(chǎn)生較大的壓力導致閥體本身受損,使滑閥產(chǎn)生卡緊的現(xiàn)象。 

  2圓柱式滑閥卡緊現(xiàn)象的應對對策 

  2.1元件設計創(chuàng)新 

  我們可以根據(jù)閥芯和閥體的尺寸在其運動軌道上開兩道壓力槽,因為在滑閥運動時是對柱塞泵的兩個內(nèi)壁產(chǎn)生壓力,在閥體與內(nèi)壁之間開兩道0.5-1mm的槽,閥體對內(nèi)壁的壓力可以減少50%。但是隨著槽的開設,會導致柱塞泵的壁厚變薄,影響元件的密封性和質(zhì)量。因此,在保證液壓泵質(zhì)量的前提下,我們采取在泵內(nèi)設置均壓槽,另外在閥芯和閥體接觸面設立凹臺能保證閥體和閥芯作用力在同一直線上。即使液壓流速過大時,也不能使其偏離中心線,有效的固定了閥體和閥芯的松緊度,使得閥芯能夠自動定心。經(jīng)過閥體長時間的循環(huán)運動,減少對柱塞泵兩側(cè)內(nèi)壁的壓力,即使因工作流量過大的原因?qū)﹂y芯進行沖擊,也保證了閥芯的穩(wěn)定性。應適當?shù)膶⒁恍┰骷?jīng)過熱處理提高元件的硬度,這些措施都有利于消除液壓系統(tǒng)中滑閥卡緊的現(xiàn)象。 

  2.2液壓系統(tǒng)中油液的維護和更換 

  在液壓系統(tǒng)中,油液都是循環(huán)利用的,但是如果油液使用時間過長,油液會流至各個元器件,最終流入油箱內(nèi),進行下一次的循環(huán)使用。在這個過程中,油液難免會帶有一些元件產(chǎn)生的雜質(zhì),當油液流經(jīng)過滑閥內(nèi)部時,使閥體和內(nèi)壁的間隙堵塞,造成滑閥卡緊的現(xiàn)象。我們可以在油箱的出口和進口位置設立過濾裝置,將多余的大顆粒狀的雜質(zhì)都過濾出去,保證油液的清潔度。然后給液壓系統(tǒng)的油液使用規(guī)定一個時間,到時間后要對油液進行更換,確保油液一直保持清潔的程度。因油液的工作量過大,會產(chǎn)生很高的溫度,熱脹冷縮的現(xiàn)象使滑閥和內(nèi)壁的間隙減小,因此應選擇低溫油液并在加入油液之前對油液進行檢測,確保在高壓力作業(yè)下,確保油液的升溫速度不能過快,使滑閥的閥體在自己正常的軌道中運行,有利于減少滑閥卡緊現(xiàn)象的發(fā)生。 

  2.3滑閥的安裝、試運行及調(diào)試

  滑閥安裝方法的正確與否直接影響到滑閥的使用壽命,并且會使滑閥自身性能下降,甚至有些滑閥不能使用。 因此,在滑閥的安裝過程之前應對滑閥的具體尺寸進行檢驗,保證滑閥和泵體是正確的配合,嚴格按照廠家給出的說明書安裝,如果遇到特殊的不能解決的問題應當及時向廠家進行咨詢。安裝完成以后要對其進行試運行檢測,對不同種類的閥進行反復的調(diào)試和檢查,并記錄操作數(shù)據(jù)和反應現(xiàn)象,作為以后的參考。這就和汽車一樣,前期需要將其磨合到適宜的狀態(tài),也可有效的避免滑閥卡緊的現(xiàn)象。 

  滑閥卡緊現(xiàn)象一直是液壓系統(tǒng)的隱患,這個隱患不能忽視,應盡快找出解決措施。我們要完善該元件的加工工藝,確?;y的閥體與柱塞泵的內(nèi)壁配合的緊密性和完整性;改善油液的特性,對其進行冷卻、過濾,防止雜質(zhì)的混入,定期檢查油液的污染狀況;對系統(tǒng)中的各種元器件進行維護和保養(yǎng),及時更換有效的元件,減少滑閥卡緊現(xiàn)象的發(fā)生。

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