电磁换向阀的常见故障及其故障原因

   电磁换向阀的常见故障有哪些？其故障原因是什么？如何排除？

    (1)烧电磁铁（交流）
    ①电磁铁线圈漆包线没有使用规定等级的绝缘漆，因绝缘不良而使线圈烧坏。电磁铁线圈的绝缘等级需在E级以上。
    ②绝缘漆剥落或线圈碰伤P550399，线圈引出线的塑料包皮老化，造成漏电短路，或因电磁铁其他加工质量方面的原因而烧坏线圈。此时需更换电磁铁或重绕电磁铁线圈。
    ③电压过低，电磁铁吸力降低，不能克服负载阻力（如复位弹簧力、滑阀摩擦力及液动力等），电磁铁因过载发热严重而烧坏。电磁铁最低使用电压不能低于额定电压的15%,如220V额定电压的电磁铁最低使用电压不得低于180V。
    ④电压过高：也有少数情况是由于电压过高而烧毁。因为此时电磁铁吸力大，铁芯极易闭合，过高的电压产生过大的吸持电流，该电流使线圈逐渐过热，以致烧毁电磁铁铜漆包线外表的绝缘漆。在这种情况下，绕线架没有烧坏的痕迹。
    ⑤电源设计选择错误，如交直流电源混淆，超出了许用电压的变动范围，在过电压的条件下长期使用，电路中出现了将三位阀（双电磁铁阀）的两个电磁铁同时接成（或设计成）都通电的错误等；直流电磁铁电源整流装置失效等，均可造成线圈烧坏。为此，电路设计和安装排线时要注意，不能出现上述错误；电磁铁线圈使用电压范围为额定电压的85%～105%；在工厂自行发电（柴油机发电）和电网电压经常不稳定的单位，电路最好有稳压电源；注意实际连接的电路电压要与铭牌上的电压一致，交直流不可混杂。
    ⑥环境温度过高：直射阳光、油温、室温过高、通风散热不良等原因往往造成线圈提早老化。电磁铁生产厂家规定周围介质温度不得高于+50℃，不低于-30℃，电磁铁方能可靠工作。因为过高的环境温度，线圈通过辐射散失热量的能力降低，过热线圈的阻力增加，电流和电磁力降低，以至电磁铁不能闭合，结果是线圈烧坏。
    ⑦环境水蒸气、腐蚀性气体以及其他破坏绝缘的气体、导电尘埃等进入电磁铁内，造成线圈受潮生锈。为此，若环境恶劣、相对湿度大，要用湿热带型电磁铁，这种电磁铁对环境空气的相对湿度要求不大于95%，而普通型不得大于85%。
    ⑧工作油液黏度选择不当。黏度过高，黏性阻力大，超过了电磁铁的负载范围，产生过载而烧坏。一般资料推荐，电磁阀的油液黏度范围为15～400cSt。
    ⑨电磁铁的换向频率过快，热量的堆积比失散快，电磁铁很快变得力量不够不能彻底闭合而存在气隙磁阻。当换向频率过快时，连续高频启动产生的电流会将电磁铁烧坏。交流电磁铁的换向频率原标准规定为1000次／时，现提高到2000次／时，这对一般用途的电磁铁足以满足使用要求。
    ⑩液压回路设计有差错，如回路背压过高；长时间在超过许用背压值的工况下使用，安装板上未钻有电磁阀的L孔泄油通道或者L孔被堵塞，造成泄油受困，压力增高，电磁铁推不动阀芯，而出现过载，烧坏电磁铁。
    ⑩阀加工精度不好，阀芯阀体孔有毛刺，造成阀芯卡紧，电磁铁强行推动阀芯，而出现过载，最后烧坏电磁铁。
    ⑥电磁阀装配清洗不干净；阀芯与阀体孔配合间隙过小而阀安装螺钉又压得过紧、温升导致阀体孔变形，增大了阀芯滑动副运动方向上的摩擦力；或者油液中夹有杂物，阀芯卡死等原因，导致电磁铁过载而烧坏。
    ⑩复位弹簧错装成刚度大的P550549，很可能出现弹簧力大于电磁铁吸力的相反情况，电磁铁硬顶过载而烧坏。
    ⑩由于安装在阀体上的电磁铁别劲，使电磁铁吸力方向与阀芯移动方向不一致而烧坏。
    可根据上述情况，分别作出处置。一般电磁铁烧坏是电磁阀一个较为普遍的故障，有时还出现连续烧坏多个电磁铁的现象，所以在有可能出现烧电磁铁之前就应查明原因，采取对策。一般电磁铁烧坏之前有一个“过热”过程，普通线圈的温度额定值为105℃，比沸腾的水温略高一点，液压系统工作过程中，如发现电磁铁烫手，异常发热，应及时检修。

    (2)交流电磁铁发叫，有噪声
    电磁阀在台架试验和使用过程中，常出现两种噪声，即“嗡一嗡一”声与“嗒一嗒一”声，其原因如下。
    ①交流电磁铁本身质量不好。交流电磁铁由图3-37 (a)所示的零件所组成。当线圈通电时，在可动铁芯与固定铁芯之间形成磁路产生吸力，如图3-37 (b)所示。当导向板与可动铁芯因加工装配不好，或可动铁芯与固定铁芯加工不好时，均会导致固定铁芯与可动铁芯不能很好地吸合而发出“嗡一嗡一”声。可动铁芯（衔铁）
    ②可动铁芯与固定铁芯接触面凹凸不平未磨光，二者之间的气隙内有脱落的红丹防锈漆片及被其他污物卡住，不能很好地吸合，也会产生“嗡一嗡一”气隙声。
    ③固定铁芯上的铜短路环断裂，会产生电磁声和振动声。
    ④推杆过长，使可动铁芯与固定铁芯不能很好地吸合而保持正常气隙，发出“嗒——嗒—”的噪声。当推杆适当磨短一点，一般此种噪声可立刻消除。但须特别注意，磨短太多可能影响阀芯换向时的遮盖量与开口量，因而会影响到电磁阀的换向性能，必须综合考虑。不同电磁铁生产厂家生产的同一型号电磁铁，要求的推杆长度往往有差异。
    ⑤复位弹簧力过大，超过了电磁铁的吸力，通电时，发出“嗒一嗒一”声。
    ⑥阀芯与阀孔因毛刺及配合精度存在问题，摩擦力过大，超过了电磁铁的吸力，或因污物卡住阀芯，电磁铁推不动，也常常发出“嗡一嗡一”声。

    (3)电磁铁的其他故障
    ①吸力不够  由于电磁铁本身的加工误差，各运动件接触部位摩擦力大，或者直流电磁铁衔铁与套筒之间有污物或产生锈蚀而卡死，造成直流电磁铁、湿式电磁铁的吸力不够，动作迟滞；若电磁铁垂直安装，而又处于阀下方，电磁铁要承受本身动铁芯、衔铁和阀芯的重力，造成有效推力减少。
    ②不动作因焊接不良或接线端子插座接触不良，电磁铁进出线连接松脱以及因控制电路故障造成电磁铁不动作。

    (4)电磁阀换向不可靠，不换向
    电磁换向阀的换向可靠性故障表现为P166254：①不换向；②换向时两个方向换向速度不一致；③停留几分钟(一般台架试验为5mln)后，再通电发信不复位。
    电磁换向阀的换向可靠性主要受三种力的约束：①电磁铁的吸力；②弹簧复位力；③阀芯摩擦力（含黏性摩擦阻力及液动力等）。
    换向可靠性是换向阀最基本的性能。为保证换向可靠，弹簧力应大于阀芯的摩擦阻力；而电磁铁吸力又应大于弹簧力和阀芯摩擦阻力之和，以保证能可靠地换位。因此从影响这三种力的各因素分析，可找出换向不可靠的原因和排除方法。
    ①电磁铁质量问题（吸力不够）产生的不换向
    a．电磁铁质量差，因焊接不牢或受振动进出线脱落，或因电路故障造成电磁铁不能通电，当然就不换向。此时，可用电表检查不通电的原因和不通电的位置，予以排除。
    b．交流电磁铁的可动铁芯被导向板卡住，直流电磁铁衔铁与套筒之间有污物卡住或因锈死，湿式电磁铁因油液不干净，脏物卡在衔铁与导磁套之间等。这些情况均可使
电磁铁不能很好吸合，阀芯不能移动或不能移动到位，油路不切换，即不换向。图3-38小孔与阀体推杆阀芯的轴线不同心
    c．因线圈匝数不够造成电磁铁吸力不够，这种情况是由于从市场上购买了假冒伪劣电磁铁所致。
    d．因电磁铁的质量问题，固定铁芯上小孔与阀体推杆阀芯的轴线不同心（图3-38），造成推杆吸合过程中的歪斜，增大了阀芯运动副的摩擦力。另外，间隙A与间隙B磁力线疏密相差很大，会产生一侧向力，使推杆更移向A侧，造成推杆扭斜，更加别劲。
    e．电压差错导致线圈烧坏。日本生产的电磁铁多使用100V和200V的电压，日本输往中国的元件是专门为中国制作的。但随主机带进或用户从日本购进可能会出现差错——使用电压不符的电磁铁。需要提醒的是，并不只是将低电压的电磁铁用在高电源上会出现烧电磁铁的现象，高电压的电磁铁接在低电压的电源上，线圈也会烧坏。这是因为电压过低，造成电磁铁吸力不足，使铁芯不能完全吸合而产生过电流，烧坏电磁铁。另外，国内规定电业局供给的电源电压允许变动的范围为85%～105%，而国外大多规定为90%～110%，那么国外电磁铁用在国内的电源上就可能已经低了5%或高了5%的允差。
    电压是以二次方的负数影响着吸引力，而国内电网波动大，所以最好使用稳压电源。
    f．电磁铁频率接线差错。国内电源频率为50Hz，而日本的电源频率为60Hz，日本生产的交流电磁铁可用于50Hz和60Hz。但须注意，日本生产的小型电磁铁为两根引线，混用在50Hz和60Hz的电源上问题不大。而对大型电磁铁有三根引线，50Hz和60Hz有不同的接法，如接线出线差错，往往导致线圈烧损。对三引线电磁铁，须注意不使用剩下的那根引线，要绝缘包覆，以免出事故。
    ②因阀部分本身的机械加工质量、装配质量不良引起的换向不良
    a·阀芯台肩及阀芯平衡槽锐边处的毛刺，阀体沉割槽锐角处的毛刺清除不干净或者根本就未予以清除。特别是阀体孔内的毛刺往往翻向沉割槽内，很难清除，危害很大。目前元件生产厂采用尼龙刷对阀孔去毛刺，对阀芯采用振动去毛刺的方法，效果较好。
    b．阀芯与阀孔因几何精度（圆度、圆柱度）不好，会产生液压卡紧力。特别是停留几分钟(台架试验为5min)后，加上压力高，阀芯便常产生液压卡紧而不换向。值得一提的是：液压卡紧出现在工作状况中。不工作停机时或拆开清洗时H-BE 16 70314100，阀芯在阀孔内往往表现为灵活的。要检查阀芯阀孔精度才可判断是否会产生液压卡紧现象，阀芯与阀孔的几何精度一般应控制在0. 003～0. 005mm之内。
    c．安装螺钉拧得过紧。由于阀芯和阀体孔配合间隙很小(0. 007～0. 02mm)，若安装螺钉拧得过紧，导致阀体内孔变形，卡死阀芯而不能换向。螺钉的拧紧力矩最好按生产厂的推荐值，用力矩扳手拧紧。日本某厂推荐值为：M5的安装螺钉拧紧力矩推荐为6～9N'm，M6为12～15N．m，M8为20～25N．m，M12为75～105N'm。
    d．阀孔与阀体端面不垂直，电磁铁装上后，造成推杆歪斜别劲，阀芯运动阻力增大。
    e．L孔（泄油孔）或回油孔堵塞（偶尔发现有未钻通的）。特别是在加工中，L孔与阀孔相交处，由于偏斜而使交叉处穿通面积极小；或因工艺闷塞太长或压入过深，堵住了L孔，使泄油通道不畅，造成阀芯两端泄油困油而推不动阀芯，如图3-39所示。
    f．阀芯上均压（平衡）槽车加工时单边偏心或槽太浅，经磨加工后磨去一半，不起均压作用，装配后产生液压卡紧力，造成换向不良，如图3-40所示。
    g．阀芯台肩与阀体沉割槽轴向尺寸不对，或因复位弹簧不对（弹力不一致），造成两端换向速度不一致。
    h．阀芯阀体配合间隙过小或过大：过小容易造成摩擦阻力增大而卡紧，过大容易产生液压卡紧。
    i．铸件（阀体）因材质不好，安装螺钉又压得过紧，阀孔变成椭圆形而卡死阀芯，造成运动不灵活。
    j．湿式电磁铁使用前未松开放气螺钉放气。
    上述来自阀加工质量不好而产生的电磁阀换向不可靠的现象，随着液压件质量的提高会有较大改变，用户在使用时可根据具体原因，分别采取对策。
    ③因污物所致
    a．阀装配时清洗不良或清洗油不干净，污物随清洗油进入阀芯与阀体配合间隙中，卡住阀芯。
    b．油液中细微铁粉被电磁铁通电形成的磁场磁化，吸附在阀芯外表面或阀孔内表面引起卡紧，所以对于存在铁粉尘的地方，最好安设磁性过滤器。
    c．运转过程中，空气的尘埃污物进入液压系统，带到电磁阀内。
    d．油箱无防尘措施，注射机多以床身为油箱，污物特别容易进入。
    e．水分进入阀内造成锈蚀，注射机绝大多数装有以水为冷却介质的冷却器，水分进入油内的可能性大大增加。
    f．油液老化、劣化，产生油泥及其他污物。
    g．包装运输、修理过程中进入。
    ④其他原因造成的不换向
    a．复位弹簧的弹力不够造成不换向。这往往是弹簧疲劳、拆修后错装成弱弹簧或者复位弹簧折断，造成阀芯不复位而不能换向或换向不良。可根据不同情况予以排除。
    b．背压过大，超过了电磁阀的额定背压值，一般阀生产厂家都规定了阀的回油口T(O)的允许背压值，用户使用时不要超过该规定。表3-8列出了德国力士乐公司WE型电
磁阀回油口的背压值，供参考。因为如背压太大，电磁铁的推力便会不够（阀用电磁铁的推力仅为几十牛顿）。
    c．用户在设计液压安装板（或集成块H-BE 16 70315100）时，有些粗心的设计人员未设计有L孔泄油通道，或者虽设计了却和回油孔通。前者泄油无处可走，后者有可能因回油背压过高招致L腔压力高，均使电磁铁不能推动阀芯而无法实现换向。泄油口必须单独畅通地回油箱。
    d．推杆在使用一段时间后变短，多为推杆硬度不够，而改变了阀芯换向的位置。
    e．油温过高，阀孔变形，卡死阀芯。
    f．电磁铁四个安装螺钉未拧紧或因阀体上四个螺纹孑L攻得太浅，拧不紧，均造成阀芯换向不到位的现象。

    (5)电磁阀的外泄漏
    ①电磁铁与阀体结合面（图3-41中的1处）之间的外泄漏。
    产生外漏的原因如下。
   a．因连通两O腔（如34D-25B型）的工艺横孑L之孔口的工艺螺堵或圆柱堵头密封配合不好，油背压高时，油液经此工艺孔口螺堵或圆柱堵头缝隙流出，再经电磁铁与阀体结合面泄漏出来。此时应重配圆柱堵头。对螺纹堵头应按图3-42所示方法缠绕聚四氟乙烯带，注意方向不可缠反。
    b．L孔的工艺横孔φ5mm闷塞因配合松动而漏油，可钻掉重新铰孔，再打入配作（放大）的闷塞。
    c．从“推杆-O形圈一定位套”机构产生漏油。应注意：推杆表面有否拉伤，是否光滑；0形圈是否破裂；O形圈凹槽尺寸是否设计合理等。
    d．泄油流道L没有单独接成与油箱相通，而是接成（或设计成）与回油腔(O、T)相通。当O腔背压高时，油液倒灌入阀芯两端的L腔，超出了推杆O形圈的密封能力，势必
从推杆O形密封圈外漏。
    所以发现从电磁铁与阀体结合面外漏，主要从推杆机构密封处找原因并加以排除。
    ②从电磁阀阀体与安装底板结合面之间的漏油（图3-41中的2处）
    a．由于加工误差，电磁阀（板式）安装面上各油口P、A、B、O (T)、L孑L的0形圈沉孔尺寸深浅不一致（图3-43），使得沉深的O形圈无压缩变形量而漏油。
    b．O形圈沉孑L底面表面粗糙度度太大，表面上有加工留下的波纹而漏油（图3-44）。
    c．O形圈破损，或O形圈未装入沉孔内。
    d．电磁阀四个安装螺钉螺纹有效长度不够，或者因安装板上攻螺纹深度不够，看起来螺钉拧紧了，实际上并未拧紧，造成O形圈未有足够的压缩余量形成密封，此时O形圈还可能被挤入间隙。
    e．阀体或安装板有缩松气孔。
    ③工艺螺堵、管接头、工艺闷头的漏油（图3-41中的3处）
    a．管式阀的进出油口，因螺纹配合不好，管接头的密封不好而漏油。此时对锥管接头可缠绕聚四氟乙烯胶带，对直管细牙螺纹则更换合格的紫铜垫圈来解决。
    b．对螺纹工艺堵头处理方法同上，对于圆柱工艺堵头和钢球堵头则是因配合过松等原因造成，应钻出重新配打。

    (6)内泄漏量大
    内泄漏量大，导致功率损失而引起系统升温，甚至出现动作失常等故障。
    ①阀芯与阀孔配合间隙过大，或者因磨损后间隙大，须修复。正常配合间隙为0.007～0. 02mm（通径小取小值，通径大取大值）。
    ②阀芯或阀孑L台肩尺寸、沉割槽尺寸不对或超差，或者封油台肩处有缺口拉有凹槽，使封油长度段的遮盖量减少，造成内泄漏量的增加。
    ③平衡槽的位置尺寸设置不合理，加上切得很宽，也会减短封油长度（遮盖量）。
    ④阀芯外表面或阀孔内表面拉有较深轴向沟纹。
    ⑤工作油温过高，大于70℃。
    ⑥阀芯与阀孔因毛刺造成偏心，偏心的环状间隙泄漏量是未偏心时的2.5倍。
    ⑦阀两端的定位尺寸不准确（包括弹簧压缩长度），造成阀芯移不到位，或移位过头，两种情况均改变封油长度。
    可针对上述原因，分别采取对策。

    (7)压力损失大
    通过额定流量时的阀前与阀后压力之差称为压力损失。压力损失转化为热而导致油液温升发热。压力损失偏大的主要原因如下。
    ①通过电磁阀的实际流量远大于电磁阀规定的额定流量。特别是在差动回路中必须仔细考虑，因为此时经过阀的流量远远大于由泵供给的流量。
    ②阀芯台肩尺寸或阀体沉割槽距尺寸不对，或阀芯因某种原因移动不到位，造成阀开度小，而压力损失超差。
    国外的一些阀均规定了在一定工作压力下的使用流量值，就是基于这种考虑H-BE 16BS DR 10401200。超过使用流量，不但压力损失大，而且会产生换向不良的故障。