Qingdao Baishicheng Hydraulic Technology Application Co. Ltd.!

Qingdao Baishicheng Hydraulic Technology Application Co. Ltd.
More than 20 years focus on hydraulic technology

Contact Us

Haier Road 88 Jia, Yinghai Industry Park, Jiaozhou Qingdao, Shandong Provinz, China
gsj@weim.cc
132-2087-3388
Location:Home > News > Branch News
制桶設備液壓系統洩漏原因及解決方案 别說你都(dōu)懂?
2020.01.07

液壓(yā)系統中,洩(xiè)漏影響産(chǎn)品的質量,是必須要考慮的問題。例如液壓缸,嚴重(zhòng)的洩漏不(bú)僅會使設備周圍(wéi)的(de)環境受到污染,還會導緻(zhì)液壓(yā)缸工作腔的壓力降低,使液壓缸無法正常工作。采(cǎi)取比較先(xiān)進的方法,有效地防止洩漏,使(shǐ)液壓系統實現“零洩漏”是液壓行業(yè)多年來始終追求(qiú)的目标。另外,準确地分(fèn)析液(yè)壓系統洩漏産生的最初原因,可以幫助我們及時排(pái)除液壓系(xì)統的洩漏故障(zhàng)。作為機械專業的學生,我們(men)通(tōng)過對《液壓與氣壓傳動》課程的學習以及查閱相關資料,結合自己專業實習、工程訓練和日(rì)常生活中的所見(jiàn)和(hé)所(suǒ)想,就常見洩漏故障問題,分(fèn)析了液壓傳動的洩漏(lòu)形式及原因,提出控制洩漏的措施。


     相對(duì)于(yú)機械傳動,液壓傳動是一門新的技術,起源于(yú)1654年帕斯卡提出的(de)靜壓傳動原理。它是以液(yè)體為工作介質,通過能(néng)量轉換裝置來進行能量傳遞的一種傳(chuán)動形式。液壓傳動具有如下(xià)優點:

①工作液體可以用(yòng)管道輸送到(dào)任何位(wèi)置(zhì);

②執行元件的布置不受方位限制,借助油管的連接可以方便靈活地(dì)布置傳動機構;

③液(yè)壓傳動能将原動(dòng)機的旋轉運動變(biàn)為直線運動;④可以方便地實現無級調速;

⑤載荷(hé)控制、速度控制以及方向控制容易實(shí)現,也容易進行集中控制、搖控和自動(dòng)控制;

⑥液壓傳動平穩無振動;

⑦具(jù)有良好的潤滑條件(jiàn)可提高液壓元(yuán)件工作的(de)可靠性和(hé)使用壽命;

⑧液(yè)壓元件有(yǒu)利于實現标準(zhǔn)化(huà)、系列化和通用化。因此,液壓傳動在國民(mín)經濟各部門中得到了廣泛的應用。


      但液壓傳(chuán)動也存在着一些缺點(diǎn):

①存在液體流動的阻力損失、油液的洩漏以及機械摩擦,故效率較低;

②對控制工作溫度(dù)要求較高;

③由于工作液體的洩漏(lòu)和可壓縮性,液壓系統的剛性較差使(shǐ)液壓系統無法保證嚴格的傳動比(bǐ);

④對工作液體的使(shǐ)用維護要求十分嚴格;

⑤液壓元件成本較高;

⑥液壓系統的故障判斷和處理(lǐ)較難,要求工(gōng)作人員技術水平和專業知識較高。

其中(zhōng)工作液體的洩漏一直是不可(kě)避免的問(wèn)題,其解決方法也是各行各業研(yán)究的重(zhòng)點之一。

洩漏形式(shì)

洩漏按流向可分為(wéi)内洩漏和外洩漏。外洩漏主要是指液壓油從系統洩漏到環境中,産生在液壓系(xì)統的液壓管路、液壓閥、液壓缸和液壓泵(液壓馬達)的外部;内洩漏(lòu)是指由于高低壓側(cè)的壓力差的存(cún)在以及密封件失效等原因,使液壓油在系統内部由高壓側流(liú)向低壓側,如液壓傳動中油(yóu)液從高(gāo)壓(yā)腔向低壓腔的(de)洩漏(lòu);從換向閥内壓力通(tōng)道向回(huí)油(yóu)通道的洩漏等。洩漏的主要(yào)形(xíng)式有(yǒu)縫隙洩漏、多孔隙洩漏、粘附洩漏和動力洩漏等。

1
縫隙洩漏

工程機械液壓系統的縫隙洩漏主要有兩種,固定密封處(靜接合面)洩漏和運動密封處(動(dòng)結合面)洩漏。固定(dìng)密封處洩(xiè)漏的部位主要包括液壓(yā)缸缸蓋與缸(gāng)筒的接合處等;運動密封處主要包括液壓(yā)缸活塞與缸筒内壁、活塞杆與缸蓋導向套之間。縫隙洩漏量的大小與壓力差、間隙等(děng)因素(sù)有關。

2
多孔隙(xì)洩漏

液壓元件中(zhōng)的各(gè)種蓋闆,由于表(biǎo)面粗糙(cāo)度的影響(xiǎng),兩表面之間不可能完全接觸,在兩(liǎng)表面不接觸(chù)的微觀凹(āo)陷處,形成許多截面形狀多樣、大小(xiǎo)不等(děng)的空(kōng)隙,空隙的截(jié)面尺寸(cùn)與表面粗(cū)糙度有關。多空(kōng)隙洩漏,液體需流經彎曲的衆多(duō)空隙,在做密(mì)封性能試驗時,需經(jīng)一定的保壓時間,洩(xiè)漏才能顯露出來。

3
粘附洩漏

粘(zhān)性液(yè)體與固體臂之間有一定的粘附作用,二者(zhě)接觸後,在固體表(biǎo)面上粘附上薄薄的一層液體,若固體表面上的膜較(jiào)厚時,油膜會因相(xiàng)互運動而被密封圈刮落産生粘附(fù)洩漏。防止粘附洩漏的基本辦(bàn)法是控制液體粘附層的厚度。

4
動力洩漏(lòu)

在旋轉(zhuǎn)軸的密封表(biǎo)面上,若留有螺旋加工的痕迹,當軸轉動時,液體在轉軸(zhóu)回轉力的作用下沿螺旋痕迹的凹槽流動。若螺旋痕迹(jì)的方向與軸的轉(zhuǎn)動方向一緻時,由于螺旋痕迹的“泵油”作用,就會産生(shēng)動力洩漏。動力洩漏的特點是軸的(de)轉速越高,洩漏量越大。防(fáng)止動力洩漏,應(yīng)避免在轉軸的密封表面和密封圈的唇邊上存在"泵油"作用的加工痕迹或(huò)利用動力洩漏的原理,利(lì)用螺旋痕迹的泵油作用,将洩漏油泵回,阻止洩漏。




洩漏的原因

液(yè)壓系統産生洩漏(lòu)的原因多而複雜,本(běn)文(wén)主要從密封(fēng)件洩漏、工作油液污染、元件制造裝(zhuāng)配精度超差、油液(yè)溫升發熱以及液(yè)壓系統壓力沖(chòng)擊等方面歸納分析(xī)。

1密封件方面:

在液壓(yā)缸中,一提(tí)及洩漏就會首先考慮到密(mì)封件,因為密(mì)封件(jiàn)是液壓缸中最主要的防止洩漏的元件。它主要有YX型密(mì)封圈、組合密封圈、U型(xíng)密封圈、V型密封圈、O形圈、格來圈、斯特封等。其中YX型密封圈、組合(hé)密封圈、U型密封圈主要靠在壓力油的壓力作用下産生張力(lì),使内、外唇邊張開來實現密封的,對(duì)内、外唇邊線性質量要求很高;V型密封圈、O形圈、格來圈(quān)、斯(sī)特封主要靠壓縮量來密封。密封件的物化性能等方面的質量直接影響液壓缸産品的質(zhì)量。

密封(fēng)件洩漏的原(yuán)因主要有以下幾方(fāng)面:

①密封件質量有問(wèn)題。密(mì)封件材質為劣質,且制造工藝和精度都(dōu)達不到要求,以(yǐ)及模具和修邊均有缺陷等。

②密封件選用不合理。選用的密封件不能滿足工作壓力、工作速(sù)度和溫度等方面的要求,或者(zhě)密封件的類型選用不當。

③密(mì)封件的安裝(zhuāng)溝槽設計不當,安裝間隙與壓縮量選擇不合理;配偶件的加(jiā)工精度和表面粗糙(cāo)度未達到要求;安裝(zhuāng)時未加保護而(ér)損傷唇口或使外界雜物(wù)混入;貯存時(shí)溫度、濕度不(bú)當,受氧和臭氧的侵蝕變質等。

④液體(tǐ)中的氣泡經過密封唇邊時,氣泡被壓縮為原來(lái)尺寸的幾分(fèn)之(zhī)一。這種氣泡(pào)到達密封件的(de)非壓力側時,便迅速釋放(fàng)出能量,使密封唇邊損壞。

另一方面,當含有一定(dìng)比例的油(yóu)蒸汽的(de)氣泡,因受壓達到足夠高的溫(wēn)度時,就會自燃,以緻燒壞或熔化支承環,甚至會發生密封件的局部燒(shāo)壞和(hé)碳化。

2油(yóu)液污染:

包括氣體污染、顆粒污染、水污染等。

①氣體污染(rǎn):在大(dà)氣壓(yā)下,液壓油中可溶解10%左右的空氣,在液壓系統的高壓下,在油液中會溶解更多的空氣或氣體。空氣在油液中形(xíng)成氣泡,如果液壓支(zhī)架在工(gōng)作過程中在極短的時間内,壓力在高低壓之間迅速變換就會使氣泡在高壓側産(chǎn)生高溫在低壓(yā)側發生(shēng)爆裂,如果液壓系統的元件表面有凹點和損傷時,液壓油就會高速沖向(xiàng)元件表面,加速(sù)表面的磨損,引起洩漏,此(cǐ)種由空穴(xué)現象造成的腐蝕作(zuò)用稱為氣蝕。

②顆粒污染:由于試驗台被顆粒污染,導緻洩漏的(de)幾率很小,但在實際中(zhōng)仍然存在。液(yè)壓缸使用過程(chéng)中(zhōng),由于上述原因産生的顆粒,有(yǒu)的粘(zhān)附在密封元件上,有的粘附在活動面上,刮傷密封元件的密封面,導緻密封元件失效,使(shǐ)液壓(yā)缸産生洩(xiè)漏。這種故障通過除去未去幹淨的毛刺,清洗各個元件,再更換密封元件就可排除;比較嚴重有的會“拉(lā)缸”,這種故障的排除就(jiù)比較麻煩;更嚴重(zhòng)的可導緻(zhì)缸筒報廢。

③水污染:由于工作環境潮濕等因(yīn)素的(de)影響,可能會(huì)使(shǐ)水(shuǐ)進入液壓系統,水會與液壓油反(fǎn)應,形成酸性物質和油泥,降低液壓油的潤滑性能(néng),加速部件的磨(mó)損,水還會造成控制(zhì)閥的閥杆發生粘(zhān)結,使控制閥(fá)操縱(zòng)困難,劃傷(shāng)密封件,造成洩(xiè)漏。

3元件制造裝配精度超差:

所有的(de)液壓元件及密封(fēng)部件都有嚴格的尺寸公差、形位公差等要求。如果在(zài)制造過程中超差,例(lì)如:油缸的活塞半徑、密封槽深度或(huò)寬度、裝密(mì)封圈的孔和尺寸超差或因加工問題而造成失圓、本身有毛刺或窪點、鍍層脫落等,密封件(jiàn)就會有變形、劃傷、壓死或壓不實等(děng)現象發生,使其失去(qù)密封功能,将使零件(jiàn)本身具有先天(tiān)性的滲漏點,在裝配後或(huò)使用過程中發生滲漏。系統裝配粗糙,缺乏(fá)減振、隔振措施;系統超壓使用,未做到(dào)按規定對系統适(shì)時檢查及易損件壽命到期但未及時更換等都會造成系統洩漏。

4油液溫升過高:

液壓系統工(gōng)作時,要控(kòng)制油液溫度,溫度過高,會(huì)産生以下現象:

①多數情況下,當油溫經常超過60℃時,油液黏(nián)度大大下降,不僅使潤滑油膜變薄,摩擦力加大,磨損加(jiā)劇,而且密封圈膨脹、老化、失效,結果導緻液壓系統(tǒng)産生洩漏。據研(yán)究(jiū)表明,油溫每升高10℃則密封件的壽命(mìng)就會減(jiǎn)半。

②油液溫度升高後,體(tǐ)積膨(péng)脹,壓力升高,而洩(xiè)漏随壓力的升高而加大,從而使洩(xiè)漏增加。

③油溫升高使間隙(xì)脹縮變化。一般配合(hé)零件材質(zhì)不(bú)同,材料熱膨脹系數不同,當油溫升(shēng)高時,配(pèi)合零件因脹縮變化不(bú)同,會使配合間隙發生變化,當間隙變大時,造成洩漏增加。

5液壓系統壓力(lì)沖擊:

液壓系統中(zhōng)由于(yú)頻繁換(huàn)向,在較高(gāo)壓力下突然啟動油泵或關(guān)閉閥門及缸體快速動作都會造成瞬時峰值壓力高達工作壓力的(de)好幾倍,有(yǒu)時足以使密封裝置、管道(dào)或其它液(yè)壓元件損壞而造成洩露。



控制洩漏措(cuò)施

造成工程機械(xiè)液壓系統的洩漏的因素是多方面綜合影響的結果,以現有的技術和材料,要想從(cóng)根本上消除液壓系(xì)統的洩漏是很難做到的。隻有從以上影(yǐng)響(xiǎng)液壓系統洩漏因素出發,采取合理的措施盡量減少液壓系統洩漏。

(1)

在設計和加工(gōng)環節中要充分考慮影響洩漏的重要因素密(mì)封溝(gōu)槽(cáo)的設計和加(jiā)工。美國汽車行業工程(chéng)師協會(SAE)推薦以下(xià)兩種防止油口(kǒu)漏油的(de)解決辦(bàn)法。

①SAE直螺紋“O”形圈油口(kǒu):密封靠“O”形圈,連接靠直螺紋;

②SAE4螺栓法蘭:适用于較大油口。另外,密封件的選(xuǎn)擇也是非常重要(yào)的,密(mì)封表(biǎo)面的粗糙度通(tōng)常靜密封表為Ra3.2~Ra1.6,動密封表面為Ra0.8~Ra0.4。

如果不在最初全面(miàn)考慮(lǜ)洩漏的影響因素,将會給(gěi)以後的生産中帶來無法估量(liàng)的損(sǔn)失。

(2)

在液壓油的污染控制(zhì)上,要從污染的源頭入手(shǒu),加強污染源的控制(zhì),還要采(cǎi)取有效的過濾措(cuò)施和(hé)定期的油液質量檢查。為有效(xiào)地切斷外界因(yīn)素(水、塵埃、顆粒等)對(duì)液壓(yā)油缸的污染(rǎn),可加一些防護措(cuò)施等。

(3)

裝配方面。液壓(yā)系統(tǒng)裝配前,應檢驗元件的耐壓性能,檢查元件各結合面有無外滲漏現象(xiàng),若出(chū)現滲漏,則應采(cǎi)取相(xiàng)應措施。隻有(yǒu)當所有元件不漏不滲後才可正式裝進系統使用(yòng)。液壓元件和液(yè)壓系統在進行裝配時,要進行嚴格清洗,去毛刺(cì)、除焊渣,并進行必要的防鏽蝕處理,嚴格按照裝配(pèi)工藝要求(qiú)進行裝配,杜絕(jué)因裝配(pèi)引起的間隙(xì)畸變和毛刺、焊渣及鏽蝕物等形成的間隙磨(mó)料。

(4)

減小液壓沖擊。常用的(de)方法有:

①盡量降低系統的啟動、停止和換向頻率;

②對于需(xū)要頻繁換(huàn)向的液壓系(xì)統,盡可能用帶阻尼器的換向閥;

③在控制閥的前面設(shè)置蓄能器,減小沖擊波傳播的距離(lí),從而減緩(huǎn)液壓沖擊;

④加大管道通徑(jìng),盡量縮短管道長(zhǎng)度(dù)或采用橡膠軟(ruǎn)管;

⑤設置安全閥,系統壓力增大時,可(kě)起卸荷作用降(jiàng)低壓力沖擊(jī)。

(5)

機械在磨合期(qī)容易出現滲漏現象,這是由于部分鑄(zhù)造、加工等缺陷在裝(zhuāng)配調試時難于發現,但由于作業過程中的振動、沖擊作用,這種缺陷就被暴露出(chū)來,故應注意磨合期的(de)滲漏情況,作到及早發現、及時處理。

(6)

從技術上來看,國外正(zhèng)在生産(chǎn)配備有測(cè)試密封(旋轉密封)洩露量的傳感器的新型油封;并(bìng)且主軸集成了摩擦密封與迷宮式密封優點的氣動密封(fēng)也已(yǐ)問世;同時,U型橡膠(jiāo)件+ V型彈簧組成的可用(yòng)于壓(yā)力45MPa的(de)液壓系統“泛塞密封”等類型的(de)組合密封件大行其道。結束語

液壓系統中洩漏形式多樣,是液壓設備普遍存在(zài)的現象,原因也(yě)有多種,很難根除,應從設計、制造、安(ān)裝和使用等各方面認真細緻地加以解決。以上就是我們通過課程學習以及查閱相關資料,結合自(zì)己專業實習(xí)、工程訓練(liàn)和日常生活中的(de)所見和所想,分析的有關液壓傳動的洩漏形式及原因,并且提出控制(zhì)洩漏的部分措施(shī)。

返回頂部