液压阀芯卡紧现象的原因分析及消除方法_孙浩

（"）阀芯的精度允许时，可以磨顺锥（ 即小端 朝向高压区 ），结 构 允 许 的 情 况 下，可 以 采 用 锥 形 台肩，台肩 小 端 朝 向 高 压 区，有 利 于 阀 杆 径 向 对 中。
（#）仔细清除芯上各台肩及阀孔沉割槽边上 的毛刺。仔 细 清 除 热 处 理 件 的 氧 化 皮，且 在 转 序 时利用工位器具防止零件磕碰。
《 冶金自动化》"##+ 年 0"
液压阀芯卡紧现象的原因分析及消除方法
孙! 浩
（ 宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司 热轧厂，上海 "##$%&） 摘要：从机械卡紧和液压卡紧两个方面分析了阀芯卡紧的原因，并分别提出了解决卡紧的方法以及维护方法。 关键词：液压卡紧；阀芯
! ! 液压阀芯特别是换向阀阀芯在工作一段时间 后，容易出 现 阀 芯 不 动 作 的 故 障，这 就 是 卡 紧 现 象，这种故障发生的频率较高，使得液压系统不能 正常工作。对生产影响很大。下面从机械卡紧和 液压卡紧两个方面来分析卡紧现象产生的原因。
!" 液压卡紧原因分析
（&）阀芯因加工误差而带有倒锥（ 锥体大端朝 向高压腔 ），在 阀 芯 与 阀 孔 中 心 线 平 行 且 不 重 合 时，阀芯受到径向不平衡力的作用，使阀芯和阀孔 的偏心矩越 来 越 大，直 到 两 者 表 面 接 触 而 发 生 卡 紧现象。此时，径向不平衡力达到最大值。
如图 & 所示，（ ’）中阀芯几何形状没有误差， 阀芯与阀套 轴 线 平 行，这 时 阀 芯 上 部 与 下 部 受 力 相同，阀芯所受径向力为 #；（ (）中阀芯几何形状 为倒锥形式，阀芯与阀套轴线平行但不重合，阀芯 轴线偏上，这时阀芯上部受力与下部受力不同，阀 芯所受径向合力向上，阀芯向上移动，直到阀芯阀 套接触，此时的径向力最大；（ )）中阀芯几何形状 为顺锥形式，阀芯与阀套轴线平行但不重合，阀芯 轴线偏上，这时阀芯上部与下部受力不同，阀芯所 受径向合力向下，阀芯向下移动，直到阀芯阀套轴 线重合，此时径向力为 #。
#" 避免卡紧现象的措施
（!）滑阀的液压卡紧是共性问题，不仅换向阀
有，其他液压阀也存在，故传统设计中都有避免卡 紧的措施，严 格 控 制 阀 芯、阀 孔 的 制 造 精 度，一 般 阀芯和阀孔的圆柱度允差为 ’( # !)，表面粗糙度： 阀芯为 !" ’( "，阀孔为 !" ’( $，两者配合间隙为 ’( & * ’( !" !)，并在阀芯的适当位置（ 靠近高压 区侧）上开设环形槽，宽 ’( % * ! ))，深约 ’( % ))， 且环形槽要与外圆保证同心。
液压卡紧，在阀芯上开若干个环形槽，以均衡阀芯 受到的径 向 压 力，一 般 称 为 平 衡 槽。 但 在 加 工 中 有时环形槽与阀芯不同心；或由于淬火变形，造成 磨削后环形 槽 深 浅 不 一，这 样 亦 会 产 生 径 向 不 平 衡力导致液压卡紧。
（*）驱动力与阀芯轴线不平衡。
收稿日期："##+,#*,#作者简介：孙! 浩（&.-.,），男，湖北天门人，工程师，主要从事液压设备技术管理工作。
（ % ）在 加 工 或 工 序 间 转 移 过 程 中，将 阀 芯 碰 伤，有局部 凸 起 及 残 留 毛 刺。 这 时 凸 起 部 分 背 后 的液压流将 造 成 较 大 的 压 降，产 生 一 个 使 凸 起 部 分压向阀 孔 的 力 矩。 这 也 是 液 压 卡 紧 的 一 种 成
因。 （$）设计时为防止径向不平衡力的产生，杜绝
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图 !" 液压阀芯卡紧原因分析图
! ! （"）阀芯无几何形状误差，但是由于装配误差 使阀芯在阀 孔 中 歪 斜 放 置，或 者 颗 粒 状 污 染 物 凝 聚楔入阀孔 与 阀 芯 的 间 隙，使 阀 芯 在 孔 中 偏 斜 放 置，产生很大的径向不平衡力及转矩。
（, ）卡 紧 力 与 阀 芯 静 止 时 间 有 关，使 阀 芯 抖 动，或者转动可以很好消除卡紧。
［ 编辑：耿秀梅］
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《 冶金自动化》"’’, 年 -"
!" 机械卡紧原因分析
换向阀在 使 用 中 除 发 生 液 压 卡 紧 外，有 时 还 会发生机械卡紧，机械卡紧一般有下列原因。
（!）液压油中的污染物（ 如砂粒、铁屑、漆皮） 楔入阀芯与阀孔间隙使之卡紧。
（"）阀芯与阀孔配合间隙过小造成卡紧。 （#）对于手动换向阀，由于其结构上的原因， 阀芯、阀孔都较长，因而存在着直线度误差。又由 于残余应力 的 存 在，有 时 会 使 阀 芯 在 使 用 中 产 生 弯曲，严重时 阀 芯 与 阀 孔 间 会 产 生 较 大 的 接 触 压 力，阀芯运动 时 产 生 摩 擦，造 成 阀 芯 运 动 阻 滞，产 生机械卡 紧。 同 时，由 于 弯 曲 会 导 致 某 些 台 肩 的 偏置，这些偏置的台肩在高压油的作用下，又很容 易产生液压卡紧。 （$）对于组合式多路换向阀，由于其结合面的 平面度误差，或结合面有凸起的磕伤，以及组合螺 栓预紧力过大等原因也容易造成阀孔变形而导致 卡紧。 （%）无论是组合式还是整体式多路换向阀都 设计有上、下 盖 或 是 定 位 套 等 定 位 件。 由 于 这 些 组成件的偏 心 也 容 易 引 起 阀 芯 的 偏 置，因 而 导 致 运动阻滞，造成卡紧。 （&）将阀安装到主机上时，对连接的螺栓的扭 矩不对，造成 阀 孔 变 形，安 装 螺 栓 太 紧，也 会 引 起 卡紧。
（ $ ）装 配 过 程 中 要 防 止 零 件 磕 碰，要 注 意 清 洁，各螺栓的预紧力要适当，以防阀孔变形。
（%）要保证液压系统的清洁度，防止油液被污 染。
（&）提高阀体的铸造质量，减少阀芯的热处理 残余应力，防止弯曲变形。
（+）于组合式换向阀，为了消除阀片间结合 面平面度对 卡 紧 的 影 响，可 使 其 中 一 个 面 的 中 间 部分低 ! * " !)，这既可减少阀孔的变形，又不致 影响结合面的密封。