高低温对电液伺服阀性能影响

　　电液伺服阀是精密的控制元件之一。由于材料的热胀冷缩现象，当环境温度变化时，阀体、阀芯和密封件等零件尺寸变化，造成电液伺服阀原来的配合间隙发生变化，同时也引起密封尺寸和液压介质的变化，如阀芯的磨损、卡死、卡滞、压力损失增加或泄漏加剧的现象;由于高低温引起的油液特性变化，如产生污染使阀磨损而降低其性能，甚至会堵塞而不能工作，油液粘度也随油温升高而降低，橡胶密封件低温下变硬变脆，高温下会变软等。

　　1 对电液伺服阀零件尺寸的影响

　　大多数材料的原子受热后其能量增大，发生偏离平衡位置的振动，导致原子间距离增加，在宏观上导致材料体积和线尺寸变大，即体积会随温度升高而发生膨胀现象^[2]。

　　在工程材料中，一些精密的配合偶件之间由于其间隙很小，既要保证能够被包容件在包容件里能往复运动，同时还要保证密封性，尽量减小泄露量，这就要求在精密配合设计时尽量考虑采用热膨胀系数小的材料或者采用热膨胀系数相近的材料配合，以保证其可靠性。由于温度变化引起的电液伺服阀组成元件之间相互关联尺寸之间发生变化，影响电液伺服阀的输出性能。过盈配合量减小时会造成电液伺服阀零漂大，节流孔组件在阀体内窜动等;温度升高过盈配合尺寸增大，会造成配合处应力增大，严重时会造成变形量增加。材料的热膨胀性常用线膨胀系数α来表示，其含义为温度每上升1℃时，单位长度的伸长量(1/℃)。表1为组成电液伺服阀几种元件材料的平均线膨胀系数^[3-4]。

　　以下为电液伺服阀重要元件配合情况^[4]：

　　阀芯阀套之间为间隙配合0.002~0.004mm;阀套阀体之间通常是过盈配合0.002mm(或间隙配合0.002mm);衔铁中孔和弹簧管小端外径为过盈配合，过盈量0.008~0.012mm;弹簧管中孔与挡板大端之间是过盈配合，过盈量0.004~0.006mm;挡板内径与反馈杆之间为过盈配合，过盈量0.003~0.005mm;反馈杆下的小球与阀芯的中槽为无间隙啮合;喷嘴和阀体之间为过盈配合，压入的喷嘴前端0.004~0.007mm。

　　阀套受热时内径会出现膨胀现象。由材料力学可知,物体温度上升ΔT时，材料长度伸长了：

　　考虑到阀套与阀体之间的过盈配合,在径向方向上阀套双向膨胀,其间隙变化了：

　　α₁，α₂-为阀套、阀芯的材料线膨胀系数，1/℃;r₁，r₂-阀芯内半径，阀套外半径尺寸，mm。图1、图2为电液伺服阀阀芯、阀套结构。