液压系统压力失常故障的分析

注：本文由佛山兴迪整理自《冶金设备管理与维修》年第4期，作者徐屏。

液压设备依靠各种不同的液压阀，以不同的方式控制执行元件和整个系统的运行。其中压力控制阀作为液压系统的压力控制元件，主要起调节稳定系统压力的作用，对于液压设备的运行状态影响很大。压力控制阀主要有顺序阀、减压阀、溢流阀和压力继电器等。如果液压系统中的压力控制阀压力失常，就无法保证液压设备正常工作。

液压系统压力阀压力失常主要表现为系统工作压力过高、工作压力过低、压力不稳定等，其原因往往与液压泵、液压阀、液压管路及油液污染等多种因素有关。液压系统的故障是各种各样的，产生故障的原因也是多种多样的，而且液压元件、辅助装置等的工作部分都是封闭在壳体内部的，不能从外部直接观察，在测量和管路连接方面也不方便。

因此，当液压系统发生故障后，查找其故障原因是比较困难的。为了解决压力阀压力失常而导致的生产问题，确保液压系统正常工作，根据现场调研和多年的工作经验，以溢流阀为主对压力阀压力失常问题进行分析。

1、溢流阀压力失常

1.1压力过低原因分析

溢流阀在液压系统中的作用是安全保护、调压溢流。正常情况下，当拧紧调压螺钉或手柄，使溢流阀从卸荷状态转为调压状态时，压力应该随之迅速上升，如果压力上升得很慢，甚至一点儿也不上升，或者滞后一段较长的时间，压力才上升，这些现象称之为溢流阀压力过低。分析原因如下：

(1)主阀芯上有毛刺或阀芯与阀体孔配合间隙内有污物，使主阀芯卡死在全开位置(如图1所示)，导致系统压力上不去。当松开螺盖后，会发现阀芯端面未与阀体端面平齐，大多属于这种情况，其他型号的溢流阀也类似。可以通过检查主阀芯卡死的位置，判断是否配合间隙过小。

(2)由于油液污染使主阀芯阻尼小孔e内有大颗粒污物堵塞，导致油压传递不到主阀芯上腔和先导阀前腔(如图2所示)。

(3)先导阀阀芯(锥阀)与阀座之间，有颗粒性污物卡住，不能密合;或者溢流阀使用较长时间后，先导锥阀与阀座小孔密合处产生严重磨损，有凹坑或纵向拉伤划痕，或者阀座小孔接触处磨成多棱状或锯齿形。

(4)主阀平衡弹簀漏装或折断，进油压力使主阀芯上移，造成压油腔P与回油腔O意外连通，压力上不去(见图3)。

(5)拆修后装配不注意，误将先导锥阀斜置在阀座上;拆装后漏装先导调压弹簧、弹簧折断或者错装成弱弹簧，导致压力上不去。

(6)油温过高，内泄漏量大;油泵输出流量不够，造成压力过低。

(7)对于先导式溢流阀，在处于非遥控状态时，如果未将遥控口堵上，油液经此处流出，导致压力上不去。

1.2压力过高原因分析

此故障表现为，即使全松调压手轮，系统压力也下不来。分析原因如下：

(1)主阀芯内存在毛刺或污物，或因阀体材质不好导致阀体变形，都会将主阀芯卡死在关闭位置上。图4为主阀芯卡死在关闭位置的示意图。此时可拆开清洗，去毛刺或污物。

(2)先导阀阀座上的阻尼小孔被堵塞，油压传递不到锥阀上，导致先导阀一直关闭，失去了对主阀压力的调节作用。

(3)主阀芯失圆，有锥度，压力升高后，产生不平衡径向力，将主阀芯卡死在关闭位置上，出现液压阀卡紧现象。

(4)设计图纸上，阀安装板标注有错，使进出油口接反，特别是Y1型溢流阀安装连接尺寸与Y型阀完全相同，但进出油口刚好相反。如果搞错，进口变出口，主阀芯始终压在阀座上，导致压力下不来。

1.3压力波动大

Y系列、YF系列溢流阀压力波动范围分别为±0.2MPa与±0.3MPa，超过此指标视为压力波动大，产生原因分析如下：

(1)当空气混进油液中进入系统后，在系统低压区(油液压力低于空气分离压力)，溶解在油液中的空气会析出气泡，使原来充满油液的管道混有许多气泡，这种现象称为空穴现象。空穴现象将引起系统压力波动、设备振动以及噪声。溢流阀先导阀的先导阀口、主阀口以及阻尼孔等部位，油液流速和压力变化很大，很容易出现空穴现象，导致设备振动、压力波动大及噪声。

(2)有些先导针阀虽经氮化处理，但氮化层很薄，硬度不够，使用过程中会因高频振荡而产生磨损，或因空穴现象而出现空穴性磨损，使针阀锥面与阀座锥面不密合，会引起先导针阀开闭不稳定，导致压力波动大，此时应研配或更换针阀。

(3)在选择溢流阀时，通过溢流阀的实际流量远大于该阀的额定流量，导致压力波动大，所以溢流阀实际流量不得超过其铭牌上规定的额定流量。

(4)主阀阻尼孔尺寸偏大或阻尼长度太短，起不到抑制主阀芯剧烈运动的作用。

(5)先导阀调压弹簧过软或歪扭变形，产生调压不稳定，导致压力波动大，应更换合适的弹簧。

(6)调压锁紧螺母没有防松措施，锁紧螺母发生振动，引起所调压力波动。

(7)液压油泵工作不正常，泵的压力和流量波动大，影响到溢流阀的压力和流量，应先从排除泵的故障入手。

(8)回油配管不合理，背压过大，或负载变化过大，会产生回油配管振动，带来压力波动大。

(9)滤油器严重阻塞，吸油不畅，压力波动大设备产生振动，系统发出较大的噪声。

2、其它压力阀压力失常

顺序阀是利用系统的压力来控制其它液压元件(如油缸)动作顺序的，当系统压力达到设定值时，顺序阀开启，以实现自动控制。减压阀用于降低系统某一支路压力并使其压力稳定。压力继电器是将压力信号转换成电信号的液压元器件。压力控制阀都是利用油液压力与弹簧力相平衡的原理起到控制油液压力的作用，它们的主要结构也相同，所以在分析故障时有很大的相同之处，可以互相借鉴参考。

2.1顺序阀

顺序阀主要故障是设定值不稳定，不能使执行元件按设定顺序动作。出现不按顺序动作的主要原因和排除方法如下所述：

(1)顺序阀的主阀芯因污物或毛刺卡住，停留在关闭位置或卡死在全开的位置，此时可拆开清洗和去除毛刺。

(2)当控制油道被污物堵塞，或者控制活塞被污物、毛刺卡死，或者控制活塞外圈与孔配合过松，导致控制油泄漏，也会出现顺序阀设定值不稳定从而导致不按顺序动作的现象。

(3)当主阀弹簧错装成硬弹簧时，压力超过设定值，顺序阀打不开。

2.2减压阀

减压阀的主要故障是不减压，主要原因有：

(1)主阀芯上有毛刺、主阀芯与阀体的间隙里有污物、主阀芯或阀孔形位公差超差，将主阀芯卡死在最大开度的位置上，由于开口大，油液不减压。此时可根据上述情况分别采取去毛刺、清洗和修复阀芯精度的方法予以处理。

(2)主阀芯短阻尼孔或阀座孔堵塞，失去了自动调节机能，主阀弹簧力将主阀推往最大开度，变成直通无阻，导致进口压力等于出口压力。

(3)JF型减压阀出厂时泄油孔是用油塞堵住(的，使用时若此油塞未拧出，主阀芯上腔(弹簀腔)困油，导致主阀芯处于最大开度而不减压。J型管式阀也相同，J型板式阀如果设计安装板时未使泄油口连通油箱也会出现此现象。

2.3压力继电器

压力继电器的故障主要是误发动作以及不发讯号。主要原因是压力继电器本身产生误发信号故障，或者因油路里的压力波动，或因泵或其它阀(溢流阀、减压阀)的故障，系统压力建立不起来，或者存在较大的压力偏移现象，使压力继电器不发动作信号或误发动作信号。此时应检查泵与阀的问题，予以排除。

3、控制措施

对于液压系统压力控制阀压力失常的现象，采取的控制措施主要有:在工作中根据液压系统的具体应用场合及工作压力的大小选择适当的油液粘度;尽量采用高精度的压力控制阀;液压系统管路布置要合理;防止空气、水分等进入液压系统;严格控制液压油液污染;加强日常点检和维护。

维修人员严格按标准化操作，维护过程防止杂质混入，加强油液的存储和运输管理，正确调整压力阀的压力，日常工作中及时发现问题，采取相应措施，这样不仅可以充分发挥液压设备的性能，延长液压系统和液压元件的使用寿命，而且提高生产效率，使设备使用安全可靠。

液压系统压力控制阀通常体积较小，流道曲折，阻尼孔、节流孔等关键通道孔径很细，平衡弹簧一直在反复不断地交变工作，整个结构比较复杂，在使用中容易发生故障。所以必须对压力控制阀各种故障产生的原因予以仔细分析，从而采取相应的防止措施，以确保液压系统正常工作。