高精度液压滑阀卡紧问题分析与改善.pdf

2 0 1 1 年 9月 第 3 9卷 第 1 8期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAULI CS S e p ． 2 01 l Vo 1 ． 3 9 No ．1 8 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 1 8 ． 0 3 8 高精度液压滑 阀卡紧问题分析与改善 姜燕，王文汉，贾占良 中航 工业西安 飞行 自动控制研究所，陕西西安 7 1 0 0 6 5 摘要液压滑阀卡紧是液压控制系统的常见故障之一。通过对液压滑阀卡紧现象的描述及产生原因的分析，重点论述 了通过优化滑阀零件的制造工艺流程减少液压滑阀卡紧现象的方法。 关键词液压滑阀；卡紧现象；工艺流程 中图分 类号 T H1 6 2 文献标识 码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 1 81 1 2 2 液压滑阀为液压控制系统的常用元件，作者就液 压滑阀的常见故障卡紧现象及产生的原因进行分 析，在滑阀组件的关键零件阀套与阀芯的机械加工过 程中提出了行之有效的改善方案 ，以供参考。 1 液压滑阀卡紧现象的表现形式 液压 滑 阀卡紧 现象 主 要分 为 两个 部 分 机 械 卡 紧 、液压卡 紧。 1 ． 1 机械卡紧 机械卡 紧是 指在滑阀装配过程 中阀芯与 阀套之 间 摩擦 力过大 ，严重时甚至 出现卡死 的现象 。装配过程 当拉 动阀芯时摩擦力达到或超过某一数值 时 ，即可判 定为机械卡 紧现象 。 1 ． 2液压卡紧 液压卡 紧现象 一般在 滑 阀调 试 阶段才 可 以发 现 ， 是指液压油注入滑阀之后，由于阀芯、阀套 自身的误 差 ，造成阀芯周向油膜厚度不均，就可能使阀芯向压 力较低的一侧倾斜，造成液压卡紧现象。 2 液压滑阀卡紧问题的分析归类 通过长期 的实际生产加工 ，对于滑 阀的卡 紧问题 从 以下 5个方 面进行归类分 析。 2 ． 1 阀芯 、 阀套 间 隙不合理 阀芯 、阀套 间隙过小 时 ，容易使摩擦力增加 ，发 生机械卡紧；间隙过大时，随着调试阶段液压油的充 入 ，有可能 出现液压卡紧现象 。 2 ． 2 阀芯 、 阀套零件 形 状误 差 不合格 阀芯 、阀套零件形状 误差是造成卡紧现象 的主要 原 因 ，包括 直线度 和圆柱度误差 。直线度误差是指零 件轴 线相对 于基准轴线 出现弯 曲现象 ；圆柱度误差是 指零 件 内孔或外 圆形状不规则 ，局部 出现椭 圆现象。 2 ． 3零 件 时效 变形 滑 阀零件一般采用 可以进行 淬火强化处理 的马 氏 体不锈钢来加工 ，由于钢材成型阶段和加工过程 中均 可能存在 内应力 ，残 留的内应力 如果 没有 及 时释放 ， 零件会 出现变形现象 。 2 ． 4局部 凸起及残 留毛刺 滑阀组件的配合面和工作边要求非常严格，阀芯 加工或周转过程中外圆被碰伤容易出现凸起现象 ；阀 套上有各种油路孔 ，孔口的残留毛刺很难去除干净。 微小 的凸起和残 留的毛刺容 易引起 阀芯的卡紧现象 。 2 ． 5 零件清洗不彻底 由于液压系统属于密闭 的管路系统 ，加工过程 中 残留的细小铁屑 、杂质颗粒 ，特别是阀芯 、阀套在精 加工研磨工序残留的研磨膏 ，契入阀芯与阀套配合间 隙，都会引起滑阀运动过程的卡紧现象。 3 液压滑阀卡紧现象的改善方法 3 ． 1 通过优化工艺流程 ，减 少液压滑阀卡 紧现 象 图 1 所示为一滑阀组件零件的结构简图，以此零 件为例，来说明如何通过优化工艺流程来减少液压滑 阀的卡紧现象 。 卜 J r 一 1 _ r - 一 ， 一 Hy ， _ Hy - ， y }_ ⋯ 争 ⋯ 一 ⋯ 一 一 号 ⋯ 一 。 一 一 - _ 1 一． ‘ 一_ J ‘ 一 H 一 H 一 l 50 b 阀芯 图 1 典型 的阀芯 、阀套零件 阀套 的加工 流程如图 2 示 。 咂巫 两 z 回 图 2阀套 的加 工流程 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 0 2 作者简介姜燕，工程师，长期从事于各类航空液压阀类零件的制造工作。E ma i l l o v e j s 0 3 0 6 s o h u ． c o rn。 第 1 8期 秦小宝 等 恒压变量泵液压系统温升过高的原因及解决措施 1 1 5 件是液压泵。恒压变量斜盘式轴向柱塞泵由于长期使 用 ，缸筒 与柱 塞 、缸筒与配流盘 、滑靴与斜盘之间 的 间隙增大，容积效率降低，内泄漏增大。在生产实践 中，柱塞泵有时会由于使用不当或油液污染等原因容 积效率从9 5 ％以上降低到 8 5 ％ ，甚至更低，根据功 率损耗公式 PQ 泄 漏 流 量△ p 系 统 压 力 计算，系统的发热 就比较显著。判断油泵容积效率是否明显降低 ，首先 是开机一段时间油泵表面温度会升高，达到 6 5℃以 上 ，或者通过油箱加油 口可观察 到通入 油箱 的油泵泄 油 口流量较大；其次是系统执行机构因油泵容积效率 降低速度会 比以往降低。解决的措施是，当油泵温度 太高时，将油泵相对的两个泄油口并联到系统的回油 管中，对油泵进行强制冷却。如果由于流量减小影响 到执行机构动作，就只能更换油泵配件或者是油泵 了。 其次元件 内泄漏是控 制阀的内泄漏 。原因是阀芯 与阀套长期磨损配合 间隙增大或者 阀体 内部零件损 坏。判断控制阀内泄漏较为直观，凡是内泄漏较大的 阀，其阀体温升一般与内泄漏成正比，而且很多阀由 于内泄漏增大，会出现阀芯振颤引起蜂鸣的现象。方 向阀由于中位较大内泄漏 ，常常会引起油缸的差动误 动作，伺服阀的内泄漏增大 ，动静态响应降低 ，影响 执行机构的动作质量 ，并伴随系统较大温升。控制阀 引起温 升的解 决办法是更换 阀用配件或整只 阀。 再次是液压油缸 的内泄漏会引起系统较大的温 升。油缸内泄漏第一种是活塞与缸筒内壁内泄漏，有 两方面的原因 1 密封圈损坏。一般油缸活塞与 缸筒内壁使用唇形密封圈 ，其损坏主要原因是活塞承 受较大侧向力、密封圈沟槽不合适、配合间隙太大及 密封圈 老化塑性 消失等 引起 的 ； 2 缸筒 与活塞 因 磨损 间隙太 大或者导 向损坏拉 出毛刺形成沟槽引起 大 的内泄漏。油缸第二种 内泄漏是活塞与活塞杆配合 面 的泄漏，其泄漏原因主要是经常使用的 O型圈损坏， 损坏原因是检修安装时 0型圈被剪切坏或沟槽尺寸 不合适 。判 断油缸是 否有 内泄漏有如下方法 如果系 统有多个液压缸执行机构，内泄漏大的油缸缸体及进 出油管会有温度明显高于其他油缸的情况 ，甚至可以 听见油缸 内泄漏声 ，也可 以在油缸带压静止状态 断开 油缸非做 功腔 油 管 ，观 察是 否有 较 多 内泄漏 油 液 涌 出，进而判断油缸状况。油缸内泄漏的解决措施是检 修油缸更换密封圈。 3 液压辅件故障引起温升的原因及解决措施 液压辅件故障也会引起液压系统较高的温升。主 要的辅件故障有 2个方面水冷却器的进出水压差不 大导致的冷却水循环不畅；系统温升太高在冷却器中 形成气阻及污垢堵塞导致冷却水中断。液压辅件故障 引起系统温升，这种情况都可以通过触摸冷却器进出 水管温差进行判断，其解决措施是冷却水管道改造或 冷却器检修。经过长期的实践发现 ，压力油路滤芯堵 塞在其进出油 口形成较大压差也会引起系统温升，这 是 因为油液污染太过严重或 者滤芯过滤精 度太高 ，其 解决的办法是清洗液压站或更换合适的滤芯。 4结束语 在船用锚链或海洋系泊链制造行业的液压设备 中，恒压变量泵液压系统正常使用温升过高的问题通 过以上 3 个类别的原因进行分析，对应排查消除，完 全可以控制系统温升 △ 最高在 2 0℃左右的合理范 围，使其高效运转，保证生产顺利进行。 上接 第 l 1 3页 热处理等特种工序加工时需要对零件隔离放置 ，重点 保护。 2 去 除剩磁 滑 阀阀芯、阀套零件需要 进行磨 削加工 ，磨削加 工后零件 中会保留一定磁性 如不再进行高温加热 到居里点 以上 ，则无法 去除 。带 磁性 的工 件在后 续 n - r _ 及使用中会吸附各类粉屑，因此退磁也是防止滑 阀组件卡紧现象的措施之一。 3 采用规范标准的清洗方法 零件的清洗直接影响滑阀的装配、调试过程，应 该采用规范标准 的清洗 方法 ，明确规定清洗流程 、洗 涤时间等。清洗流程一般采用高温煤油浸泡加压循环 清洗 的方 法。从 环保角度 出发 ，可 以尝试使用一些绿 色环保的清洗剂，如水剂清洗。 4 总结 工艺流程是保证产品质量的关键因素，文中对滑 阀组件中阀套与阀芯的工艺流程进行了分析 ，对工艺 流程 中的关键点进行 了详 细解说 。重点说 明了如何通 过优化关键零件的制造流程，以及采取必要的辅助措 施 ，来减少液压滑阀的卡紧现象。工程实践表明采 用该 工艺流 程进行 零件的加工 ，产 品质量有 了较大 的 改善 。 参考文献 【 1 】张强． 液压换向阀阀芯故障浅析[ J ] ． 流体传动与控制， 2 0 0 6 2 4 6 ， 4 8 ． 【 2 】 马蕾． 液压换 向阀卡紧故障分析 [ J ] ． 机电产品开发与 创新 ， 2 0 0 9 ， 2 2 5 6 3 6 5 ．