快换接头失效案例及分析（2）

2.3  对接/断开困难

在更换某一个扇形段时液压站并不停机，只是关闭相应的阀台并进行泄压后操作，有时忘记泄压而打压操作，断开和对接非常困难，有时压力没有完全释放管路里残存的压力也会造成操作困难。

1）残存压力的形成原因

所谓残存压力是指系统停机后管路中仍然存在的压力。

残存压力形成的原因有两种：

(1)是系统设计造成的，如液压锁、平衡阀、单向阀、O形阀芯中位机能等具有保压特性的设计，液压泵停止工作或换向阀复位后管路里的压力不能及时卸掉，困在液压管路里。

(2)与温度变化有关，温度升高后封闭液压管路中的液压油由于本身的膨胀性导致压力升高(液压油里的空气含量越低，压力温度特性越敏感)。

2）断开困难分析

断开过程如图4所示，如步骤②所示回拉护套即可实现断开。由于管路中残存压力的存在，压力作用在快速接头的投影面积上，公母接头有相对分开的作用力，并且压力越大作用力越大。公母接头上的作用力施加在锁死钢珠上(图5所示)，导致钢珠和护套卡死，断开困难。

图4  锥面快速接头断开过程

图5  各部件作用力示意图

3）对接困难分析

如图6所示，对接过程与断开过程类似，对接时护套回拉同时将公接头插入母接头阀体内，公母接头的阀芯相互作用打开阀芯，锁死钢珠落入沟槽内实现对接。

由于内部残存压力的存在对接力大大增加，1/2’通径的接头阀芯截面积按S=170mm²计算，若残存压力为p=5MPa，按弹簧力F1=70N，此时对接需要克服的力F为：

F=p×S+F1=5×170+70N=920N

此时对接已经相当困难，残存压力越高对接越困难。

图6   锥阀快速接头对接过程

2.4  故障率高原因分析

现场使用反馈的故障现象主要为密封损坏，故障原因与不当的操作及选型有关。如前所述，污染是密封损坏的主要原因之一；另外操作人员带压操作也可能造成密封件损坏。如图7所示，若带压对接，阀芯打开的瞬间，高速流体流经密封圈周边，若液压油中有微小颗粒即可把密封圈划伤，同时也有可能将密封圈冲出密封圈槽。

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