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1、扬州职业大学学报1998年第2期液压卡紧现象浅析左倩,。摘要液压卡紧现象会使液压系统中的滑阀动作困难严重时可造成事故本,文从分析阀孔与阀芯间液流的压力分布特性入手阐述了造成液压卡紧现象的原。因及解决方法关键词滑阀副液压卡紧偏心间隙,、、:柱塞泵溢液压系统中使用的各种元件不少采用圆柱形活塞或滑阀结构例如换向阀。,,,流阀等一般滑阀的阀孔和阀芯之间采用间隙密封间隙很小当间隙中有油液时移动阀,.芯所需的力只须克服粘性摩擦力。一般轴向启动滑阀时应只需5一5数值应是相当小的0。,、,牛左右的力但实际情况并非如此特别在中高压系统中当
2、阀芯在停止运动一段时间后,,(一般约5分钟以后)有时需要几十牛至几百牛的力才能使阀芯启动这就是所谓的液压卡,,、,,紧现象这种现象的出现有时会造成滑阀的磨损动作滞后失灵甚至不能动作严重时可。。造成事故下面对液压卡紧现象产生的原因及解决办法作一阐述1液压卡紧现象产生的原因1.1滑阀副间隙压力分布特性分析,,在液压技术中理论上阀孔和阀芯之间应有适当的同心圆环形间隙但实际中圆柱形滑,;又由于安装误差常使阀芯在阀孔中产生偏心这阀由于加工误差常使阀芯或阀孔带有锥度,,、。、样阀芯与阀孔之间就形成了偏心环形圆锥缝隙如图1图2所示下面
3、对图1图2所示。的环形缝隙的压力分布特性作一分析1.1.1图1缝隙,图1为阀芯因加工误差带有倒锥(锥部大端朝向高压腔)阀芯与阀孔轴心线平行但不,,l:重合时的情况根据流体力学知识可知这时阀芯周围内的压力分布如图1中A和A所,,示作用于阀芯一侧的压力将大于其另一侧的压力结果阀芯上受到一个径向不平衡力F.1中AZ。,(图l和A间的阴影部分所示)的作用此力和偏心方向正好一致使阀芯和阀孔间,,。,的偏心距加大直到两者接触阀芯靠着在阀孔的壁面上为止此时即发生了所谓的液压。卡紧现象1.1.2图2缝隙,图2为阀芯因加工误差带有顺锥(锥
4、部小端朝向高压腔)阀芯与阀孔中心线平行但不,,,重合时的情况参照图1的分析可知此时亦有一径向力F作用在阀芯上但此力与偏心方,,,,向正好相反使阀芯与阀孔间的偏心距减小好象阀芯上加了对中力使阀芯自动消除偏心收稿日期:1998一01一131998年第2期扬州职业大学学报P奋上部上都<礴‘},广I、!一州、i}」一-认.l鸽TIl卜少2戈}下都}下音卜PP’图1图2因而不产生卡紧现象。1.2液压卡紧现象产生的原因1.2.1主要原因,,由上分析可知当阀芯与阀孔间存在偏心环形圆锥缝隙且此缝隙沿液体流动方向逐渐,。扩大时就发生液压
5、卡紧现象由滑阀副几何形状误差和同心度变化所引起的径向不平衡。力是发生液压卡紧现象的主要原因:此时卡紧力可用下式计算.月..r钧...,.._~F=Pl一PZl_抓)切下户卜一巧一,~已。亡二犷茸一-罗一节式中泞夹紧力系数—__,二It、「_11已一州二Pz.七一一I夕吮夕叮尸下尸7下,下尸7一叮不百(I不万八石育索而Jt=(占:一占1)/(占:+占1)0.10.40.30.2弓0占1;阀芯大头端的径向缝隙占:—阀芯小头端的径向缝隙;}—;一Z,l/\(pP)阀芯台肩两端压力差P>p:;、L—;d。阀芯台肩长度阀芯直径/
6、—t—卡紧力系数宁与的关系曲线可表示为图3所示,由图中可知,当t二0.3时,泞=右~二0.27,所以最大夹紧力F二0.27(一P:。~Pl)LdO〔20.40.6众8.011.2.2其他原因,,(1)在装配时或在高压下零件产生变形也是造图3。成卡紧的重要原因2。()油中脏物楔于缝隙造成卡死、,图4为阀芯表面有局部突起时的情况(相当于阀芯碰伤残留毛刺间隙中楔人杂质等扬州职业大学学报1998年第2期,,,情况)这时突起部分背后的液流将造成较大的压降使阀,芯受到径向不平衡压力这压力将力图把阀芯突起部分推向^l上部。孔壁\
7、(3)油液极性分子的吸附作用,由于在油液中有些分子带有极性当与光滑的金属表面,,接触时这些分子将以其长轴和金属表面垂直并排列起来,,,然后又排第二层第三层⋯⋯但离金属表面愈远分子排列l一-呀.,r一1盆.I一“’,,,愈乱最后近于真正的液体状态当中还能通过液流一旦出「,,—现上述的侧向推力后滑阀和孔壁被挤压在一起两表面还,能流动的液流被挤出去直至附于两金属表面的极化分子彼此吸在一起,形成滑阀粘在孔壁上,这就使滑阀的轴向移动,,,阻力大为增加这种现象的出现造成滑阀启动阻力很大但护下部,,一经活动后则粘紧力随即消失即极化分子
8、从金属表面脱A2,。离使滑阀与孔间又恢复液体摩擦状态,,(4)当阀芯和阀孔无几何形状误差但由于弯曲等原因图4,阀芯在阀孔中歪斜放置时阀芯也会受到较大的径向不平衡,,。力和转矩出现卡紧现象如图5所示‘,才·有槽时毗扔忧增时卡军右、嵘_/AI(/、、、///上告开才.口J、一—盆厂住一~~州巨犷=曰一+~二招二二巴二.
