液压与气压传动(第2版)
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2.6.2 液压卡紧现象的原因分析

(1)阀芯因加工误差而带有倒锥(锥体大端朝向高压腔),在阀芯与阀体孔中心线平行且不重合时,阀芯受到径向不平衡力的作用,使阀芯和阀体孔的偏心距越来越大,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。

液压卡紧示意如图2-24所示,图2-24(a)中阀芯的几何形状没有误差,阀芯与阀套的轴线平行但不重合,由于阀芯上部受力与下部受力相同,因此,阀芯在径向处于平衡。图2-24(b)中阀芯的几何形状为倒锥形,阀芯与阀套的轴线平行但不重合,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,使阀芯向上移动,直到阀芯和阀套接触。此时的径向力最大,阀芯紧靠在阀腔内壁上。图2-24(c)中阀芯的几何形状为顺锥形,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下,使阀芯向下移动,直到阀芯与阀套轴线重合,此时径向力为零。

(2)阀芯无几何形状误差,但是由于装配误差使阀芯在阀体孔中歪斜放置,或者污染物颗粒进入阀芯与阀体孔配合的间隙,使阀芯在阀孔内偏心放置,将产生很大的径向不平衡力及转矩。

(3)在加工或工序间转移过程中,阀芯被碰伤,有局部凸起或毛刺。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体孔的力矩,将阀芯卡死在阀体孔内。

(4)设计时为防止径向不平衡力的产生,在阀芯上开若干环形槽,以均衡阀芯受到的径向压力,这种槽一般称为平衡槽。但在加工中有时环形槽与阀芯不同心,或者由于淬火过程产生的变形,造成磨削后环形槽深浅不一,这样也会产生径向不平衡力,导致液压卡紧。

图2-24 液压卡紧示意