负载敏感阀阀芯卡死现象的分析与研究

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1、2014年7月机床与液压Ju1．2014第42卷第14期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．42No．14DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．14．057负载敏感阀阀芯卡死现象的分析与研究李粉霞(山西机电职业技术学院，山西长治046011)摘要：液压泵体中阀芯卡死现象是常见故障之一。通过多年的维修实践，针对力士系列A10泵上的DFR阀的阀芯卡死现象进行系统的分析，提出在不改变材料的基础上对液压阀体内壁进行局部软氮化处理的方法，有效地排除了以上故障。关键词：负载敏感阀；阀芯卡死；氮碳共渗中图分类号：TH137．5文献标

2、识码：B文章编号：1001—3881(2014)14—185—2在变量液压泵中，控制阀部件起着关键的作用，卡人阀孔内；阀芯几何尺寸与形位公差超差，阀芯与阀芯在阀体中要进行频繁的往复运动，同时由于液压阀体装配轴线不重合；阀芯表面有毛刺，或阀芯被碰油的流动产生的液压冲击、气蚀等现象，因此，阀体伤等。对于这些由于外界环境或人为操作等原因造成的铸造材料就必须具备能承受复杂的载荷，强度、韧的卡死现象，可以采取去除阀芯上的毛刺、用100目性、耐磨性高等条件。球墨铸铁作为2O世纪50年代油石清理、用相应的研磨膏研磨、过滤油液杂质等方发展起来的一种高强度铸铁材料，基本具备了一系列

3、式来解决。然而对于由于长时间阀体与阀芯材料磨损的综合性能要求，迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用等原因造成的阀芯卡死就不是那么轻易可以解决的十分广泛的铸铁材料，也成为在液压传动领域铸造阀了。体的首选材料，作为摩擦副与阀芯配对。要从根本上解决力士系列AIO泵上的DFR阀阀然而，这种材料在阀体中运用一段时间后，在不芯卡死现象，就要针对产生的原因，首先从原理上来间断的维修实践中发现经常会出现阀芯卡死不工作的进行分析。现象，严重的会导致整个液压系统不能正常工作。针(1)液压冲击对以上现象，经过对DFR阀体机制以及铸造材料的在液压系统工作过程中，阀路中流动的液压油往进一步分析，

4、提出了在不改变原有材料基础上的球墨往会因阀芯的换向或者关闭而停止运动，由于流动液铸铁阀体软氮化处理的有效措施，解决了由于材料问体和运动部件惯性的作用，使系统内瞬时形成很高的题所引起的阀芯卡死这一难题。DFR阀机构如图1峰值压力，这种现象就称之为液压冲击。液压冲击的所示。出现可能对液压系统造成较大的损伤，在高压、高速阀芯阀芯阀体及大流量的系统中其后果更严重。(2)气穴现象在液压传动中，液压油总是含有一定量的空气，空气可溶解在液压油中，也可以气泡的形式混合在液压油中。对于矿物型液压油，常温时在一个大气压下约有9％的溶解空气。如果某一处的压力低于空气分离压力时，溶解于油

5、液中的空气就会从液压油中分离出来形成气泡，当压力降至液压油的饱和蒸汽压力以下时，油液就会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂图1DFR阀机构图在油液中，使得原来充满管道和元件容腔中的油液成1阀芯卡死机制分析为不连续状态，这种现象称为气穴现象。在液压泵具体工作过程中，根据不同的作业环境在碰到高压区域时，气穴现象产生的气泡在高压以及不同人员的操作，造成阀芯卡死的原因很多，例油的作用下迅速破裂，并凝结成液体使体积突然减小如：阀体孑L与阀芯间隙过小，油温升高后，阀芯膨胀而形成真空，周围高压油高速流过来补充。由于这一收稿日期：2013—05—16基金项目：2012年山西省高等学

6、校科技研究开发项目(20121135)作者简介：李粉霞(1976一)，女，硕士，副教授，主要从事液压与数控技术方面的科研和教学工作。E—mail：lfx5168@163．como·186·机床与液压第42卷过程是在瞬间发生的，因而引起局部液压冲击，压的液压冲击与气穴现象就会随之而发生着。由式力和温度都急剧上升。在气泡凝结区域的管壁及其他(3)可知，有时瞬间压力可高达正常工作压力的液压元件的表面，因长期受冲击压力和高温作用，以3～4倍。及从油液中游离出来的空气的腐蚀作用，管道内壁及大量的实践证明：在球铁阀体上，由于液压冲击其他液压元件受损，凹凸不平。与气穴现象的持续

7、发生，球铁阀体内壁就会出现腐阀体与阀芯的配合，中间为环形缝隙，如图2所蚀，腐蚀现象导致液压阀在经过一段时间的工作后，示。阀体内壁粗糙度增加，而阀体与阀芯间隙又很小(一般在0．05mm左右)，造成阀芯动作不灵活，继而卡死。2阀芯卡死现象的解决措施如果为了解决阀芯卡死的现象而不断地更换阀体阀芯，势必会造成成本上的极大浪费，而且也会给公司信誉造成一定的影响。如何能在不改变材料的情况下，提高球铁阀体内壁的硬度和耐磨性成为解决问题(a)理想情况(b)阀芯有偏心的最好办法。下面以对QT500-7的软氮化处理为例进行阐述，表1为QT500-7力学性能表。图2阀体与阀芯的配合表1

8、QT500