
液壓系統中(zhong),洩漏影響産品的(de)質量,是必須要考(kǎo)慮的問🛀題。例🍉如液(ye)壓缸,嚴重的洩漏(lou)不僅會使設備周(zhōu)㊙️圍的環境受到污(wū)染,還會導緻液壓(yā)缸工作腔的壓力(li)降低,使液壓缸無(wu)法正常工作。采取(qu)🚶比較先進的🔞方法(fa),有效地防止洩漏(lòu),使液壓系統實現(xian)“零洩漏”是液壓行(háng)業多年來始終追(zhuī)求的目标。另外,準(zhun)确地分析液壓系(xì)統洩漏産生的最(zui)初原因,可以幫助(zhu)我們💋及時排除液(yè)壓系統的洩漏故(gù)障。作為機械專業(yè)的☔學🧑🏾🤝🧑🏼生,我們通過(guo)對《液壓與氣壓傳(chuan)動》課程的學習以(yǐ)及查閱相關資料(liào),結合自己專業實(shi)習、工程訓✊練和🔞日(rì)常生活中的所見(jian)和所想,就常見洩(xie)漏故障問題,分析(xī)了液壓🔞傳動的洩(xiè)漏形式及原因,提(tí)出控制洩漏的措(cuo)施。
相對于機械傳(chuan)動,液壓傳動是一(yī)門新的技術,起源(yuán)于1654年帕斯卡提出(chū)的靜壓傳動原理(li)。它是以液體為工(gong)作介質⭐,通過能量(liàng)轉換裝置來進行(háng)能量傳遞的一種(zhǒng)傳🍓動形式💋。液壓傳(chuan)動具有如下優點(dian):
①工作液體可以用(yòng)管道輸送到任何(hé)位置;
②執行元件的(de)布置不受方位限(xian)制,借助油管的連(lian)接🧑🏽🤝🧑🏻可以📧方便🔞靈活(huó)地布置傳動機構(gòu);
③液壓傳動能将原(yuan)動機的旋轉運動(dong)變為直線運動;④可(kě)以方便地實現無(wú)級調速;
⑤載荷控制(zhì)、速度控制以及方(fang)向控制容易實現(xiàn),也容🌈易進行集中(zhong)控制、搖控和自動(dong)控制;
⑥液壓傳動平(píng)穩無振動;
⑦具有良(liang)好的潤滑條件可(kě)提高液壓元件工(gōng)作的可⛱️靠✏️性和使(shǐ)用🤟壽命;
⑧液壓元件(jiàn)有利于實現标準(zhǔn)化、系列化和通用(yong)化。因此⛱️,液壓傳動(dòng)在國民經濟各部(bu)門中得到了廣泛(fan)的應用。
但液壓傳(chuán)動也存在着一些(xiē)缺點:
①存在液體流(liu)動的阻力損失、油(you)液的洩漏以及機(ji)械摩擦✂️,故效率較(jiao)低;
②對控制工作溫(wēn)度要求較高;
③由于(yú)工作液體的洩漏(lou)和可壓縮性,液壓(yā)系統的剛性較差(chà)使液✨壓系統無法(fa)保證嚴格的傳動(dòng)比;
④對工作液體的(de)使用維護要求十(shí)分嚴格;
⑤液壓元件(jian)成本較高;
⑥液壓系(xì)統的故障判斷和(hé)處理較難,要求工(gong)作人員🐆技☁️術水平(ping)和專業知識較高(gao)。
其中工作液體的(de)洩漏一直是不可(kě)避免的問題,其💁解(jie)決方⭕法也是各行(háng)各業研究的重點(diǎn)之一。
洩漏按流向可(ke)分為内洩漏和外(wài)洩漏。外洩漏主要(yao)是指液壓油從系(xì)統洩漏到環境中(zhong),産生在液壓系統(tǒng)的液壓💃管路、液壓(ya)閥、液壓缸和液壓(yā)泵(液壓馬達)的外(wài)部;内洩漏是指由(you)于高低🔱壓側的壓(yā)力差的存在以及(ji)密封件失效等原(yuan)因,使液壓油在系(xì)統内部🌍由高壓側(cè)流向低壓側,如液(yè)壓傳動中📞油液從(cong)高壓♊腔向低壓腔(qiang)的洩漏;從換向閥(fa)内壓力通道向回(huí)油㊙️通道的洩漏等(děng)。洩漏的主要形式(shì)有縫隙洩漏、多孔(kǒng)隙洩漏、粘附洩漏(lòu)和動力洩漏等。
工程機械液壓系(xi)統的縫隙洩漏主(zhu)要有兩種,固定密(mì)封㊙️處(靜接合面)洩(xie)漏和運動密封處(chù)(動結合面)洩漏。固(gù)定密封處洩漏的(de)部位主要包括液(ye)壓缸缸蓋💞與缸筒(tong)的接合處等;運🤞動(dong)密封處主要包括(kuo)液壓缸活塞與缸(gang)筒内壁、活塞杆與(yu)缸蓋導向套之間(jian)。縫隙✊洩漏量的大(dà)🙇♀️小與壓力差、間隙(xi)等因素有關。
液壓元件中的各(ge)種蓋闆,由于表面(mian)粗糙度的影響,兩(liǎng)🎯表面之間不可能(neng)完全接觸,在兩表(biǎo)面不接觸的🤩微觀(guān)凹陷處,形成許多(duo)截面形狀多樣、大(dà)小不等的空隙,空(kong)隙的截面尺寸與(yǔ)表面粗糙度有關(guān)。多空隙洩漏,液體(ti)需流經彎曲的衆(zhong)多💋空隙,在做密封(feng)性能試驗時,需經(jīng)🏃🏻♂️一定的保壓時間(jian),洩漏才🔴能顯露出(chū)來。
粘性液體與(yǔ)固體臂之間有一(yī)定的粘附作用,二(er)者接觸後,在固體(ti)表面上粘附上薄(báo)薄的一層液體,若(ruo)固體🔴表面💔上的膜(mó)較厚時,油膜會因(yīn)相互運動而被密(mi)封圈刮落産生粘(zhan)附洩漏。防止粘附(fu)洩漏的基本辦法(fǎ)是控制液體粘附(fu)層的厚度。
在旋(xuán)轉軸的密封表面(miàn)上,若留有螺旋加(jiā)工的痕迹,當🍉軸轉(zhuan)動時♌,液體在轉軸(zhóu)回轉力的作用下(xia)沿螺旋痕迹👅的凹(ao)🔴槽流😍動。若螺旋痕(hen)迹的方向與軸的(de)轉動方向一緻時(shi),由于螺旋痕迹的(de)“泵油”作用,就會産(chan)生動力洩漏。動力(lì)洩漏的特點是軸(zhou)的轉速越高,洩漏(lòu)量越大。防止🏃♀️動力(lì)洩漏,應🍉避免在轉(zhuǎn)軸的密封表面和(he)密封圈的唇邊上(shàng)存在"泵油"作用的(de)加工痕⁉️迹或利用(yòng)動力洩漏的原理(lǐ),利用螺旋痕迹的(de)泵油作用,将洩漏(lòu)油泵回,阻止洩漏(lòu)。
液壓系統産生洩(xiè)漏的原因多而複(fu)雜,本文主要從密(mi)🔞封件洩💋漏、工作油(you)液污染、元件制造(zao)裝配精度超差、油(yóu)💛液溫升發熱以☎️及(ji)液壓系統壓力沖(chòng)擊等方面歸納分(fen)析。
在液壓缸(gang)中,一提及洩漏就(jiu)會首先考慮到密(mì)封件,因為密封件(jian)是液壓缸中最主(zhǔ)要的防止洩漏的(de)元件。它主要有YX型(xíng)密封圈、組合密封(feng)圈、U型密封圈、V型密(mi)封圈、O形㊙️圈、格來圈(quān)、斯特封等。其🌍中YX型(xing)密封圈、組合密封(feng)圈、U型密封圈主要(yào)👨❤️👨靠在壓力🎯油的壓(ya)力作用下産生張(zhāng)力,使内、外唇邊張(zhang)開來實現密封的(de),對内、外唇☂️邊線性(xing)質量要求很高;V型(xíng)密封圈、O形圈、格來(lai)圈、斯特封主要靠(kào)壓縮量來密封🍓。密(mi)封件的物化性能(néng)等方面的質量直(zhi)接影響🏃🏻♂️液壓缸産(chan)品的質量。
密封件(jian)洩漏的原因主要(yào)有以下幾方面:
①密(mi)封件質量有問題(ti)。密封件材質為劣(lie)質,且制造工🌏藝和(hé)精度都達不到要(yào)求,以及模具和修(xiu)邊均有缺陷等。
②密(mi)封件選用不合理(li)。選用的密封件不(bú)能滿足工作壓⚽力(li)、工作速度和溫度(du)等方面的要求,或(huò)者密封件的類型(xing)選👨❤️👨用不當。
③密封件(jiàn)的安裝溝槽設計(ji)不當,安裝間隙與(yu)壓縮量♍選擇不合(hé)理;配偶件的加工(gōng)精度和表面粗糙(cāo)度未達到要求;安(ān)裝時未加保護而(ér)損傷唇口或使外(wai)界雜物混🐅入;貯存(cún)時溫度、濕度不當(dang),受氧和臭氧的侵(qin)蝕變質等。
④液體中(zhōng)的氣泡經過密封(feng)唇邊時,氣泡被壓(yā)縮為原來尺寸的(de)幾🛀分之一。這種氣(qì)泡到達密封件的(de)非壓力側時,便迅(xùn)速釋放出能量,使(shǐ)密封唇邊損壞。
另(ling)一方面,當含有一(yī)定比例的油蒸汽(qì)的氣泡,因受壓☁️達(dá)到足夠🐅高的溫度(dù)時,就會自燃,以緻(zhì)燒壞或熔化支承(chéng)環,甚至會發生密(mi)封件的局部燒壞(huài)和碳化。
包括氣(qi)體污染、顆粒污染(ran)、水污染等。
①氣體污(wu)染:在大氣壓下,液(yè)壓油中可溶解10%左(zuǒ)右的空氣,在液壓(ya)系統的高壓下,在(zai)油液中會溶解更(gèng)多的空氣或氣體(tǐ)。空💯氣在油液中形(xíng)成氣泡,如果液壓(ya)支架在工作過程(chéng)中在極✉️短的時🌍間(jiān)内,壓💃🏻力在高低壓(ya)🎯之間迅速㊙️變換就(jiù)會使氣泡在高壓(ya)側産生高溫在✍️低(dī)壓側發生爆裂,如(rú)果液壓系統的元(yuan)件表面有凹🏃♂️點和(he)損傷時,液👣壓油就(jiù)會高速沖向元件(jiàn)表面,加速表面的(de)磨🏃♂️損,引起洩漏,此(cǐ)種由空穴現象造(zào)成的腐蝕💛作用稱(cheng)為氣蝕。
②顆粒污染(ran):由于試驗台被顆(kē)粒污染,導緻洩漏(lou)的幾率很小❗,但在(zai)實際中仍然存在(zài)。液壓缸使用過程(cheng)中,由于上述原因(yīn)産生的顆粒,有的(de)粘附在密封元件(jiàn)上,有的🚩粘附在活(huó)動面上,刮傷密封(feng)元件的密封面,導(dǎo)緻密封元件失效(xiào),使液壓缸産生洩(xiè)漏。這種故障通過(guo)除去未去幹淨的(de)毛刺,清洗各個元(yuán)件,再更換🌐密封元(yuán)件就可排除;比較(jiào)嚴重☀️有的會“拉缸(gāng)”,這🥵種故障的排除(chu)就比較麻煩;更嚴(yán)重的可導緻缸筒(tong)報廢。
③水污染:由于(yu)工作環境潮濕等(děng)因素的影響,可能(néng)會❌使水⛹🏻♀️進入液✉️壓(yā)系統,水會與液壓(yā)油反應,形成酸性(xìng)物質和油泥,降低(di)液壓油的潤滑性(xìng)能,加速部件的磨(mo)損,水💯還會造成控(kong)制閥的閥杆發生(shēng)粘結,使控制閥操(cao)縱困難,劃傷密封(fēng)件,造成洩漏。
所有(yǒu)的液壓元件及密(mì)封部件都有嚴格(gé)的尺寸公差🈲、形位(wèi)公差等要求。如果(guo)在制造過程中超(chao)差,例如:油缸的活(huo)塞半徑、密🔞封槽深(shen)度或寬度、裝密封(fēng)圈的孔和尺⭐寸超(chao)差或因加💜工問題(ti)而造成失圓、本身(shen)有毛刺或窪點、鍍(du)層脫☀️落等,密封件(jian)就會有變形、劃傷(shang)、壓死或壓不🌂實等(děng)現象發生,使其失(shī)去密封功能,将✨使(shǐ)零件本身🧑🏽🤝🧑🏻具有先(xiān)天性的滲漏點,在(zài)裝配後🥵或使🌂用過(guo)程中發生滲漏。系(xi)統裝配粗糙,缺乏(fa)減振、隔振措♌施;系(xì)統超壓使用,未做(zuo)到按規定對系統(tǒng)适時檢👨❤️👨查及易損(sun)件壽命到期🌈但未(wei)及時更換等都會(hui)造成系統洩漏。
液壓系統工(gong)作時,要控制油液(yè)溫度,溫度過高,會(hui)産🚩生以下現象:
①多(duo)數情況下,當油溫(wēn)經常超過60℃時,油液(ye)黏度大大下降,不(bú)⛷️僅使潤滑油膜變(bian)薄,摩擦力加大,磨(mo)損加劇,而且密💰封(fēng)圈膨脹、老化、失效(xiao),結果導緻液壓系(xì)統産生洩漏。據研(yan)究表明,油溫每升(sheng)高10℃則密封件的壽(shòu)命就✌️會減半。
②油液(yè)溫度升高後,體積(ji)膨脹,壓力升高,而(er)洩漏随壓力㊙️的升(sheng)高而加大,從而使(shǐ)洩漏增加。
③油溫升(shēng)高使間隙脹縮變(biàn)化。一般配合零件(jiàn)材質不同,材料熱(rè)膨脹系數不同,當(dāng)油溫升高時,配合(he)零件因脹縮變🚶化(huà)不同,會使配合間(jian)隙發生變化,當間(jiān)隙變大時,造成洩(xiè)漏增加。
液壓系統中由(yóu)于頻繁換向,在較(jiao)高壓力下突然啟(qi)動油泵或關閉閥(fa)門及缸體快速動(dong)作都會造成瞬時(shi)峰值壓力高達工(gong)😘作壓力的好幾倍(bèi),有時足以使密封(feng)裝😘置、管道或其它(ta)液壓元件損壞而(er)造成洩露。
造成(chéng)工程機械液壓系(xì)統的洩漏的因素(sù)是多方面綜合影(ying)響的結果,以現有(you)的技術和材料,要(yao)想從根本上⭐消除(chu)液壓系統的洩漏(lòu)是很難做到的。隻(zhī)有從以上影響液(ye)壓系統洩📱漏因素(su)🤞出發,采😄取合理的(de)措施盡量減少液(yè)壓系統洩漏。
在設計和加(jiā)工環節中要充分(fen)考慮影響洩漏的(de)重🌈要因素密⭐封溝(gōu)槽的設計和加工(gōng)。美國汽車行業工(gōng)程師協會(SAE)推薦🐕以(yi)下兩種防止油口(kou)漏油的解決辦⛷️法(fǎ)。
①SAE直螺紋“O”形圈油口(kou):密封靠“O”形圈,連接(jiē)靠直螺紋;
②SAE4螺栓法(fa)蘭:适用于較大油(you)口。另外,密封件的(de)選擇也是非常重(zhong)要🔴的,密封表面的(de)粗糙度通常靜密(mì)封表為Ra3.2~Ra1.6,動密封表(biǎo)面為Ra0.8~Ra0.4。
如果不在最(zui)初全面考慮洩漏(lòu)的影響因素,将會(hui)給以後的生🥰産中(zhong)帶來無法估量的(de)損失。
在(zài)液壓油的污染控(kong)制上,要從污染的(de)源頭入手,加強污(wu)染🐆源的控制,還要(yao)采取有效的過濾(lǜ)措施和定♻️期的油(yóu)液質量檢查。為有(yǒu)👨❤️👨效地切斷外界因(yin)素(水、塵♊埃、顆粒等(deng))對液壓油缸的污(wū)染,可加一些防護(hu)措施等。
裝配方面。液壓系(xi)統裝配前,應檢驗(yan)元件的耐壓性能(néng)🙇♀️,檢查元🆚件各結合(hé)面有無外滲漏現(xiàn)象,若出現滲漏,則(ze)應采取相應措✔️施(shi)。隻有當所有元件(jiàn)不漏不滲後才可(ke)正式裝📧進系統使(shi)用。液壓元件和液(ye)壓系統🌈在進行裝(zhuang)配時,要進🚶行嚴格(gé)清洗,去毛刺、除焊(han)渣,并進行必要的(de)☎️防鏽蝕處理,嚴格(gé)按照裝配工藝要(yao)求進行裝配,杜絕(jué)👉因裝配引起的間(jiān)隙畸變和毛刺、焊(han)渣及鏽蝕物等形(xíng)🔞成的間隙磨料。
減小液壓(ya)沖擊。常用的方法(fa)有:
①盡量降低系統(tong)的啟動、停止和換(huàn)向頻率;
②對于需要(yào)頻繁換向的液壓(ya)系統,盡可能用帶(dài)阻尼器🏃的換♌向🍓閥(fa);
③在控制閥的前面(miàn)設置蓄能器,減小(xiǎo)沖擊波傳播的距(ju)離,從✍️而減緩液壓(ya)沖擊;
④加大管道通(tong)徑,盡量縮短管道(dao)長度或采用橡膠(jiāo)軟管;
⑤設置安全閥(fa),系統壓力增大時(shi),可起卸荷作用降(jiang)低💃🏻壓🤞力沖📱擊。
機械在磨合(he)期容易出現滲漏(lou)現象,這是由于部(bù)分鑄造、加📱工等缺(que)陷在裝配調試時(shi)難于發現,但由于(yu)作業過程中的振(zhen)動、沖擊作用,這種(zhong)缺陷就被暴露出(chu)來,故應注意❗磨合(he)期的滲漏情況,作(zuo)到及早發現、及時(shi)處理。
從(cóng)技術上來看,國外(wài)正在生産配備有(you)測試密封(旋轉密(mì)封)洩露量的傳感(gǎn)器的新型油封;并(bìng)且主軸集成了摩(mo)擦💚密封🐆與迷宮式(shì)密封優點的氣動(dong)密封也已問世;同(tong)時,U型橡膠件+ V型彈(dàn)簧組成的可用于(yu)壓力45MPa的液壓系💚統(tǒng)“泛塞密😄封”等類型(xíng)的組合密封件大(dà)行㊙️其道。結束語
液壓系統(tǒng)中洩漏形式多樣(yàng),是液壓設備普遍(bian)存在的現象,原因(yin)也有多種,很難根(gen)除,應從設計、制造(zao)、安裝和🏃使用等各(gè)方面認真細緻地(di)加以解決。以上就(jiu)是我們通過課程(cheng)學習以及查閱相(xiàng)關資料,結合自己(ji)專業實習、工程訓(xùn)練和日常生活中(zhong)的所見和所想,分(fen)析的有關液壓傳(chuán)動的洩漏形式及(jí)原因,并且提出控(kòng)制洩漏的部分措(cuo)施。
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