1、前言

    在液壓系統中，除需要液壓泵供油和液壓執行元件來驅動工作裝置外，還要配備一定數量的液壓閥來對液流的流動方向、壓力的高低以及流量的大小進行預期的控制，以滿足負載的工作要求。因此，液壓閥是直接影響液壓系統工作過程和工作特性的重要元件。液壓閥的失效也是引起液壓系統故障的主要原因之一。因而對液壓閥的失效分析就是有了很重要的意義。本文闡述了液壓閥的主要失效形式：液壓卡緊、氣穴和氣蝕、磨損及它們產生的原因，并提出相應的消除措施。

2、液壓卡緊

    當閥芯與閥套間液流的徑向力不平衡，而使閥芯偏心加大到最終使閥芯壓向閥套內壁面，出現卡緊現象，稱為液壓卡緊。

（1）產生液壓卡緊的主要原因

    徑向液壓力不平衡。由于滑動副的幾何形狀誤差和同軸度的變化，使配合間隙內液壓力不平衡而產生徑向力。油液中極性分子的吸附作用。徑向力的作用使閥芯向閥體一側靠近，因而產生阻礙閥芯運動的摩擦力。停頓一段時間后，軸向啟動所需之軸向力突然大大增加，甚至在泄壓后仍然緊密粘附在孔壁上，這種現象是由于油液中的極性分子（如油性的酸類物質）堵塞所致。油液中臟物楔入配合間隙。

（2）消除液壓卡緊的主要措施

    在閥芯表面開均壓槽，這種方法目前應用較多。均壓槽深度比間隙大得多，可以認為槽中各處壓力相等。由于均壓槽把圓錐部分分成幾段，故每段徑向不平衡力就很小了。各段加起來的總的徑向不平衡力也比原來小得多。縫隙中沿軸線方向的壓力分布基本上趨于均勻。同時，還能使油中的臟物存入槽中，大大減小了徑向液壓力。根據研究實驗證明，在閥芯凸肩中部開一條槽，其徑向力可減小到不開槽時的40%；開等距3條均壓槽可減小到6%；開7條均壓槽可減小到2.7%。槽的深度和寬度應至少為間隙的10倍。一般寬度為0.3-0.5mm,深度為0.8-1mm，節距為3-4mm。

    將閥芯工作臺肩受高壓一端作出微小的順錐，錐部大端與小端半徑差一般不大于0.003mm。這樣，既可防止泄漏增加，又可產生一個自動定心的液壓力，從而減小滑閥運動阻力。

    嚴格控制加工精度。通常把滑閥與閥孔的圓度和圓柱度控制在0.002-0.004以內。其表面粗糙度為Ra0.4-0.2μm。

精密過濾油液，一般采用5-25μm的精濾濾油器。

3、氣穴和氣蝕

    在溫度恒定的條件下，由于油液流經節流孔口或閥口時易形成高速射流，而使液體的絕對壓力降低到低于該液體的蒸汽壓，液體中產生大量蒸汽泡，稱為氣穴。氣穴發生時除流動性能變壞外，并伴有噪聲和振動。當附著在金屬表面上的氣泡破滅時，它產生的局部高溫和高壓會使金屬剝落，使表面粗糙，或出現海綿狀的小洞穴，節流口下流部位常可發現這種腐蝕的痕跡，這種現象稱為氣蝕。

（1）產生氣穴和氣蝕的主要原因

    過流截面狹窄。由伯努利方程式可知，在流量一定的情況下，過流截面越小，其流速越高，則該處液壓力越低，越易導致氣穴現象。液壓閥閥孔前后的壓力差。在液壓系統的任何地方，只要壓力低于空氣分離壓，就會產生氣穴和氣蝕現象。空氣直接混入油液中。

（2）消除氣穴和氣蝕的主要措施

    采用短孔式和厚壁式閥口，且把閥口的閥座入口做成圓角，因油液不收縮，在此處的壓力不下降就不會在閥口處產生氣穴和氣蝕。減小閥孔前后的壓力差。一般控制閥口前后的壓力比小于3.5。提高零件的抗氣蝕能力---增加零件的機械強度，采用抗腐蝕能力強的金屬材料，提高零件的表面加工質量等。盡可能降低油液中的空氣含量，避免壓力油與氣體直接接觸而增加溶解量。接頭與元件的密封要良好，以防止空氣侵入。

4、磨損

    液壓閥閥芯、閥體等機械零件的運動副之間，在運動時不斷產生摩擦，導致零件表面的尺寸、形狀和表面質量發生變化時即形成磨損。

（1）產生磨損的主要原因

    液壓系統的污染物可引起液壓閥各種形式的磨損，如固體顆粒進入零件運動副間隙內，對零件表面產生腐蝕或疲勞磨損；高速液流中的固體顆粒對零件表面的沖擊引起沖蝕磨損；油液中的水和油液氧化變質的粘稠狀生成物對液壓閥產生腐蝕和粘著磨損。

（2）消除磨損的主要措施

    液壓元件在加工的每道工序后都應凈化，裝配后應進行嚴格的清洗。在液壓系統正式工作之前應用沖洗液對其進行徹底的沖洗達到規定的清潔度要求后，放掉沖洗液，再注入液壓油。液壓油用正規廠家的國標液壓油。在液壓系統的適當部位設置過濾器，并定期檢查、清洗或更換。工作中注意控制液壓油的溫度，避免溫度過高而加速氧化變質，產生各種生成物。定期對液壓油進行抽樣檢查，分析其清潔度，如已經不符合要求，必須立即更換，更換新的液壓油前，必須對整個液壓系統進行徹底清洗。