目前工業(yè)領(lǐng)域各種大型設(shè)備多數(shù)都是采用液壓系統(tǒng),在工業(yè)中占主導(dǎo)地位。在液壓系統(tǒng)中,各種元器件難免會(huì)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(qiáng),目的是為了防止液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象。當(dāng)這個(gè)間隙中存在少量油液的時(shí)候,移動(dòng)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(gè)力是非常小的。理想化的計(jì)算往往是和實(shí)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(dòng),打開閥門。當(dāng)控制滑閥停止運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,有的時(shí)候還需要幾百牛至幾千牛的力才能將滑閥移動(dòng)打開,這就是滑閥的卡滯現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會(huì)造成液壓系統(tǒng)的滑閥的損壞甚至不閥芯不能移動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成整個(gè)液壓系統(tǒng)癱瘓,造成嚴(yán)重的事故。下面對(duì)液壓系統(tǒng)圓柱式滑閥卡滯的原因進(jìn)行分析,采取合理的應(yīng)對(duì)對(duì)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(gè)閥體是標(biāo)準(zhǔn)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(guò)程中,間隙就會(huì)很小,在液壓泵發(fā)生油泄露的過(guò)程中,間隙中就不會(huì)存在油,也就不會(huì)因?yàn)樾孤┒箞A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(shí),表面處理不光滑,表面粗糙度不符合要求,導(dǎo)致圓柱式滑閥在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,表面的毛刺和雜質(zhì)存留在了柱塞泵當(dāng)中。長(zhǎng)此以往,這中間的間隙增大,有部分的油泄露在其中時(shí),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(biāo)準(zhǔn)的圓柱式,滑閥的兩端經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摩擦,導(dǎo)致滑閥的兩端粗細(xì)不均勻。粗的一端會(huì)和內(nèi)壁產(chǎn)生高壓力,細(xì)的一端受力不均勻,當(dāng)油液壓力過(guò)大時(shí),滑閥的中心將會(huì)偏離,會(huì)使滑閥磨損造成堵塞現(xiàn)象,滑閥不能移動(dòng)從而致使液壓系統(tǒng)癱瘓,造成嚴(yán)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(dāng)雜質(zhì)運(yùn)動(dòng)到內(nèi)時(shí),由于壓力的原因,顆粒狀的雜質(zhì)會(huì)粘附在內(nèi)壁上,經(jīng)過(guò)不斷地摩擦,對(duì)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(xì),產(chǎn)生不同的同心度,會(huì)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(duì)系統(tǒng)滑閥的損害程度也不同,雜質(zhì)顆粒小于12μm會(huì)對(duì)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(dǎo)致癱瘓。即使油液相對(duì)性的干凈,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用,油液難免還會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì),經(jīng)過(guò)相對(duì)的摩擦,導(dǎo)致滑閥同心度的不同,依然會(huì)引起滑閥卡滯的現(xiàn)象。因此,應(yīng)經(jīng)常過(guò)濾油液的雜質(zhì),更換油液。
1.3系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)過(guò)高及導(dǎo)軌的變形
在高液壓泵中,油液流速較快,系統(tǒng)內(nèi)壓力過(guò)大,使圓柱式滑閥與柱塞泵內(nèi)壁磨損較為嚴(yán)重,使滑閥和閥芯產(chǎn)生變形,形狀與生產(chǎn)加工時(shí)的誤差較大,閥的漏油現(xiàn)象嚴(yán)重。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)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(dǎo)致圓柱式控制閥內(nèi)部溫度過(guò)高,閥芯也處于高溫環(huán)境中,溫度提升的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dāng)液壓系統(tǒng)中油液的工作流量過(guò)大時(shí),圓柱式控制閥從閥的開通到關(guān)閉,關(guān)閉到開通,換向的過(guò)程中對(duì)滑閥的閥體和閥芯有著很強(qiáng)的沖擊力,使閥體和閥芯的同心度偏離,長(zhǎng)此以往就會(huì)產(chǎn)生滑閥卡緊現(xiàn)象。因?yàn)榛y有其自己的運(yùn)動(dòng)軌道,因此,在滑閥長(zhǎng)時(shí)間按自己的軌道運(yùn)行時(shí),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(gè)間隙當(dāng)中。再加上有的時(shí)候液壓系統(tǒng)中油液的工作流量過(guò)大,會(huì)對(duì)閥體和閥芯有沖擊力,會(huì)使滑閥的閥體偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)軌道,會(huì)對(duì)內(nèi)壁產(chǎn)生較大的壓力導(dǎo)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(yīng)對(duì)對(duì)策
2.1元件設(shè)計(jì)創(chuàng)新
我們可以根據(jù)閥芯和閥體的尺寸在其運(yùn)動(dòng)軌道上開兩道壓力槽,因?yàn)樵诨y運(yùn)動(dòng)時(shí)是對(duì)柱塞泵的兩個(gè)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(duì)內(nèi)壁的壓力可以減少50%。但是隨著槽的開設(shè),會(huì)導(dǎo)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(shè)置均壓槽,另外在閥芯和閥體接觸面設(shè)立凹臺(tái)能保證閥體和閥芯作用力在同一直線上。即使液壓流速過(guò)大時(shí),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(dòng)定心。經(jīng)過(guò)閥體長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)運(yùn)動(dòng),減少對(duì)柱塞泵兩側(cè)內(nèi)壁的壓力,即使因工作流量過(guò)大的原因?qū)﹂y芯進(jìn)行沖擊,也保證了閥芯的穩(wěn)定性。應(yīng)適當(dāng)?shù)膶⒁恍┰骷?jīng)過(guò)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(hù)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(shí)間過(guò)長(zhǎng),油液會(huì)流至各個(gè)元器件,最終流入油箱內(nèi),進(jìn)行下一次的循環(huán)使用。在這個(gè)過(guò)程中,油液難免會(huì)帶有一些元件產(chǎn)生的雜質(zhì),當(dāng)油液流經(jīng)過(guò)滑閥內(nèi)部時(shí),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(jìn)口位置設(shè)立過(guò)濾裝置,將多余的大顆粒狀的雜質(zhì)都過(guò)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(gè)時(shí)間,到時(shí)間后要對(duì)油液進(jìn)行更換,確保油液一直保持清潔的程度。因油液的工作量過(guò)大,會(huì)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(yīng)選擇低溫油液并在加入油液之前對(duì)油液進(jìn)行檢測(cè),確保在高壓力作業(yè)下,確保油液的升溫速度不能過(guò)快,使滑閥的閥體在自己正常的軌道中運(yùn)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(yùn)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(huì)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(guò)程之前應(yīng)對(duì)滑閥的具體尺寸進(jìn)行檢驗(yàn),保證滑閥和泵體是正確的配合,嚴(yán)格按照廠家給出的說(shuō)明書安裝,如果遇到特殊的不能解決的問(wèn)題應(yīng)當(dāng)及時(shí)向廠家進(jìn)行咨詢。安裝完成以后要對(duì)其進(jìn)行試運(yùn)行檢測(cè),對(duì)不同種類的閥進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試和檢查,并記錄操作數(shù)據(jù)和反應(yīng)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(gè)隱患不能忽視,應(yīng)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(duì)其進(jìn)行冷卻、過(guò)濾,防止雜質(zhì)的混入,定期檢查油液的污染狀況;對(duì)系統(tǒng)中的各種元器件進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),及時(shí)更換有效的元件,減少滑閥卡緊現(xiàn)象的發(fā)生。
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