裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏及防治, m% C* b7 E8 M5 r* E: x+ W4 w
! y3 N/ q3 A: k6 ]( Z3 S9 A 作者:陳步童 張?jiān)匠?5 ?. @) {: y. d4 |% j" h& O
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裝載機(jī)經(jīng)常工作在潮濕,、塵埃、泥濘,、低溫或高溫,,以及強(qiáng)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(shí)檢修。
: l7 H# [4 i( ~/ F% w- {$ K 1.泄漏的種類 % M7 K i. p, z! M
裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏主要有兩種,,一是固定不動(dòng)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(dòng)部位(即動(dòng)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,。 ; q8 x2 B1 [2 o
2.泄漏的原因 ! Y; \' ]4 _& A0 e
液壓系統(tǒng)的泄漏一般都是在使用一段時(shí)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(dòng),、配合件間隙增大、油溫過高,、密封圈變質(zhì)或裝配不良等,。 % K* R. Q4 X4 x+ _% J1 z
(1)管接頭的泄漏與連接處的加工精度、緊固強(qiáng)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(jì)不合理;管接頭的加工質(zhì)量差,,不起密封作用,;壓力脈動(dòng)引起管接頭松動(dòng),螺栓蠕變松動(dòng)后未及時(shí)擰緊,;管接頭擰緊力矩過大或不夠,。 7 Y l1 D1 c, K5 u
(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(jí),、變形率和強(qiáng)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(shí)更換。
: G% W0 e p* M( D. q (3)由元件結(jié)合面引起的泄漏與設(shè)計(jì),、加工和安裝都有關(guān),。主要表現(xiàn)是密封的設(shè)計(jì)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,。
6 H( B! T2 ^" ^5 z: Q' U9 [! \1 X; m5 j (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(dòng)或沖擊振動(dòng)的作用下逐漸擴(kuò)大,。 6 P4 c; v4 n4 N
(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(duì)系統(tǒng)適時(shí)檢查及處理,;易損件壽命到期但未及時(shí)更換,。
{" C' x5 h- `1 A+ B! T9 Y9 ` 3.泄漏的防治 : l; R# a+ I# ]3 _3 R. y( a% n
(1)防止油液污染
: ^- A: W+ j" Y& V7 q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(duì)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(shí)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,。 7 Y( e5 ^$ D! C% m
(2)密封表面的粗糙度要適當(dāng)
. C# B3 e x, @# ?) N* U 液壓系統(tǒng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)副表面的粗糙度過高或出現(xiàn)軸向劃傷時(shí)將產(chǎn)生泄漏,;粗糙度過低,達(dá)到鏡面時(shí)密封圈的唇邊會(huì)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(dòng)面一定好有較低的粗糙度,液壓缸,、滑閥等動(dòng)密封件表面的粗糙度應(yīng)在Ra0.2~0.4дm之間,,以保證運(yùn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)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(shí),,輕者可用金相砂紙打磨,重者應(yīng)電鍍修復(fù),。
$ w5 {2 W* j( C5 \7 n" N9 w (3)合理設(shè)計(jì)和加工密封溝槽 9 j& T1 \# d3 O, c3 Y6 x1 H
液壓缸密封溝槽的設(shè)計(jì)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(dòng)余地,密封圈的底部就會(huì)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(jì)(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,。 , M8 t7 }9 Z {6 c3 [' s
防止油液由靜密封件處向外泄漏,,須合理設(shè)計(jì)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(shí),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(yùn)動(dòng),靜密封就變成了動(dòng)密封,。
& S0 f. }# x) G0 N' `( a (4)減少?zèng)_擊和振動(dòng)
- z6 v) B" q" `9 m7 [; Z 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(shí)管路內(nèi)流動(dòng)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(dòng)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(dòng)而引起的泄漏,,可以采取以下措施:
1 |$ f! r: h* d j: b- [# q ①用減振支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動(dòng)的能量。
, w* K0 b! ~- n* y- u 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)。
& C# ?* N3 f0 y- k ③使用低沖擊閥或蓄能器來減少?zèng)_擊,。 0 Q4 ]* C( k% _4 }+ Y! n2 |
④適當(dāng)布置壓力控制閥來保護(hù)系統(tǒng)的所有元件,。 " B+ \- y9 `5 J% z s
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,。
4 d1 Z- _+ e) z' ]% S; z( y ⑥使用螺紋直接頭,、三通接頭和彎頭代替錐管螺紋接頭,。
4 E7 |% M, Q: ?: ?% G ⑦盡量用回油塊代替各個(gè)配置,。 $ B! p) W: m$ J0 k
⑧針對(duì)使用的最高壓力,規(guī)定安裝時(shí)使用的螺栓扭距和堵頭扭距,,防止接合面和密封件被損壞,。 ; h4 D2 U: h" x2 A# O" m
(5)減少動(dòng)密封件的磨損
! [; T& H' F. `' i4 i+ R6 @- z 液壓系統(tǒng)中大多數(shù)動(dòng)密封件都經(jīng)過精確設(shè)計(jì),如果動(dòng)密封件加工合格,、安裝正確,、使用合理,均可保證長時(shí)間無泄漏,。從設(shè)計(jì)角度來講,,可以采用以下措施來延長動(dòng)密封件的壽命: 5 ~6 t% F1 P3 K8 I! [2 }0 i/ Z
①消除活塞桿和驅(qū)動(dòng)軸密封件上的徑向載荷。
- h% q2 B+ c% B3 l; M 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,。
4 n) D# M1 x! M5 K5 y. K! I+ ] ③設(shè)計(jì)、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,。 1 T$ k1 t* X; N8 p
④使活塞桿和軸的速度盡可能低。
7 P c6 X6 E4 P" N% k' L' k& | (6)合理設(shè)計(jì)安裝板
" Q3 D6 e8 }% h" G$ L 當(dāng)裝載機(jī)液壓系統(tǒng)閥組或底板用螺栓固定在安裝面上時(shí),,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,。
! B6 a9 x9 c! A! O0 G: \" n9 |/ J (7)要正確裝配密封圈 $ { H6 d$ K4 N1 o! H I# j
裝配密封圈時(shí)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(huì)劃傷密封圈而造成漏油,。對(duì)于有方向性的密封圈(如V、Y和Yx等型密封圈),,裝配時(shí)應(yīng)將唇口對(duì)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(duì)旋轉(zhuǎn)接觸的密封面(如液壓泵主動(dòng)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(shí)應(yīng)使用專用的導(dǎo)套和收口工具,并嚴(yán)格遵守廠家對(duì)密封件的安裝說明,。
% n. U, O6 H1 b& @ (8)控制油溫防止密封件變質(zhì) % u9 o; V5 w" G8 ^2 y" H
密封件過早變質(zhì)的一個(gè)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(shí),,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(huì)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(jī)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(cè)選用液壓油和密封件的型式與材質(zhì)。 5 U3 z3 @' N8 m1 g, p# `: j* \7 P, T
(9)重視修理裝配工藝
( j w y; v: H2 n* t, f+ z& g6 t0 h 應(yīng)強(qiáng)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(shí),,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(yàn),耐壓試驗(yàn)的壓力相當(dāng)于其最高工作壓力的150%~200%,。油封裝入座孔時(shí),,應(yīng)用專用工具導(dǎo)入,防止位置偏斜,。 |