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液壓系(xì)統中,洩漏影響(xiǎng)産品的質量,是(shì)必須要考慮的(de)問題。例如液壓(ya)缸,嚴重的洩漏(lòu)不僅會使設備(bei)周圍的環境🐕受(shòu)到污染🌈,還會導(dǎo)緻液壓缸工作(zuo)腔的壓力降低(dī)🧑🏽🤝🧑🏻,使液壓缸無法(fǎ)正常工💁作。采取(qǔ)比較先進的方(fang)法,有效🚩地防止(zhi)洩漏,使液壓系(xi)統實現“零洩漏(lou)”是液壓行業多(duo)年來始終追求(qiu)的目标。另外,準(zhun)确地分析液壓(yā)系統洩漏産生(shēng)的最初🔆原因,可(kě)以幫助我們及(ji)時排除🌈液壓系(xi)統的洩漏故障(zhang)。作⭐為機械專業(yè)的學🔱生,我們通(tōng)過對《液✏️壓與氣(qi)壓傳動》課程的(de)學習以及查閱(yue)相關資料,結合(hé)自己專❗業實習(xí)、工程訓練和日(rì)常生活中的所(suo)見和所想,就常(cháng)見洩漏故障問(wèn)題☔,分析了液壓(yā)👨❤️👨傳動的洩漏形(xíng)式及原因,提出(chu)控制洩漏的措(cuo)施。
相對于機械(xie)傳動,液壓傳動(dòng)是一門新的技(ji)術,起源于1654年帕(pa)♍斯卡提出的靜(jìng)壓傳動原理。它(tā)是以液體為👣工(gong)作介質,通過能(neng)量轉換裝置來(lai)進行能量傳遞(di)的一種傳動形(xing)式。液壓傳💃🏻動具(ju)有如下優點:
①工(gōng)作液體可以用(yong)管道輸送到任(rèn)何位置;
②執行元(yuán)件的布置不受(shou)方位限制,借助(zhu)油管的連接♌可(kě)以方便靈活地(di)布置傳動機構(gou);
③液壓傳動能将(jiang)原動機的旋轉(zhuǎn)運動變為直線(xian)運動;④可以👄方便(bian)地實現無級調(diào)速;
⑤載荷控制、速(su)度控制以及方(fang)向控制容易實(shí)現,也容易進行(háng)集中控制、搖控(kòng)和自動控制;
⑥液(ye)壓傳動平穩無(wu)振動;
⑦具有良好(hao)的潤滑條件可(ke)提高液壓元件(jian)工作的可靠性(xing)和使用壽命;
⑧液(yè)壓元件有利于(yu)實現标準化、系(xì)列化和通用化(huà)。因☔此,液壓傳㊙️動(dong)在國民經濟各(gè)部門中得到了(le)廣泛的應用。
但(dan)液壓傳動也存(cún)在着一些缺點(diǎn):
①存在液體流動(dong)的阻力損失、油(you)液的洩漏以及(ji)機械摩☔擦,故效(xiao)率👣較低;
②對控制(zhì)工作溫度要求(qiú)較高;
③由于工作(zuò)液體的洩漏和(hé)可壓縮性,液壓(ya)系統的剛性📧較(jiao)🧡差使液壓系統(tǒng)無法保證嚴格(ge)的傳動比;
④對工(gong)作液體的使用(yong)維護要求十分(fen)嚴格;
⑤液壓元件(jian)成本較高;
⑥液壓(yā)系統的故障判(pan)斷和處理較難(nán),要求工作人員(yuan)技術水平和專(zhuan)業知識較高。
其(qí)中工作液體的(de)洩漏一直是不(bú)可避免的問題(ti),其解決方法也(ye)是各行各業研(yán)究的重點之一(yi)。
洩漏按流向(xiang)可分為内洩漏(lòu)和外洩漏。外洩(xiè)漏主要是指液(yè)壓油從系統洩(xie)漏到環境中,産(chan)生在液壓系統(tong)的液壓管路、液(ye)壓😍閥、液壓缸和(hé)液壓泵(液壓馬(mǎ)達🔞)的外部;内洩(xiè)漏♋是指由于高(gao)低🈚壓側的💛壓力(li)差的存♍在以及(ji)密封件失效等(deng)原因,使液壓油(yóu)在系統内部由(yóu)高壓側流向低(dī)壓側,如🐉液壓傳(chuán)動中油液從高(gao)壓🏃🏻腔向低壓腔(qiāng)的洩漏;從換向(xiang)閥内壓力通道(dao)向回油通道的(de)洩漏等。洩💋漏的(de)主要形式有縫(féng)隙洩漏、多孔🍓隙(xì)洩漏、粘附洩漏(lou)和動力洩漏等(deng)。
工程機械(xiè)液壓系統的縫(feng)隙洩漏主要有(you)兩種,固定密🙇🏻封(feng)處(靜接合面)洩(xie)漏和運動密封(fēng)處(動結合面)洩(xiè)漏。固定密封處(chu)洩漏的部位主(zhǔ)要包括液壓缸(gāng)缸蓋🐉與缸筒的(de)接合處等;運動(dòng)密封處主要包(bāo)括液壓缸活塞(sai)與缸筒内壁、活(huo)塞杆與缸蓋導(dǎo)向套🏃🏻♂️之間。縫隙(xi)洩漏量的大小(xiǎo)與壓力差、間隙(xì)等因素🐉有關。
液壓元件(jiàn)中的各種蓋闆(pǎn),由于表面粗糙(cao)度的影響✊,兩⛱️表(biao)面之間不可能(néng)完全接觸,在兩(liǎng)表面不接觸的(de)微觀凹陷處,形(xíng)成許多截面形(xing)狀多樣、大小不(bu)等的空隙,空隙(xì)的截面尺寸📱與(yu)表面粗糙度有(you)關。多空隙洩漏(lòu),液體需流經彎(wān)曲的衆多空隙(xì),在做👄密封性能(neng)💚試驗時,需經一(yī)定的保壓時間(jian),洩漏才能顯露(lù)出來。
粘性(xing)液體與固體臂(bi)之間有一定的(de)粘附作用,二者(zhě)接觸後,在固體(tǐ)表面上粘附上(shang)薄薄的一層液(yè)體,若固體表面(miàn)上的膜較厚時(shi),油膜會因相互(hù)運動而被🏃🏻♂️密封(fēng)圈刮落産🌈生粘(zhan)附洩漏。防止粘(zhan)附洩漏的基本(ben)辦法是控制液(ye)體粘附層的厚(hou)度。
在旋轉(zhuan)軸的密封表面(mian)上,若留有螺旋(xuán)加工的痕迹🔞,當(dāng)軸轉動時,液體(tǐ)在轉軸回轉力(li)的作用下沿螺(luo)旋痕迹的凹槽(cao)流動。若螺旋痕(hen)迹的方向與軸(zhóu)的轉動🏃方向一(yī)緻時,由于螺旋(xuan)痕迹的“泵油”作(zuò)用,就會産生動(dong)力洩漏。動力洩(xiè)漏的特點是軸(zhóu)的轉速越高,洩(xie)漏量越大。防止(zhǐ)動力洩漏,應避(bì)免在轉軸的密(mì)封表面和密封(fēng)圈的唇邊上存(cun)在"泵油"作用的(de)加工痕迹或利(lì)用動力洩漏的(de)原理,利用螺旋(xuan)痕迹的泵油作(zuò)用,将💃洩漏油泵(beng)回,阻止洩漏。
液壓系統産(chǎn)生洩漏的原因(yīn)多而複雜,本文(wén)主要從密封件(jian)🥰洩漏✉️、工作油液(ye)污染、元件制造(zào)裝配精度超差(cha)、油液溫升發😍熱(re)以及液🐆壓系統(tong)壓力沖擊等方(fang)面歸納分析。
在液壓缸(gang)中,一提及洩漏(lou)就會首先考慮(lü)到密封件,因🥵為(wei)密封件🌐是液壓(ya)缸中最主要的(de)防止洩漏的元(yuán)件。它主要有YX型(xing)密封圈、組♊合密(mi)封圈、U型密封圈(quān)、V型密封圈、O形圈(quān)、格來圈、斯特🙇♀️封(fēng)等。其中YX型密封(feng)圈、組合密封圈(quān)、U型密封圈主要(yào)靠在壓力油的(de)壓力作用下産(chan)生張力,使内、外(wài)唇邊張開來實(shi)現密封的,對内(nèi)、外唇邊線性質(zhì)量要求很高;V型(xing)密封圈、O形圈、格(gé)來圈、斯特封主(zhu)要靠壓縮量來(lái)密封。密封件的(de)物化性能等方(fang)面的質量直接(jie)影響液壓缸産(chǎn)品的質量。
密封(feng)件洩漏的原因(yin)主要有以下幾(jǐ)方面:
①密封件質(zhi)量有問題。密封(feng)件材質為劣質(zhi),且制造工藝和(he)🥵精💛度都💋達不到(dao)要求,以及模具(ju)和修邊均有缺(que)☔陷等。
②密封件選(xuǎn)用不合理。選用(yong)的密封件不能(néng)滿足工作💰壓力(li)、工🛀🏻作速🧑🏾🤝🧑🏼度和溫(wēn)度等方面的要(yào)求,或者密封件(jiàn)的類型選✏️用不(bu)當。
③密封件的安(ān)裝溝槽設計不(bu)當,安裝間隙與(yu)壓縮量選擇不(bu)合理;配偶件的(de)加工精度和表(biao)面粗糙度未達(da)到要求💃;安裝時(shí)未加保護而損(sǔn)傷唇口或使外(wài)界雜物混入;貯(zhù)存時溫度、濕度(dù)不當,受氧和臭(chòu)氧的侵蝕變質(zhi)等。
④液體中的氣(qi)泡經過密封唇(chún)邊時,氣泡被壓(yā)縮為原來尺寸(cun)的✨幾分之一。這(zhè)種氣泡到達密(mì)封件的非壓力(lì)側時,便❓迅速釋(shì)放出能量,使密(mi)封唇邊損壞。
另(ling)一方面,當含有(yǒu)一定比例的油(you)蒸汽的氣泡,因(yīn)受壓達到足夠(gou)高的溫度時,就(jiu)會自燃,以緻燒(shāo)壞或熔化支承(cheng)環,甚至會發生(sheng)密封件的局部(bù)燒壞和碳化。
包括氣體污(wu)染、顆粒污染、水(shui)污染等。
①氣體污(wu)染:在大氣壓下(xià),液壓油中可溶(róng)解10%左右的空氣(qi),在液壓系統的(de)高壓下,在油液(ye)中會溶解更多(duo)的空氣🏃🏻或氣體(ti)。空氣在🧑🏾🤝🧑🏼油液中(zhong)形成氣泡,如果(guǒ)液壓支架在工(gōng)作過程中在極(ji)短的時間内,壓(ya)🔞力在高低壓之(zhi)間迅速變換就(jiu)會使氣泡在😍高(gao)壓側産生高溫(wēn)在🔴低壓側發生(shēng)爆裂,如果液壓(ya)系統的元件表(biao)面有凹點和損(sun)傷時,液壓油就(jiu)會高速沖向元(yuán)件表面💃,加速表(biao)面的磨損,引起(qi)🈲洩漏,此種由空(kong)穴現象造成的(de)腐蝕👌作用稱為(wei)氣蝕。
②顆粒污染(rǎn):由于試驗台被(bèi)顆粒污染,導緻(zhì)洩漏的幾⛱️率很(hěn)小,但在實際中(zhōng)仍然存在。液壓(ya)缸使用過程中(zhong)🚶♀️,由于上述原因(yin)産生的顆粒,有(yǒu)的粘附在密封(feng)元件上,有的粘(zhan)附在活動面上(shàng),刮傷密封元件(jiàn)的密封面,導緻(zhi)密封🏃元件失效(xiào),使液壓缸産生(shēng)洩漏。這種故障(zhàng)✨通過除去未去(qu)幹淨的毛刺,清(qīng)洗各個元件,再(zài)更換密封元件(jian)就⛷️可🔴排除;比較(jiào)嚴重有的會“拉(lā)缸”,這✂️種故障的(de)排除就比較麻(ma)煩;更📧嚴重的可(kě)導緻缸筒報廢(fèi)。
③水污染:由于工(gong)作環境潮濕等(deng)因素的影響,可(kě)能會♉使水進📱入(ru)☂️液壓系統,水會(huì)與液壓油反應(yīng),形成酸性物質(zhì)🚩和油⭕泥,降低液(ye)壓油♉的潤滑性(xing)能,加速部件的(de)❌磨損,水還會造(zào)成控制閥的閥(fa)杆發生粘結,使(shi)控制閥操縱困(kun)難,劃傷密封件(jiàn),造成洩漏。
所有的液壓元(yuán)件及密封部件(jiàn)都有嚴格的尺(chǐ)寸公差、形位公(gong)差等要求。如果(guo)在制造過程中(zhōng)超差,例如:油缸(gang)的活塞半🌍徑、密(mì)封槽深度或寬(kuān)度、裝密封圈的(de)🈚孔和尺寸超差(chà)或因加工問題(tí)🏒而造成失圓、本(běn)身有毛刺或窪(wa)點、鍍層脫落等(deng),密封件就會有(yǒu)變形、劃傷、壓死(sǐ)或壓不實等現(xiàn)象發生,使其失(shi)去密封功能,将(jiāng)👈使零件本身具(jù)有先天性的滲(shèn)漏點,在裝配後(hou)或使用過程中(zhong)☔發生滲漏。系統(tong)裝配粗糙,缺乏(fa)減振、隔振措施(shī);系統超壓使用(yong)⛹🏻♀️,未做到按規定(dìng)對系統适時檢(jian)查及易損件壽(shou)命到期但未及(ji)時更換等都會(huì)造成💃系統洩漏(lou)。
液壓(ya)系統工作時,要(yào)控制油液溫度(du),溫度過高,會産(chǎn)㊙️生以下現象:
①多(duo)數情況下,當油(you)溫經常超過60℃時(shí),油液黏度大大(da)下降,不僅使潤(rùn)🚩滑油膜變薄,摩(mo)擦力加大,磨損(sǔn)加劇,而且密封(fēng)圈🙇🏻膨脹、老化💁、失(shī)效,結果導緻液(yè)壓系統産生洩(xiè)漏。據研究表明(míng),油溫每升高10℃則(ze)密封💃🏻件的壽命(ming)就🧑🏾🤝🧑🏼會減半。
②油液(ye)溫度升高後,體(ti)積膨脹,壓力升(shēng)高,而洩漏随壓(ya)力💘的💋升高而加(jia)大,從而使洩漏(lòu)增加。
③油溫升高(gao)使間隙脹縮變(bian)化。一般配合零(ling)件材質不同,材(cai)料熱膨脹系數(shù)不同,當油溫升(shēng)高時,配合零件(jian)因脹縮變化不(bu)同,會使配🙇♀️合間(jiān)隙發生變化,當(dāng)間隙✌️變大時,造(zào)成洩漏增加。
液(yè)壓系統中由于(yu)頻繁換向,在較(jiào)高壓力下突然(ran)啟動油🤩泵或關(guān)閉閥門及缸體(ti)快速動作都會(huì)造成瞬時峰值(zhí)壓力高達工作(zuo)壓力的好幾倍(bèi),有時足以使密(mì)封裝置、管道或(huo)其它液壓元件(jiàn)損壞而造成洩(xie)露。
造成(chéng)工程機械液壓(yā)系統的洩漏的(de)因素是多方面(mian)綜🔱合影響的結(jie)果,以現有的技(ji)術和材料,要想(xiǎng)從根本上🏒消除(chu)🔞液壓系統的洩(xie)漏是很難做到(dao)的。隻有從以上(shàng)影響液壓🐅系統(tǒng)洩📱漏因素出發(fa),采㊙️取合理的措(cuo)施盡量減少液(yè)壓系統洩漏。
在設計(ji)和加工環節中(zhong)要充分考慮影(yǐng)響洩漏的重要(yào)因素密封溝槽(cao)的設計和加工(gong)。美國汽車行業(ye)工程師協會(SAE)推(tuī)薦以下㊙️兩種防(fáng)止油口漏油的(de)解決辦♋法。
①SAE直螺(luó)紋“O”形圈油口:密(mì)封靠“O”形圈,連接(jiē)靠直螺紋;
②SAE4螺栓(shuan)法蘭:适用于較(jiao)大油口。另外,密(mi)封件的選擇也(yě)是✨非常重要的(de),密封表面的粗(cu)糙度通常靜密(mi)封表為Ra3.2~Ra1.6,動密封(fēng)表面為Ra0.8~Ra0.4。
如果不(bu)在最初全面考(kǎo)慮洩漏的影響(xiang)因素,将會給以(yǐ)後的生産中帶(dai)來無法估量的(de)損失。
在液壓油的污(wū)染控制上,要從(cóng)污染的源頭入(ru)手,加🐪強污🤞染源(yuan)的控制,還要采(cǎi)取有效的過濾(lü)措施和定期的(de)油液♻️質量✨檢查(cha)。為有效地切斷(duan)外界因素(水、塵(chén)埃、顆粒等)對液(yè)壓油缸的污染(ran)㊙️,可加一些防護(hu)措施等。
裝配方面。液(ye)壓系統裝配前(qian),應檢驗元件的(de)耐壓性能,檢查(cha)元⭕件各結合面(mian)有無外滲漏現(xian)象,若出現滲漏(lòu),則應采取相應(ying)措施。隻有當所(suǒ)有元件不漏不(bu)滲🥰後才可正式(shì)裝🈲進系統使用(yòng)。液壓元件和液(ye)壓系統在進行(hang)裝配時,要進行(hang)嚴格清洗,去毛(máo)刺、除焊渣,并進(jìn)行必要的防鏽(xiù)蝕處理🔞,嚴格按(an)照裝配工藝要(yào)求💋進行裝配,杜(dù)絕㊙️因裝配引起(qǐ)的間隙畸變和(hé)毛🐕刺、焊渣及鏽(xiù)蝕物等形💁成的(de)間隙磨料。
減小液壓(yā)沖擊。常用的方(fang)法有:
①盡量降低(di)系統的啟動、停(ting)止和換向頻率(lü);
②對于需要頻繁(fán)換向的液壓系(xi)統,盡可能用帶(dài)阻尼器❄️的換㊙️向(xiàng)閥;
③在控制閥的(de)前面設置蓄能(neng)器,減小沖擊波(bo)傳播的距離,從(cong)而減緩液壓沖(chòng)擊;
④加大管道通(tong)徑,盡量縮短管(guan)道長度或采用(yòng)橡膠軟管;
⑤設置(zhi)安全閥,系統壓(ya)力增大時,可起(qi)卸荷作用降低(dī)壓力⭕沖擊。
機械在磨(mo)合期容易出現(xian)滲漏現象,這是(shi)由于部分鑄造(zào)、加工等缺陷在(zai)裝配調試時難(nán)于發現,但由于(yu)作業過程中的(de)振動、沖擊作用(yòng),這種缺陷就被(bei)暴露出來,故應(yīng)注意磨合期的(de)滲漏情況,作到(dao)及早發現、及時(shí)處理。
從技術上來看(kan),國外正在生産(chǎn)配備有測試密(mi)封(旋轉密封)洩(xie)露量的傳感器(qì)的新型油封;并(bing)且主軸集✂️成了(le)🏃🏻♂️摩擦密封與迷(mi)宮式密封優點(dian)的氣動密封也(ye)已問世☎️;同時,U型(xing)橡膠件+ V型彈簧(huáng)組成的可用于(yú)壓力45MPa的液壓系(xì)統“泛塞密封”等(deng)類型的組合密(mi)封件大行🔞其道(dao)。結束(shu)語
液壓系統中(zhōng)洩漏形式多樣(yàng),是液壓設備普(pu)遍存在的現象(xiang)🎯,原因💯也有多種(zhong),很難根除,應從(cong)設計、制造、安裝(zhuāng)和使用🥵等各☁️方(fāng)面認真細緻地(dì)加以解決。以上(shang)就⚽是我們通過(guò)課程學習💃🏻以及(ji)查閱相關資料(liào),結合自己專業(ye)實習、工程訓練(lian)和日常🐕生活中(zhong)的所見和所想(xiang),分析的有關液(yè)壓傳動的洩漏(lou)形式🏒及原因,并(bìng)且提出控制洩(xie)漏的部分措施(shi)。
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