换向阀卡紧故障分析

1.液压卡紧

1）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产生卡紧现象。

阀芯上产生径向不平衡液压力的各种情形如图6-12所示。图6-12a所示为阀芯与阀孔无几何形状误差，轴心线平行但不重合的情况。这种情况下阀芯周围间隙内压力分布是线性的（图中A₁和A₂线所示），且各方向相等，因此阀芯上不会产生径向不平衡力。图6-12b所示为阀芯因加工误差而带有倒锥（锥部大端朝向高压腔），阀芯与阀孔轴线平行但不重合，即有偏心。阀芯受到径向不平衡力的作用（图中曲线A₁和A₂间的阴影部分），使偏心距越来越大，直到阀芯与阀孔接触为止，这时径向不平衡力达到最大值，甚至产生了干摩擦。图6-12c所示为阀芯带有顺锥，阀芯与阀孔轴线平行，并有偏心。虽然阀芯受到不平衡力的作用，但这种力使阀芯与阀孔间的偏心距减小，使径向不平衡力减小到最小值，即可以使阀芯自动定心。

图6-12 阀芯径向不平衡液压力受力示意图

2）阀芯无几何形状误差，但阀芯在孔中偏斜放置，产生很大的径向不平衡力及转矩，如图6-13a所示。这主要由装配误差或者颗粒状污染物凝聚楔入阀孔与阀芯的间隙中所致。

3）阀芯有局部凸起及残留毛刺，主要由加工或工序间转移过程中将阀芯碰伤所致，如图6-13b所示。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。

图6-13 阀芯局部凸起及残留毛刺时受力示意图(www.xing528.com)

4）设计时为防止径向不平衡力的产生，通常会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，这样也会产生径向不平衡力而导致液压卡紧。

5）系统工作压力偏高，使磨损加剧，阀芯、阀体产生形状误差，阀的泄漏增大，引起油液和阀的温升偏高。阀芯处于高温的油液中，温升速度远大于阀（阀块），使得配合间隙减小而发生卡紧。系统工作流量偏大，阀从通到断、从断到通或换向时，由于液动力对阀芯有很大的冲击，阀芯偏离中心位置，产生液压卡紧。

2.机械卡紧

1）液压油中的砂粒、铁屑、漆皮等污染物楔入阀芯与阀孔间隙中，使之卡紧。油液中杂质颗粒有效直径大于10μm会对摩擦副产生磨损，而大于15μm的杂质颗粒会直接导致卡死。即便是液压油相对纯净，长时间运行，也会使摩擦副零件出现不同心的现象，形成圆锥环形间隙，引起卡紧现象。

2）换向阀的阀芯、阀孔都较长，因而存在着直线度误差，同时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。

3）对于组合式多路换向阀，由于其接合面的平面度误差也容易造成阀孔变形而导致卡紧。

4）在组合式或整体式多路换向阀中，换向阀都设计有上、下盖或定位套等定位件，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。

5）将阀安装到主机上时，对连接螺栓的扭矩不对，造成阀孔变形，安装螺栓太紧，也会引起卡紧。