液壓系統(tǒng)中的工作液體,是在液壓元件(包括管道)的容腔內(nèi)流動或暫存的,循環(huán)的工作液體理應(yīng)限于在規(guī)定的容腔內(nèi),然而由于壓力、間隙等種種原因,有部分液體超過容腔邊界流出,液體的“越界流出”現(xiàn)象稱為泄漏。

影響泄漏的幾個重要因素

液壓系統(tǒng)在實際工作中,下面幾個因素對泄漏有重要影響:

①工作壓力和溫升。液壓系統(tǒng)壓力越高越易泄漏。當(dāng)工作壓力大于密封耐壓時,密封唇部易變形,中間發(fā)生凹陷,從而增大了接觸寬度。實踐表明,當(dāng)壓力從零增大到0.1MPa時,其接觸寬度將是壓力為零時的4倍。壓力作用下接觸寬度的增加,使摩擦力矩增加,也使磨損加劇、溫升提高,泄漏增加,進(jìn)而影響密封的使用壽命。油溫過高,潤滑油膜變薄,摩擦力加大,磨損加劇,密封材料老化增快,使之變硬變脆,并可能很快導(dǎo)致泄漏。隨著油液溫度的增高,其密封壽命將急劇下降,溫度每增加10℃,密封壽命將縮短約1/3。

②轉(zhuǎn)速。軸的轉(zhuǎn)速不僅影響到密封的泄漏,而且由于轉(zhuǎn)速的改變,將引起溫升、動載等變化,嚴(yán)重影響到密封的工作壽命。

③工作介質(zhì)的清潔度。液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)是液壓油,如果油液不潔,或由于機械對元件在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的磨損粉末和切屑粉末,以及外部侵入的灰塵,一旦進(jìn)入油液,油質(zhì)將變差,形成油泥和固形雜質(zhì),引起密封唇口與元件表面的劃傷,從而導(dǎo)致密封的急劇磨損,泄漏增加。

④工作介質(zhì)的粘度和橡膠材料。由于密封件上橡膠與不同油液的親和性不同,因而會出現(xiàn)橡膠的膨脹或收縮,一般來說,工作介質(zhì)粘度越低,越易泄漏,越高越不易泄漏。

為控制液壓系統(tǒng)的泄漏,必須從檢測、正確選用和使用密封件等入手。

1泄漏檢測首先對液壓系統(tǒng)的泄漏原因進(jìn)行診斷,這是控制泄漏的關(guān)鍵。

2密封件的正確選用密封大多數(shù)采用具有彈性或易變形的材料,密封材料的正確選用是決定密封性能、防止泄漏的主要因素。密封件的材料一般應(yīng)具備下列要求:抵抗工作介質(zhì)侵蝕的能力強,長期工作體積和硬度變化小;彈性和壓縮復(fù)原性好,永久變形小;材料敏感性好,不滲漏;具備適當(dāng)?shù)臋C械強度和硬度;具有能與密封面貼含的柔軟性和彈性;耐低溫和高溫性能好,高溫下不分解不軟化,低溫下不硬化;既不腐蝕,也不粘在金屬表面上;耐臭氧性和耐老化性好,經(jīng)久耐用;加工制造方便,價格低。任何一種材料往往不能全面滿足上述這些要求,使用時應(yīng)根據(jù)工作條件、要求來選擇。

3密封件的安裝為使密封可靠、壽命長,在設(shè)計密封槽時,要有適當(dāng)?shù)膲嚎s率,不能過大也不能過小,過大則壓縮應(yīng)力增加,摩擦力增大,加快密封磨損,亦易產(chǎn)生扭曲破壞,壽命縮短,有時造成裝配困難;過小,則密封性不好,易泄漏。零件設(shè)計時要有導(dǎo)向角,以免裝配時損傷密封件。安裝時,盡量避免過大拉伸,以免變形。特別注意的是必須保證密封唇口部端面垂直于軸的中心線,否則產(chǎn)生的偏移會造成唇口單邊的局部磨損,不能形成泵汲。

4實際工作中注意事項

①要控制液壓系統(tǒng)的油溫。油溫過高,潤滑油膜變薄,摩擦力加大,磨損加劇,密封材料老化增快,使之變硬變脆,并可能很快導(dǎo)致泄漏。

②液壓系統(tǒng)中應(yīng)盡量減少管接頭,據(jù)統(tǒng)計有30%~40%的泄漏在管接頭處。因此要選擇結(jié)構(gòu)合適的管接頭。液壓系統(tǒng)中常用的管接頭有擴(kuò)口式、卡套式和焊接式三類。三種接頭各有特點,應(yīng)根據(jù)工作可靠性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行選擇。

③選擇合適的液壓元件,提高元件的表面精度。如系統(tǒng)不要求有快速切換,則應(yīng)選擇濕式電磁閥,因它壽命長,沖擊小,推桿處無動密封,消除了推桿部位引起的泄漏。

④在易于進(jìn)入粉塵、灰塵的液壓元件或密封處,增加擋塵裝置,如防塵環(huán)、擋塵罩等。防止設(shè)備長時間超壓和超轉(zhuǎn)速運行。

⑤保持油液的清潔,定期更換油液。

篇2:裝載機液壓系統(tǒng)的泄漏及防治

裝載機經(jīng)常工作在潮濕、塵埃、泥濘、低溫或高溫,以及強光輻射等環(huán)境中,要求其液壓系統(tǒng)能夠長期可靠地工作。如果液壓系統(tǒng)一旦發(fā)生泄漏,應(yīng)及時檢修。

1.泄漏的種類

裝載機液壓系統(tǒng)的泄漏主要有兩種,一是固定不動部位(即靜接合面,如液壓缸缸蓋與缸筒的接合處)密封的泄漏;二是滑動部位(即動結(jié)合面,如液壓缸活塞與缸筒內(nèi)壁、活塞桿與缸蓋導(dǎo)向套之間)密封的泄漏,亦可分為內(nèi)泄漏和外泄漏。內(nèi)泄漏主要產(chǎn)生在液壓閥、液壓泵(液壓馬達(dá))及液壓缸內(nèi)部油液從高壓腔流向低壓腔;外泄漏主要產(chǎn)生在液壓系統(tǒng)的液壓管路、液壓閥、液壓缸和液壓泵(液壓馬達(dá))的外部,即向零部件的外面滲漏。具體表現(xiàn)為管接頭、密封件、元件接合面、殼體及系統(tǒng)自身原因而引起的油液泄漏。

2.泄漏的原因

液壓系統(tǒng)的泄漏一般都是在使用一段時間后產(chǎn)生。從表面現(xiàn)象看,多為密封件失效、損

壞、擠出,或密封表面被拉傷等造成。主要原因有:油液污染、密封表面粗糙度不當(dāng)、密封溝槽不合格,管接頭松動、配合件間隙增大、油溫過高、密封圈變質(zhì)或裝配不良等。

(1)管接頭的泄漏與連接處的加工精度、緊固強度及毛刺是否被除掉等因素有關(guān)。主要表現(xiàn)是選用管接頭的類型與使用條件不符;管接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理;管接頭的加工質(zhì)量差,不起密封作用;壓力脈動引起管接頭松動,螺栓蠕變松動后未及時擰緊;管接頭擰緊力矩過大或不夠。

(2)密封件引起的泄漏與密封件的損壞或失效有關(guān)。主要表現(xiàn)是密封件的材料或結(jié)構(gòu)類型與使用條件不符;密封件失效、壓縮量不夠、老化、損傷、幾何精度不合格、加工質(zhì)量低劣、非正規(guī)產(chǎn)品;密封件的硬度、耐壓等級、變形率和強度范圍等指標(biāo)不合要求;密封件的安裝不當(dāng)、表面磨損或硬化,以及壽命到期但未及時更換。

(3)由元件結(jié)合面引起的泄漏與設(shè)計、加工和安裝都有關(guān)。主要表現(xiàn)是密封的設(shè)計不符合規(guī)范要求,密封溝槽的尺寸不合理,密封配合精度低、配合間隙超差;密封表面粗糙度和平面度誤差過大,加工質(zhì)量差;密封結(jié)構(gòu)選用不當(dāng),造成變形,使接合面不能全面接觸;裝配不細(xì)心,接合面有沙塵或因損傷而產(chǎn)生較大的塑性變形。

(4)殼體的泄漏主要發(fā)生在鑄件和焊接件的缺陷上,在液壓系統(tǒng)的壓力脈動或沖擊振動的作用下逐漸擴(kuò)大。

(5)系統(tǒng)自身泄漏的主要原因是,系統(tǒng)裝配粗糙,缺乏減振、隔振措施;系統(tǒng)超壓使用;未做到按規(guī)定對系統(tǒng)適時檢查及處理;易損件壽命到期但未及時更換。

3.泄漏的防治

(1)防止油液污染

液壓泵的吸油口應(yīng)安裝粗濾器,且吸油口處應(yīng)距油箱底部一定距離;出油口處應(yīng)安裝高壓精濾器,且過濾效果應(yīng)符合系統(tǒng)的工作要求,以防污物堵塞而引起液壓系統(tǒng)故障;液壓油箱隔板上應(yīng)加裝過濾網(wǎng),以除去回油過濾器未濾去的雜質(zhì)。液壓缸上應(yīng)安裝金屬防護(hù)圈,以防污物被帶進(jìn)缸內(nèi),并可防止泥水和光輻射對液壓缸侵蝕而引起泄漏;液壓元器件安裝前應(yīng)檢查、清理干凈其內(nèi)部的鐵屑及雜質(zhì);定期檢查液壓油,一旦發(fā)現(xiàn)油液變質(zhì)、泡沫多、沉淀物多、油水分離等現(xiàn)象后應(yīng)立即清洗系統(tǒng)并換油。新油加入油箱前應(yīng)經(jīng)過靜置沉淀,過濾后方可加入,必要時可設(shè)中間油箱以進(jìn)行新油的沉淀和過濾,確保油液的清潔。

(2)密封表面的粗糙度要適當(dāng)

液壓系統(tǒng)相對運動副表面的粗糙度過高或出現(xiàn)軸向劃傷時將產(chǎn)生泄漏;粗糙度過低,達(dá)到鏡面時密封圈的唇邊會將油膜刮去,使油膜難以形成,密封刃口產(chǎn)生高溫,加劇磨損,所以密封表面的粗糙度不可過高也不能過低。與密封圈接觸的滑動面一定好有較低的粗糙度,液壓缸、滑閥等動密封件表面的粗糙度應(yīng)在Ra0.2~0.4дm之間,以保證運動時滑動面上的油膜不被破壞。當(dāng)液壓缸、滑閥的桿件上出現(xiàn)軸向劃傷時,輕者可用金相砂紙打磨,重者應(yīng)電鍍修復(fù)。

(3)合理設(shè)計和加工密封溝槽

液壓缸密封溝槽的設(shè)計或加工的好壞,是減少泄漏、防止油封過早損壞的先決條件。如果活塞與活塞桿的靜密封處溝槽尺寸偏小,密封圈在溝槽內(nèi)沒有微小的活動余地,密封圈的底部就會因受反作用力的作用使其損壞而導(dǎo)致漏油。密封溝槽的設(shè)計(主要是溝槽部位的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、形位公差和密封面的粗糙度等),應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。

防止油液由靜密封件處向外泄漏,須合理設(shè)計靜密封件密封槽尺寸及公差,使安裝后的靜密封件受擠壓變形后能填塞配合表面的微觀凹坑,并能將密封件內(nèi)應(yīng)力提高到高于被密封的壓力。當(dāng)零件剛度或螺栓預(yù)緊力不夠大時,配合表面將在油液壓力作用下分離,造成間隙過大,隨著配合表面的運動,靜密封就變成了動密封。

(4)減少沖擊和振動

液壓系統(tǒng)的沖擊主要產(chǎn)生于變壓、變速、換向的過程中,此時管路內(nèi)流動的液體因很快的換向和閥口的突然關(guān)閉而瞬間形成很高的壓力峰值,使連接件、接頭與法蘭松動或密封圈擠入間隙損壞等而造成泄漏。為了減少因沖擊和振動而引起的泄漏,可以采取以下措施:

①用減振支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動的能量。

②采用帶阻尼的換向閥、緩慢開關(guān)閥門、在液壓缸端部設(shè)置緩沖裝置(如單向節(jié)流閥)。

③使用低沖擊閥或蓄能器來減少沖擊。

④適當(dāng)布置壓力控制閥來保護(hù)系統(tǒng)的所有元件。

⑤盡量減少管接頭的使用數(shù)量,且管接頭盡量用焊接連接。

⑥使用螺紋直接頭、三通接頭和彎頭代替錐管螺紋接頭。

⑦盡量用回油塊代替各個配置。

⑧針對使用的最高壓力,規(guī)定安裝時使用的螺栓扭距和堵頭扭距,防止接合面和密封件被損壞。

(5)減少動密封件的磨損

液壓系統(tǒng)中大多數(shù)動密封件都經(jīng)過精確設(shè)計,如果動密封件加工合格、安裝正確、使用合理,均可保證長時間無泄漏。從設(shè)計角度來講,可以采用以下措施來延長動密封件的壽命:

①消除活塞桿和驅(qū)動軸密封件上的徑向載荷。

②用防塵圈、防護(hù)罩和橡膠套保護(hù)活塞桿,防止粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入。

③設(shè)計、選取合適的過濾裝置和便于清洗的油箱,以防止粉塵在油液中累積。

④使活塞桿和軸的速度盡可能低。

(6)合理設(shè)計安裝板

當(dāng)裝載機液壓系統(tǒng)閥組或底板用螺栓固定在安裝面上時,為了得到滿意的初始密封和防止密封件被擠出溝槽與被磨損,安裝面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要小于Ra0.8μm,平面度誤差要小于0.01/100mm;表面不能有徑向劃痕,連接螺釘?shù)念A(yù)緊力要足夠大,以防止表面分離。

(7)要正確裝配密封圈

裝配密封圈時應(yīng)在其表面涂油,若須通過軸上的鍵槽、螺紋等開口部位,應(yīng)使用引導(dǎo)工具,不要用螺絲刀等金屬工具,否則會劃傷密封圈而造成漏油。對于有方向性的密封圈(如V、Y和Y*等型密封圈),裝配時應(yīng)將唇口對著壓力油腔,注意保護(hù)唇口,避免被零件的銳邊、毛刺等劃傷。對旋轉(zhuǎn)接觸的密封面(如液壓泵主動齒輪軸端),應(yīng)選用雙唇密封圈。安裝組合密封件前應(yīng)將密封件放在液壓油中煮到一定溫度;安裝時應(yīng)使用專用的導(dǎo)套和收口工具,并嚴(yán)格遵守廠家對密封件的安裝說明。

(8)控制油溫防止密封件變質(zhì)

密封件過早變質(zhì)的一個重要原因是油溫過高。多數(shù)情況下,當(dāng)油溫經(jīng)常超過60℃時,油液黏度大大下降,密封圈膨脹、老化、失效,結(jié)果導(dǎo)致液壓系統(tǒng)產(chǎn)生泄漏。據(jù)研究表明,油溫每升高10℃則密封件的壽命就會減半,所以應(yīng)使油液溫度控制在65℃以內(nèi)。為此,應(yīng)將油箱內(nèi)部的出油管與回油管用隔板隔開,減少油箱到執(zhí)行機構(gòu)(缸或馬達(dá))之間的距離,管路上盡量少用直角彎頭;另外,應(yīng)注意油液與密封材料的相容性問題,須按使用說明書或有關(guān)手冊選用液壓油和密封件的型式與材質(zhì)。

(9)重視修理裝配工藝

應(yīng)強化防漏治漏的修理工藝,如閥桿、活塞表面、缸內(nèi)壁的整體或局部均可采用電刷鍍、靜電噴涂增厚后,再經(jīng)車床切削加工至所需尺寸。安裝帶螺紋的管接頭時,應(yīng)在螺紋上纏繞聚四氟乙烯生料帶。鑄造件或焊接件在安裝前應(yīng)進(jìn)行探傷檢查和耐壓試驗,耐壓試驗的壓力相當(dāng)于其最高工作壓力的150%~200%。油封裝入座孔時,應(yīng)用專用工具導(dǎo)入,防止位置偏斜。

篇3:工程機械液壓系統(tǒng)內(nèi)泄漏故障原因預(yù)防措施

1引言隨著公路事業(yè)的迅速發(fā)展,工程機械的品種和數(shù)量越來越多,對工程機械的要求也越來越高。液壓傳動以運動傳遞平穩(wěn)、均勻,容易獲得大的力和力矩,單位功率質(zhì)量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊,反應(yīng)靈敏、操作簡單,易于實現(xiàn)自動化,自動潤滑,標(biāo)準(zhǔn)化程度高,元件壽命長等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于工程機械中。而液壓傳動又有對液壓油要求高、液壓元件價格高、液壓設(shè)備故障原因不易查找等缺點,在使用過程中一旦出現(xiàn)故障,則很難準(zhǔn)確診斷,尤其是內(nèi)泄漏故障,既看不見,又摸不著,沒有一定的經(jīng)驗和診斷技術(shù)更是很難確診。因此,對于液壓系統(tǒng)內(nèi)泄漏引起的故障,維修人員往往不知所措,盲目亂拆或“頭疼拿腳醫(yī)”的情況時有發(fā)生,甚至在“亂拆”工作中造成零部件的變形和損傷,給使用單位造成工作被動及一定的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)費盡周折找到內(nèi)泄漏故障的部位時,人們通常采用以提高液壓元件的幾何尺寸精度,表面粗糙度和加強密封以及換件的方法來處理內(nèi)泄漏問題,而未采取有效防范措施。事隔不久,勢必再次發(fā)生內(nèi)泄漏故障,造成較大的浪費和損失。為了進(jìn)一步做好這些大型貴重設(shè)備的使用與維護(hù),延長其使用壽命,使用單位必須重視液壓系統(tǒng)的維護(hù)管理,必須研究分析找出內(nèi)泄漏故障的根本原因,采取“對癥下藥”的防治措施。2液壓系統(tǒng)出現(xiàn)內(nèi)泄漏故障的危害及機理分析為了減少零件的磨損,兩運動零件表面之間必須具有間隙,因此產(chǎn)生液體的泄漏,而間隙密封是一種最簡單而應(yīng)用最廣泛的密封方法。液壓系統(tǒng)中存在著很多的間隙密封,由于設(shè)計、制造和裝配誤差、磨損不均和元件在工作中的變形等而產(chǎn)生縫隙,它們因摩擦磨損而逐漸增大。當(dāng)油液流經(jīng)這些縫隙時,必然引起泄漏量加大,直接影響工程機械的正常運用,并造成工程機械操作失靈、運轉(zhuǎn)異常、效率降低、壽命縮短等,帶來經(jīng)濟(jì)上的損失,甚至發(fā)生安全事故,因此必須采用有效的方法來防止。在液壓傳動中,常見縫隙形式有兩種:一種是由兩個平面形成的平面縫隙,如柱塞泵的缸體與配流盤;另一種是由內(nèi)外圓柱表面形成的環(huán)狀縫隙,如柱塞泵的柱塞和柱塞孔。油液經(jīng)過小孔和縫隙的泄漏量究竟有多大呢?一般來講,液壓系統(tǒng)中主要的縫隙及泄漏量是:(1)楔形縫隙。這主要是因兩配合平面間平行度低,磨損不均或裝配不當(dāng)而形成的。由該縫隙引起的泄漏量為式中:Q1——泄漏量ΔP——縫隙兩端壓力差B——與油液流速垂直方向縫隙寬度尺寸h1、h2——入口和出口縫隙高度,且h1