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1、NINGXIAJIXIE技术交流液压阀的常见故障及原因分析荆玉龙（宁夏公路管理局，宁夏 银川750004）摘 要 对工程机械液压系统中的液压阀常见故障进行了总结分析，并提出了相关消除措施，托望对工程 技术人员的液压工程机械操作有所帮助。关键词液压阀 失效NINGXIAJIXIE技术交流NINGXIAJIXIE技术交流1定义液压阀是工程机械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或调节其压力和流量以 满足执行元件所需的力（或力矩）、速度与动力方向的 要求，使整个液压系统能按要求协调地进行工作。失效是液压设备、系统或元件的一种状态。液压阀 在使用过程中，若丧失了规定的功能，即称为“
2、失效”， 对于可修复的产品，失效就是故障。2液压阀的常见故障分析2.1机械故障液压阀在制造或修理时，由于尺寸精度、表面粗糙 度、热处理等没有达到规定的技术要求,装配时没有保 证所需的公差配合，或零件保管不善,发生锈蚀,混入污 物等,均是引起液压阀失效的重要原因。但除了以上加 工制造的因素外，还有以下常见的情况。2.1磨损液压阀主要是通过阀体和阀芯的相对运动进行工 作的,工作时阀体阀心之间不断产生磨擦，使得零件尺 寸、形状和表面质量发生变化而失效。女口：当减压阀钢球 或锥阀与阀座长时间磨损，造成配合不良时，就不起减 压作用，此时需更换钢球或修磨锥阀并研配阀座孔；当 减压阀阀锥磨损、有伤痕时，锥阀
3、与锥阀座接触不良，就 会产生压力不稳定的现象，需修磨锥阀，并研磨阀座孔, 使其配合紧密;当减压阀滑阀磨损与阀体孔配合间隙太 大或锥阀与阀座孔磨损严重时，就会产生严重泄漏；当 顺序阀出油腔始终出油不能关闭,可能是由于锥阀与锥 阀座孔接触不良或磨损严重，需修磨锥阀并研磨座孔, 使之密封良好。2.1.2疲劳液压阀中的平衡弹簧及有关阀芯、阀座，在长期高 变载荷下工作，会产生疲劳及裂纹，造成弹熒长度的缩 短或折断以及阀座密封表面的剥落、损坏而失效，需考 虑更换配件。如:液压系统压力加不上去，可能是由于溢 流阀主阀芯复位弹簧折断或弯曲使主阀芯不能复位，溢 流阀先导阀调正弹簧折断,液压泵叶片中的弹簧因所受
4、高频同期负载作用而疲劳变形或折断等情况引起;减压 阀锥阀调压弹簧变形，会造成系统压力不稳定;顺序阀 调压禅簧变形,会使最高压力调不上去。2.1.3变形腋压阀零件在加工过程中残留的残余应力和使用 过程中外载荷应力超过零件材料的屈服强度时,零件产 生变形，不能完成规定功能而失效。如:溢流阀阀芯弯曲 变形或弹费变形，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 统由卸荷到高压或髙压到卸荷的转换过程缓慢；换向阀 的阀芯弯曲变形则将会使换向动作难以正常进行。2.1.4腐蚀由于液压油中可能混有水分或酸性物质，在长时期 的使用过程中，会腐蚀液压阀中的有关零件，致使零件
5、 尺寸或表面丧失应有的精度而失效。如:溢流阀主阀芯 锥面腐蚀，会使阀芯阀体配合不好，致使系统压力升不 高;单向阀阀芯若被锈蚀、拉毛，会造成单向阀不起单向 控制作用;滅压阀锥阀与阀座孔被锈蚀会造成其接触不 良，系统压力不稳定。2.2液压卡紧现象2.2.1定义一般滑阀的阀孔和阀芯之间有很小的缝隙，当缝隙 中有油液时移动阀芯所需的力只须克服粘性磨擦力， 数值应该是相当小的。可实际在中、高圧系统中当阀芯NINGXIAJIXIE技术交流NINGXIAJIXIE技术交流作者筍介:荆玉龙（1977-）,男，助理工程师，主要从事筑路机械设备的制造与技术管理工作。4宁夏机械 2005.4+-33-©
6、1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved lutprA'技术交流NINGXIAJIXIE停止运动一段时间后(约5min左右)，这个阻力可以大 到几百个牛顿，使阀芯移动非常费力。这就是所谓的滑 阀液压卡紧现象。2.2.2原因有的是由于脏物进入缝隙而使阀芯移动困难，有的 是由于缝隙过小在油温升高时阀芯膨胀而卡死,但主要 的原因来自滑阀副几何形状误差和同心度变化所引起 的径向不平衡液压力，即液压卡紧力。2.2.3危害液压卡紧可导致所控制的系统元件动作滞后，破坏 给定的自动
7、循环，使液压设备发生故障；如果液压阀芯 的移动是电磁力驱动的，阀芯的“卡死”极易引起电磁 铁烧坏；“裁压卡紧”亦会加速滑阀的磨损，降低元件的 使用寿命。2.2.4预防措施为了减小或消除液压卡紧力，可以采取下述一些措施：(1 )应定期精细过滤油液，清除油液中的脏物，提 高液压油的清洁度,防止颗粒性污染物进入系统而使滑 阀移动副产生卡紧或卡死。(2 )要保证阀芯和阀孔的配合精度,控制液压油使 用过程中的合适温度，以免阀芯受热膨胀而卡死。(3)在阀芯台肩上开岀平衡径向力的均压槽后，移 动阀芯的力就会滅小。在使用时要注意保证均压槽的畅 通无阻。2.3气穴现象2.3原因因为液压油液总是含有一定量的空气，
8、 在一定温度下，当液压油液压力低于该温度时的空气分 离压时，溶解在油液中的过饱和空气将会突然地迅速从 油液中分离岀来，产生大量气泡。如果压力继续下降，低 于油液此温度的饱和蒸气压时，油液本身就会迅速汽 化,产生大量蒸气气泡,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，形成了所 谓的“气穴现象"02.3.2危害气穴发生时,液流的流动特性变坏，特别 是当带有气泡的液压油液被带到下游高压区时，周围的 高压使气泡绝热压缩，局部达到非常高的温度和冲击力。 这样的局部髙温和冲击力，一方面使那里的金属疲劳,另 方面又使液压油液变黑,对金属产生化学腐蚀作用,使 元件表面出现海
9、绵状的小洞穴。这种现象称为气蚀。2.3.3气穴现象的预防及消除(I )防止液压系统中的压力过度降低，减小阀孔前 后的庇差,一般希望阀孔前晴的压力匸3 5(2) 要注意油温，防止油液气化。(3) 防止液压油中混有易挥发的物质和水分，以免 在低压区挥发岀来形成气泡和变成水蒸气泡。(4) 若已发生气穴现象，应检査系统中泵的轴封、管路 接头处、回油管的入口处是否密封不好，有空气吸入系统。2.4液压冲击2.4.1定义及分类液圧系统由于迅速换向或开闭阀门时，管内液体压 力发生急剧交替升降的波动过程称为液压冲击。当阀门突然开闭所引起的冲击叫做直接液压冲击； 如杲阀门不是突然开闭，其开闭时间T大于T. (Tc
10、=2L/C,L为阀门到较大容腔处的管长;C为压力波在 管中壮传播速度)，则峰值压力较小,危害性也较小，这 种悄况下的冲击称为间接液压冲击。2.4.2危害液压冲击时，液体中的瞬时峰值压力高达正常压力 的34倍。由于压力增长极快，足以使密封装进、管道或 其它液压元件损坏。液压冲击还会使工作机械引起振 动，产生很大噪声，并使油温校快上升，影响工作质量。 有时,液压冲击使某些元件(如阀、压力继电器)产生误 动作，导致设备损坏。2.4.3消除液压冲击的措施在保证正常工作的前提下，尽量可能延长执行元件 的换向时间，如为手动换向,操作不宜过快、过猛，对于 液动换向阀和电液动换向阀主阀阀芯两端排油通道的 节流
11、蝶钉调节一定要合适，以减慢换向阀移动速度，延 长切换时间而滅免液压冲击。3结束语其实在实际使用中，液压阀的故障并不是孤立地在 于白己本身，必然反映在工程机械液压系统的工作性 能上,而液压系统的故障又必然性地表现在工程机械的 工作性能上。工程机械有了故障，情况是多种多样的，都 是机械、液压、电气，甚至微型计算机的共同组合体。工 程机械出了故障，往往是以上多方面因索相互影响、联 系、交织在一起，因此，分析解决问题时要从整体考虑、 辩证施治，保证工程机械设备的工作效率。参考文献：1章宏甲，黄谊.液压传动【汨机械丁业出版社,1998.10.2?刘忠,场国平.工程机械液压传动原理M .机械工业出版 社,2004.8.(.收稿日期:2005- 08- 08)技术交流NINGXIAJIXIE技术交流NINGXIAJIXIE-34-土宁夏机械2005.4 +© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved iMtprA*