液压系统泄漏的因素与控制

鸦鸦

液压系统泄漏的因素与控制

　　【摘 要】液压系统泄露的主要因素是液压系统固体颗粒污染造成的，其次是密封件质量在设计、制造及日常使用维护时的保证，根据以上因素，确定了防止液压系统泄露的措施。 
　　【关键词】液压系统固体颗粒 密封件质量保证 
　　 
　　一、泄漏的危害 
　　 
　　三漏（漏油、漏水、漏气）问题到目前为止仍旧是工程机械的顽疾，尤其是液压系统泄漏影响着系统工作的安全性、可靠性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损，因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。 
　　 
　　二、泄漏的因素 
　　 
　　通常液压机械所用的液压油，均由于使用与管理的不当，使可继续使用的油成为废油，不但造成无谓的浪费，增加了维护成本，更造成环境的污染。几乎所有的液压系统的泄漏都是在使用一段时间后由于以下几个原因引起的：(1)液压系统固体颗粒污染，导致密封件及配合件相互磨损；(2)设计及制造的缺陷；(3)冲击和振动造成管接头松动；(4)油温过高及橡胶密 
　　封与液压油不相容而变质。 
　　 
　　三、泄漏因素及控制措施 
　　 
　　（一）液压系统固体颗粒污染的分析和控制 
　　1.液压系统污染物的来源液压系统的污染源主要有潜在污染物、再生污染物和浸入污染物。液压系统中的污染物的类型大致可分为固体颗粒、空气、水、化学物质和微生物等，其中，固体颗粒污染发生的最为普遍。 
　　2.固体颗粒的危害与产生的原因 （1）固体颗粒的组成 
　　主要由剥落物、胶质、金属粉末、空气中带来的粉尘、砂子、研磨粉、沉积物和纤维等组成。 
　　（2）固体颗粒的主要来源 
　　①系统硬管管道内壁附着的片状铁锈，酸洗后残留在管内的化学药品类；②硬管在切割和套丝等加工过程中存留的铁屑；③密封件、密封圈残渣；④高压软管总成内部灰尘及部分接头部位残留胶状碎片；⑤液压系统装配现场由于环境因素进入管道内部的石子、尘土等，这种情况并不多见；⑥液压元件内部存留的型砂残留物、加工铁屑、密封残渣等。 
　　（3）固体颗粒污染的危害 
　　①粘着和堵塞过滤器孔眼和各种间隙、通道，从而使液压泵运转困难，产生气蚀和躁声；②破坏润滑油膜，增大机器的摩擦力和磨损。磨损会导致液压元件产生泄露，效率降低，使用寿命缩短甚至损坏；③加速密封材料磨损，增加外泄漏量；④部分或全部堵塞液压元件的孔隙，使控制元件动作失灵；⑤固体颗粒中的金属和金属化合物粒子会对油液的氧化，变质起催化作用，油液的氧化将劣化油液质量，降低润滑性能，导致密封件或运动部件磨损加剧，使泄漏发生。 
　　当元件的间隙被固体颗粒所淤塞，会产生磨损的链式反应，使系统元件进一步磨损，产生更多的固体颗粒。采取有效措施去除油液污染物，尤其是固体污染物，是保证工程机械液压系统正常工作的前提。 
　　3.防污措施 
　　（1）设计阶段的污染控制 
　　在设计阶段，应慎重选用易于产生颗粒杂质而污染系统油液的装置、结构等。如从控制固体颗粒污染角度，宁可选凸缘连接结构而少用管接头，因为装配维修时管接头产生大量磨屑；油箱呼吸口设计位置高一些，并尽量掩蔽些，以防雨水和灰尘侵入；软管可选用加衬里的油管等等。在设计阶段最重要的是滤油器的设计和选择。可考虑在对液压油污染较敏感的液压元件进油处及容易产生磨屑的液压元件的回油处增设吸油滤油器，在关键性液压元件的进油口设置辅助滤油器，在污染物侵入量大的系统中，安装旁路过滤，改善清洁度，延长滤油器使用寿命等等。

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　　（2）制造阶段的污染控制
　　外携外购件如各种阀、高压软管、缸等以及液压油要严格进行进厂检验。关键件需进行加载、抛光和清洗。除外购的液压元件以及一些软管外，在现场配制的液压管道必须经过酸洗除锈。管道按以下工艺流程进行：脱脂、酸洗、中和、钝化、干燥、涂油、封闭。酸洗前应将经过脱脂处理后的管子用净化压力水冲去关内外壁的碱性溶液和洗去油污。所有密封面、丝扣等必须涂油覆盖以后才能进行清洗。
　　酸洗处理后，必须对管道进行打压冲洗，打压冲洗是液压系统装配过程中非常重要的环节。管道经过打压冲洗以后，可以将管道中杂质冲去。冲洗时重点对焊口、法兰、变径、三通及弯头部位定时进行均匀敲打，使这些部位的杂质振落随油一起冲走。
　　应注意管道的酸洗与打压冲洗应在装配前进行，因为过早进行这些处理而长期搁置不用，管道装配时仍有生锈的可能性。
　　(二)密封件质量保证
　　1.减少动密封件的磨损（1）消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷；（2）用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆，防止磨料、粉尘等杂质进入；（3）设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积；（4）使活塞杆和轴的速度尽可能低。
　　2.设计及制造缺陷的解决方法
　　（1)液压元件外配套的选择在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。在新产品设计、老产品的改进中，对缸、泵、阀件、密封件、液压辅件等的选择，要本着好中选优、优中选廉原则慎重的、有比较的进行。
　　（2）合理设计安装面和密封面。当阀组或管路固定在安装面上时，为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损，安装面要平直；密封面要求精加工，表面粗糙度要达到0.8μｍ，平面度要达到0.01／100mm，表面不能有径向划痕，连接螺钉的预紧力要足够大，以防止表面分离。
　　（3）在制造及运输过程中要防止关键表面磕碰、划伤，对装配调试过程进行严格监控，保证装配质量。
　　3.减少冲击和振动
　　（1）使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动；(2)使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击；(3)适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件；(4)尽量减少管接头的使用数量，管接头尽量用焊接连接；(5)使用直螺纹接头，三通接头和弯头代替锥管螺纹接头；(6)尽量用回油块代替各个配管；(7)针对使用的最高压力，规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩，防止结合面和密封件被蚕食；(8)正确安装管接头。
　　4.对静密封件的要求
　　静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差，使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷，并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。
　　5.控制油温防止密封件变质
　　密封件过早变质可能是由多种因素引起的，一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半，所以应合理设计高效液压系统或设置强制冷却装置，使最佳油液温度保持在65℃以下，工程机械不许超过80℃。
　　
　　四、结论
　　
　　泄漏产生的原因和主要部位在液压系统中，从元件到辅件，从油箱到液压泵、液压缸等各个环节，都可能存在泄漏问题，造成泄漏的原因也很多，本文强调以下几个方面：(1)振动和冲击。(2)由间隙变大而使产生泄漏或者使得泄漏增加。(3)从实际维修中发现，液压系统中的颗粒物污染是加剧间隙增大和密封件失效的重要原因。
　　油液的清洁、油液的注入、油液的过滤；元件的清洁、装配的清洁、装配的规范；调试及工作中的正确使用等都是对液压系统的保护，同时降低了泄漏的可能性。泄漏的控制大致可从油液、元件、使用三方面来保证，而保持液压系统的清洁无污染，是维系系统的设计使用寿命并可有效控制泄漏的简单易行的措施。
　　
　　参考文献：
　　[1]徐灏.机械设计手册（第五卷）.机械工业出版社出版，1995.
　　[2]马福安.机修手册（第7卷、第8卷）.机械工业出版社出版，1993.
　　[3]李洪人.液压控制系统.国防工业出版社出版，1981.
　　[4]雷天觉.新编液压工程手册.北京理工大学出版社出版，1998.

tyjdy2013

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