液壓系統中的工作液體,是在液壓元件(包括管道)的容腔內流動或暫存的,循環的工作液體理應限于在規定的容腔內,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”現象稱為泄漏。

影響泄漏的幾個重要因素

液壓系統在實際工作中,下面幾個因素對泄漏有重要影響:

①工作壓力和溫升。液壓系統壓力越高越易泄漏。當工作壓力大于密封耐壓時,密封唇部易變形,中間發生凹陷,從而增大了接觸寬度。實踐表明,當壓力從零增大到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轉速。軸的轉速不僅影響到密封的泄漏,而且由于轉速的改變,將引起溫升、動載等變化,嚴重影響到密封的工作壽命。

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

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

為控制液壓系統的泄漏,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的泄漏原因進行診斷,這是控制泄漏的關鍵。

2密封件的正確選用密封大多數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具備下列要求:抵抗工作介質侵蝕的能力強,長期工作體積和硬度變化小;彈性和壓縮復原性好,永久變形小;材料敏感性好,不滲漏;具備適當的機械強度和硬度;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,使用時應根據工作條件、要求來選擇。

3密封件的安裝為使密封可靠、壽命長,在設計密封槽時,要有適當的壓縮率,不能過大也不能過小,過大則壓縮應力增加,摩擦力增大,加快密封磨損,亦易產生扭曲破壞,壽命縮短,有時造成裝配困難;過小,則密封性不好,易泄漏。零件設計時要有導向角,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,并可能很快導致泄漏。

②液壓系統中應盡量減少管接頭,據統計有30%~40%的泄漏在管接頭處。因此要選擇結構合適的管接頭。液壓系統中常用的管接頭有擴口式、卡套式和焊接式三類。三種接頭各有特點,應根據工作可靠性和經濟性進行選擇。

③選擇合適的液壓元件,提高元件的表面精度。如系統不要求有快速切換,則應選擇濕式電磁閥,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在易于進入粉塵、灰塵的液壓元件或密封處,增加擋塵裝置,如防塵環、擋塵罩等。防止設備長時間超壓和超轉速運行。

⑤保持油液的清潔,定期更換油液。

篇2:裝載機液壓系統的泄漏及防治

裝載機經常工作在潮濕、塵埃、泥濘、低溫或高溫,以及強光輻射等環境中,要求其液壓系統能夠長期可靠地工作。如果液壓系統一旦發生泄漏,應及時檢修。

1.泄漏的種類

裝載機液壓系統的泄漏主要有兩種,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(即動結合面,如液壓缸活塞與缸筒內壁、活塞桿與缸蓋導向套之間)密封的泄漏,亦可分為內泄漏和外泄漏。內泄漏主要產生在液壓閥、液壓泵(液壓馬達)及液壓缸內部油液從高壓腔流向低壓腔;外泄漏主要產生在液壓系統的液壓管路、液壓閥、液壓缸和液壓泵(液壓馬達)的外部,即向零部件的外面滲漏。具體表現為管接頭、密封件、元件接合面、殼體及系統自身原因而引起的油液泄漏。

2.泄漏的原因

液壓系統的泄漏一般都是在使用一段時間后產生。從表面現象看,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、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。主要表現是選用管接頭的類型與使用條件不符;管接頭的結構設計不合理;管接頭的加工質量差,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。主要表現是密封件的材料或結構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、加工質量低劣、非正規產品;密封件的硬度、耐壓等級、變形率和強度范圍等指標不合要求;密封件的安裝不當、表面磨損或硬化,以及壽命到期但未及時更換。

(3)由元件結合面引起的泄漏與設計、加工和安裝都有關。主要表現是密封的設計不符合規范要求,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,加工質量差;密封結構選用不當,造成變形,使接合面不能全面接觸;裝配不細心,接合面有沙塵或因損傷而產生較大的塑性變形。

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

(5)系統自身泄漏的主要原因是,系統裝配粗糙,缺乏減振、隔振措施;系統超壓使用;未做到按規定對系統適時檢查及處理;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

液壓泵的吸油口應安裝粗濾器,且吸油口處應距油箱底部一定距離;出油口處應安裝高壓精濾器,且過濾效果應符合系統的工作要求,以防污物堵塞而引起液壓系統故障;液壓油箱隔板上應加裝過濾網,以除去回油過濾器未濾去的雜質。液壓缸上應安裝金屬防護圈,以防污物被帶進缸內,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檢查、清理干凈其內部的鐵屑及雜質;定期檢查液壓油,一旦發現油液變質、泡沫多、沉淀物多、油水分離等現象后應立即清洗系統并換油。新油加入油箱前應經過靜置沉淀,過濾后方可加入,必要時可設中間油箱以進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

液壓系統相對運動副表面的粗糙度過高或出現軸向劃傷時將產生泄漏;粗糙度過低,達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。當液壓缸、滑閥的桿件上出現軸向劃傷時,輕者可用金相砂紙打磨,重者應電鍍修復。

(3)合理設計和加工密封溝槽

液壓缸密封溝槽的設計或加工的好壞,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致漏油。密封溝槽的設計(主要是溝槽部位的結構形狀、尺寸、形位公差和密封面的粗糙度等),應嚴格按照標準要求進行。

防止油液由靜密封件處向外泄漏,須合理設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,并能將密封件內應力提高到高于被密封的壓力。當零件剛度或螺栓預緊力不夠大時,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

液壓系統的沖擊主要產生于變壓、變速、換向的過程中,此時管路內流動的液體因很快的換向和閥口的突然關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、緩慢開關閥門、在液壓缸端部設置緩沖裝置(如單向節流閥)。

③使用低沖擊閥或蓄能器來減少沖擊。

④適當布置壓力控制閥來保護系統的所有元件。

⑤盡量減少管接頭的使用數量,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

液壓系統中大多數動密封件都經過精確設計,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消除活塞桿和驅動軸密封件上的徑向載荷。

②用防塵圈、防護罩和橡膠套保護活塞桿,防止粉塵等雜質進入。

③設計、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)合理設計安裝板

當裝載機液壓系統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,連接螺釘的預緊力要足夠大,以防止表面分離。

(7)要正確裝配密封圈

裝配密封圈時應在其表面涂油,若須通過軸上的鍵槽、螺紋等開口部位,應使用引導工具,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),裝配時應將唇口對著壓力油腔,注意保護唇口,避免被零件的銳邊、毛刺等劃傷。對旋轉接觸的密封面(如液壓泵主動齒輪軸端),應選用雙唇密封圈。安裝組合密封件前應將密封件放在液壓油中煮到一定溫度;安裝時應使用專用的導套和收口工具,并嚴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

密封件過早變質的一個重要原因是油溫過高。多數情況下,當油溫經常超過60℃時,油液黏度大大下降,密封圈膨脹、老化、失效,結果導致液壓系統產生泄漏。據研究表明,油溫每升高10℃則密封件的壽命就會減半,所以應使油液溫度控制在65℃以內。為此,應將油箱內部的出油管與回油管用隔板隔開,減少油箱到執行機構(缸或馬達)之間的距離,管路上盡量少用直角彎頭;另外,應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手冊選用液壓油和密封件的型式與材質。

(9)重視修理裝配工藝

應強化防漏治漏的修理工藝,如閥桿、活塞表面、缸內壁的整體或局部均可采用電刷鍍、靜電噴涂增厚后,再經車床切削加工至所需尺寸。安裝帶螺紋的管接頭時,應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進行探傷檢查和耐壓試驗,耐壓試驗的壓力相當于其最高工作壓力的150%~200%。油封裝入座孔時,應用專用工具導入,防止位置偏斜。

篇3:工程機械液壓系統內泄漏故障原因預防措施

1引言隨著公路事業的迅速發展,工程機械的品種和數量越來越多,對工程機械的要求也越來越高。液壓傳動以運動傳遞平穩、均勻,容易獲得大的力和力矩,單位功率質量輕、體積小、結構緊湊,反應靈敏、操作簡單,易于實現自動化,自動潤滑,標準化程度高,元件壽命長等優點,被廣泛應用于工程機械中。而液壓傳動又有對液壓油要求高、液壓元件價格高、液壓設備故障原因不易查找等缺點,在使用過程中一旦出現故障,則很難準確診斷,尤其是內泄漏故障,既看不見,又摸不著,沒有一定的經驗和診斷技術更是很難確診。因此,對于液壓系統內泄漏引起的故障,維修人員往往不知所措,盲目亂拆或“頭疼拿腳醫”的情況時有發生,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濟損失。當費盡周折找到內泄漏故障的部位時,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泄漏問題,而未采取有效防范措施。事隔不久,勢必再次發生內泄漏故障,造成較大的浪費和損失。為了進一步做好這些大型貴重設備的使用與維護,延長其使用壽命,使用單位必須重視液壓系統的維護管理,必須研究分析找出內泄漏故障的根本原因,采取“對癥下藥”的防治措施。2液壓系統出現內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,因此產生液體的泄漏,而間隙密封是一種最簡單而應用最廣泛的密封方法。液壓系統中存在著很多的間隙密封,由于設計、制造和裝配誤差、磨損不均和元件在工作中的變形等而產生縫隙,它們因摩擦磨損而逐漸增大。當油液流經這些縫隙時,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、運轉異常、效率降低、壽命縮短等,帶來經濟上的損失,甚至發生安全事故,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;另一種是由內外圓柱表面形成的環狀縫隙,如柱塞泵的柱塞和柱塞孔。油液經過小孔和縫隙的泄漏量究竟有多大呢?一般來講,液壓系統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