
液壓系統中(zhōng),洩漏影響産(chǎn)品的質量,是(shi)必須要考慮(lü)的問題。例如(rú)❓液壓缸,嚴重(zhong)的洩漏不僅(jin)會使設備周(zhou)圍的環境😄受(shou)到🐆污染,還會(hui)導緻液壓缸(gāng)工作腔的壓(ya)力降低,使液(yè)壓缸無法正(zhèng)常工作。采取(qǔ)比較先進的(de)方法,有效地(dì)防止洩漏,使(shǐ)液壓系統實(shí)現“零洩漏”是(shì)🐕液壓行業多(duō)年來始終追(zhuī)求的目标。另(lìng)✉️外,準确地分(fèn)析液壓系統(tong)洩漏産生的(de)最初原因,可(kě)以幫助我們(men)及時排除液(yè)壓系統的洩(xiè)漏故障。作為(wei)機械專業的(de)學🔞生,我們通(tong)過對《液壓與(yǔ)氣壓傳動》課(ke)⚽程的學習以(yi)及查閱相關(guan)資料,結合自(zi)己專🚶業實習(xí)、工程訓練和(he)日常生活中(zhōng)的所見和所(suǒ)想,就常見洩(xiè)漏故障問題(tí)✔️,分析了液壓(yā)傳動的洩漏(lou)形式及原因(yīn),提出控制洩(xiè)漏的☀️措施。
相(xiang)對于機械傳(chuan)動,液壓傳動(dong)是一門新的(de)技術,起源🛀🏻于(yú)1654年🙇♀️帕斯卡提(tí)出的靜壓傳(chuán)動原理。它是(shì)以液體為工(gōng)作介質,通過(guò)能量轉換🤞裝(zhuang)置來進行能(néng)量傳遞的一(yī)種傳🏃🏻♂️動形式(shì)🔴。液壓傳動具(jù)有如下優❗點(dian):
①工作液體可(ke)以用管道輸(shu)送到任何位(wei)置;
②執行元件(jian)的布置不受(shou)方位限制,借(jiè)助油管的連(lian)接可以方便(biàn)☁️靈活地布置(zhi)傳動機構;
③液(yè)壓傳動能将(jiāng)原動機的旋(xuan)轉運動變為(wéi)直線運動🌐;④可(kě)以方便地實(shi)現無級調速(sù);
⑤載荷控制、速(sù)度控制以及(ji)方向控制容(rong)易實現,也容(rong)🌈易🛀進💰行🍓集中(zhong)控制、搖控和(he)自動控制;
⑥液(yè)壓傳動平穩(wěn)無振動;
⑦具有(yǒu)良好的潤滑(huá)條件可提高(gao)液壓元件工(gong)作的可靠性(xìng)和使用❗壽命(mìng);
⑧液壓元件有(yǒu)利于實現标(biāo)準化、系列化(hua)和通用化。因(yīn)🔱此💁,液壓🥰傳動(dòng)💋在國民經濟(jì)各部門中得(de)到了廣泛的(de)應用。
但液壓(yā)傳動也存在(zài)着一些缺點(dian):
①存在液體流(liu)動的阻力損(sǔn)失、油液的洩(xiè)漏以及機械(xie)摩擦☂️,故效率(lǜ)🔞較低;
②對控制(zhì)工作溫度要(yao)求較高;
③由于(yú)工作液體的(de)洩漏和可壓(yā)縮性,液壓系(xì)統的剛性較(jiào)差使液壓系(xì)統無法保證(zheng)嚴格的傳動(dong)比;
④對工作液(ye)體的使用維(wéi)護要求十分(fen)嚴格;
⑤液壓元(yuan)件成本較高(gāo);
⑥液壓系統的(de)故障判斷和(hé)處理較難,要(yao)求工作人員(yuan)技術水平和(hé)專業知識較(jiào)高。
其中工作(zuo)液體的洩漏(lou)一直是不可(ke)避免的問題(ti),其解✏️決👉方法(fa)也是各行各(ge)業研究的重(zhong)點之一。
洩漏按流(liú)向可分為内(nei)洩漏和外洩(xiè)漏。外洩漏主(zhu)要是指液壓(yā)油從系統洩(xie)漏到環境中(zhōng),産生在液壓(ya)系統的液壓(ya)管路、液壓閥(fa)、液壓缸和液(ye)壓泵(液壓馬(ma)達🏃🏻♂️)的外部;内(nèi)洩漏是指由(yóu)于高低壓側(ce)的壓力差的(de)存在以及密(mì)封件失效😄等(děng)原因,使液壓(ya)油在系統内(nei)部由高壓側(cè)流向低壓側(ce),如液壓傳動(dòng)中油液從高(gao)壓腔向低壓(ya)腔的♍洩漏;從(cong)換向閥内壓(ya)力通道向回(hui)油通道的洩(xiè)漏等。洩漏的(de)主要形式有(you)縫隙洩漏、多(duō)孔隙洩漏、粘(zhān)附洩漏和動(dong)力洩漏等。
工程機(ji)械液壓系統(tǒng)的縫隙洩漏(lòu)主要有兩種(zhǒng),固定密封處(chu)(靜接合面)洩(xie)漏和運動密(mi)封處(動結合(hé)面)洩漏。固定(ding)密封處洩漏(lòu)的部♊位主要(yào)包括液壓缸(gāng)缸蓋與缸筒(tǒng)⚽的接合處等(děng);運動密封處(chù)主要包括液(ye)壓缸🧡活塞與(yu)缸筒内壁、活(huó)塞杆與缸蓋(gai)導向套之間(jian)。縫隙☔洩漏量(liang)的大小與壓(yā)力差、間隙等(deng)因素有關。
液壓(ya)元件中的各(gè)種蓋闆,由于(yu)表面粗糙度(du)的影響,兩表(biǎo)💘面之間⛱️不可(kě)能完全接觸(chu),在兩表面不(bú)接觸的微觀(guan)✌️凹陷處,形成(cheng)許多截面形(xing)狀多樣、大小(xiao)不等的空隙(xì),空隙的截面(mian)尺寸與表面(mian)粗糙度有關(guan)。多空隙洩漏(lou),液體需流經(jing)彎曲的衆多(duō)🌈空隙,在做密(mi)封性能試驗(yàn)時,需經一定(dìng)的保壓時間(jiān),洩漏才能顯(xian)露出來。
粘性液體(ti)與固體臂之(zhī)間有一定的(de)粘附作用,二(er)者接觸後,在(zai)固體表面上(shàng)粘附上薄薄(bao)的一層液體(ti),若固體表面(miàn)上的膜較厚(hòu)時,油膜會因(yin)相互運動而(er)被密封圈刮(guā)落産生粘附(fu)洩漏。防止粘(zhan)附洩漏的基(jī)本辦法是控(kòng)制液體粘附(fu)層的厚度。
在旋轉(zhuǎn)軸的密封表(biǎo)面上,若留有(yǒu)螺旋加工的(de)痕迹,當軸🔞轉(zhuan)♈動時,液體在(zài)轉軸回轉力(li)的作用下沿(yán)螺旋痕迹👣的(de)凹槽流動。若(ruo)螺旋痕迹的(de)方向與軸的(de)轉動方向一(yi)緻時,由于螺(luó)旋痕迹的“泵(beng)油”作用,就會(huì)産生動力洩(xie)漏。動力洩漏(lòu)的特點是軸(zhóu)的轉速越高(gāo),洩漏量越大(da)。防止⭕動力洩(xie)漏,應避免在(zài)轉軸的密封(feng)表面和密封(fēng)圈的唇邊上(shang)存在"泵油"作(zuò)用的加工痕(hen)迹或利用動(dòng)力洩漏的原(yuán)理,利用螺旋(xuán)痕迹的泵油(you)作用,将🌈洩漏(lòu)油泵回,阻止(zhǐ)👨❤️👨洩漏。
液壓系統(tǒng)産生洩漏的(de)原因多而複(fu)雜,本文主要(yào)從密封件🈲洩(xie)👈漏、工作油液(yè)污染、元件制(zhi)造裝配精度(du)超差、油液溫(wēn)升發熱以及(jí)液壓系統壓(yā)力沖擊等方(fang)面歸納分析(xī)。
在(zai)液壓缸中,一(yī)提及洩漏就(jiù)會首先考慮(lü)到密封件,因(yin)🌈為密封件是(shi)液壓缸中最(zuì)主要的防止(zhǐ)洩漏的元件(jiàn)。它主要有YX型(xíng)🌂密封圈、組合(hé)密封圈、U型密(mi)封圈、V型密封(feng)圈、O形圈、格來(lai)圈、斯特封等(děng)。其中YX型密封(fēng)圈、組合密封(feng)圈、U型密封圈(quan)主要靠在壓(yā)力‼️油的壓力(lì)作用下産生(sheng)張力,使内、外(wài)唇邊張開來(lái)實現密封的(de),對内、外唇邊(biān)線性質量要(yào)求很高;V型密(mi)封❤️圈、O形圈、格(ge)來圈、斯特封(feng)主要靠☔壓縮(suo)量來密封。密(mì)封件的物化(hua)性能等方面(mian)的質量直接(jiē)影響液壓缸(gang)産品的質量(liàng)。
密封件洩漏(lòu)的原因主要(yao)有以下幾方(fāng)面:
①密封件質(zhì)量有問題。密(mi)封件材質為(wei)劣質,且制造(zao)工藝和精度(du)都達不到要(yào)求,以及模具(ju)和修邊均有(yǒu)缺☔陷等。
②密封(feng)件選用不合(hé)理。選用的密(mì)封件不能滿(man)足工作壓力(li)、工作速度和(he)溫度等方面(mian)的要求,或者(zhě)密封件的類(lèi)型選用不🌏當(dāng)。
③密封件的安(an)裝溝槽設計(ji)不當,安裝間(jiān)隙與壓縮量(liang)選擇不合理(lǐ);配偶件的加(jia)工精度和表(biao)面粗糙度未(wèi)達到要求;安(ān)裝時未加保(bǎo)護而損傷唇(chún)口或使外界(jiè)雜物混😍入;貯(zhu)存時溫度、濕(shi)度不當,受氧(yǎng)和臭氧的侵(qīn)蝕變質等。
④液(ye)體中的氣泡(pào)經過密封唇(chun)邊時,氣泡被(bèi)壓縮為原來(lai)尺寸的幾分(fèn)之一。這種氣(qi)泡到達密封(feng)件的非壓⭐力(lì)側時,便☎️迅速(su)釋放🌏出能💘量(liang),使密封唇邊(bian)損壞。
另一方(fāng)面,當含有一(yi)定比例的油(yóu)蒸汽的氣泡(pao),因受壓🛀達到(dao)☔足夠高的溫(wen)度時,就會自(zi)燃,以緻燒壞(huai)或熔化支承(chéng)環,甚至會發(fā)生密封件的(de)局部燒壞和(he)碳化。
包括氣體污(wu)染、顆粒污染(ran)、水污染等。
①氣(qi)體污染:在大(da)氣壓下,液壓(yā)油中可溶解(jie)10%左右的空氣(qì),在液💞壓系💁統(tǒng)的高壓下,在(zài)油液中會溶(róng)解更多的空(kong)氣或氣體。空(kong)氣在油液中(zhong)形成氣泡,如(ru)果液壓支架(jià)在工作過程(chéng)❗中在極短的(de)時間内,壓力(li)在高低壓📧之(zhi)間迅速變換(huan)就會使氣泡(pao)在高壓側産(chan)生高溫在低(dī)壓側發生爆(bào)裂,如果液壓(ya)系統的元件(jiàn)表面有凹點(diǎn)和損傷時,液(ye)壓油就會高(gāo)速沖向元件(jian)表面🈲,加速表(biao)面的磨損,引(yin)起洩漏,此種(zhǒng)由空穴現象(xiàng)造成的腐蝕(shi)作用稱為氣(qì)蝕。
②顆粒污染(ran):由于試驗台(tái)被顆粒污染(ran),導緻洩漏的(de)幾率🤩很小,但(dàn)在實際中仍(réng)然存在。液壓(ya)缸使用過程(cheng)中,由于上述(shu)♉原因産生🐉的(de)顆粒,有的粘(zhān)附在密封元(yuán)件♋上,有的粘(zhān)附在活動面(mian)🔴上,刮傷密封(fēng)元件的密封(fēng)面,導緻密封(feng)元件失效,使(shǐ)液壓缸産生(shēng)洩漏💛。這種故(gù)障📐通過除去(qu)未去幹淨的(de)毛刺,清洗各(ge)個元件,再更(gèng)換密封元件(jiàn)就可🙇♀️排除;比(bǐ)較嚴重✊有的(de)會“拉缸”,這💁種(zhong)故🤩障的排除(chu)就比較麻煩(fan);更嚴重的可(kě)導緻缸筒報(bào)廢。
③水污染:由(you)于工作環境(jing)潮濕等因素(sù)的影響,可能(neng)會🏒使水進入(ru)液壓系統,水(shui)會與液壓油(you)反應,形成酸(suan)性物質和油(you)泥,降低液壓(yā)油的潤滑性(xìng)能,加速部件(jian)的磨損,水還(hái)會造成控制(zhì)閥的閥杆發(fa)生粘結,使控(kong)制閥操縱困(kùn)難,劃傷密封(fēng)件,造成洩漏(lòu)。
所(suo)有的液壓元(yuan)件及密封部(bù)件都有嚴格(ge)的尺寸公差(chà)👌、形🛀🏻位公差等(děng)要求。如果在(zài)制造過程中(zhōng)超差,例如:油(you)缸的活塞半(bàn)徑、密封槽深(shēn)度或寬度、裝(zhuang)密封圈的孔(kǒng)和尺寸超差(chà)🌈或因加工問(wen)題而造成失(shi)圓、本身有毛(máo)刺或窪點、鍍(dù)層脫落等,密(mi)封件就會有(you)變形、劃傷✌️、壓(ya)死或壓不實(shí)等現象發生(shēng),使其失去密(mì)封功能,将使(shǐ)零件本身具(jù)有先天性的(de)滲✏️漏點,在裝(zhuāng)配後或使用(yong)過程中發生(shēng)滲🏃🏻漏。系統裝(zhuang)配粗糙,缺乏(fá)減振、隔振措(cuò)施;系統超壓(yā)使用,未做到(dào)按規定對系(xì)統适時檢☔查(chá)及易損件壽(shòu)命到期但未(wei)及📱時更換等(deng)都會造成🆚系(xi)統洩漏。
液壓(yā)系統工作時(shí),要控制油液(yè)溫度,溫度過(guò)高,會産生以(yǐ)下💜現♍象:
①多數(shu)情況下,當油(yóu)溫經常超過(guò)60℃時,油液黏度(du)大大下降,不(bu)僅使潤滑油(yóu)膜變薄,摩擦(cā)力加大,磨損(sun)加劇,而🤞且密(mì)封圈膨脹、老(lǎo)化🛀🏻、失效,結果(guo)導緻液壓系(xì)統産生洩漏(lou)。據研究表明(míng),油溫每升高(gao)10℃則密封☀️件的(de)壽命就會減(jiǎn)半。
②油液溫度(du)升高後,體積(ji)膨脹,壓力升(shēng)高,而洩漏随(suí)壓力的升高(gao)而加大,從而(er)使洩漏增加(jiā)。
③油溫升高使(shi)間隙脹縮變(biàn)化。一般配合(he)零件材質不(bú)同,材料熱膨(peng)💃🏻脹系數不同(tóng),當油溫升高(gao)時,配合零件(jian)因脹縮變🐅化(huà)不同,會使配(pei)合間隙發生(shēng)變化,當間隙(xì)變大時🌂,造成(cheng)洩漏增加。
液壓系統(tǒng)中由于頻繁(fán)換向,在較高(gao)壓力下突然(rán)啟動油泵或(huò)關閉閥門及(ji)缸體快速動(dong)作都會造成(cheng)瞬🌂時峰🌐值壓(yā)力高達工作(zuò)壓力的好幾(ji)倍,有時足以(yǐ)使密封裝置(zhì)、管道🍓或其它(ta)液壓元件損(sǔn)壞✨而造成洩(xiè)露。
造成工程(chéng)機械液壓系(xì)統的洩漏的(de)因素是多方(fang)面綜合影💚響(xiang)的結果,以現(xiàn)有的技術和(he)材料,要想從(cong)根本上消除(chú)🔴液壓系統的(de)洩漏是很難(nan)做到的。隻有(yǒu)從以上影響(xiǎng)液壓系統洩(xie)漏因素出發(fā),采取合理的(de)措施盡量減(jiǎn)少液壓系💃統(tǒng)洩漏。
在設計和(he)加工環節中(zhong)要充分考慮(lü)影響洩漏的(de)重要因🤟素密(mì)封溝槽的設(she)計和加工。美(mei)國汽車行業(ye)工程師協會(hui)(SAE)推薦以下☀️兩(liang)種防止油口(kou)漏油的解決(jue)辦法。
①SAE直螺紋(wen)“O”形圈油口:密(mi)封靠“O”形圈,連(lian)接靠直螺紋(wen);
②SAE4螺栓法蘭:适(shi)用于較大油(yóu)口。另外,密封(fēng)件的選擇也(yě)是非常♍重要(yào)的,密封表面(miàn)的粗糙度通(tong)常靜密封表(biǎo)為Ra3.2~Ra1.6,動💔密封表(biao)面💞為Ra0.8~Ra0.4。
如果不(bu)在最初全面(mian)考慮洩漏的(de)影響因素,将(jiāng)會給以後的(de)生産中帶來(lái)無法估量的(de)損失。
在液壓油(you)的污染控制(zhì)上,要從污染(ran)的源頭入手(shou),加強污染💚源(yuan)的控制,還要(yao)采取有效的(de)過濾措施和(hé)定期的油液(ye)🛀🏻質量檢查。為(wei)有效地切斷(duàn)外界因素(水(shuǐ)、塵🐕埃、顆粒等(děng))對液壓油缸(gāng)的污染🏃🏻,可加(jia)一些防護措(cuo)施等。
裝配方面(miàn)。液壓系統裝(zhuāng)配前,應檢驗(yan)元件的耐壓(yā)性能,檢查元(yuan)件各結合面(mian)有無外滲漏(lòu)現象,若出現(xian)滲漏,則應采(cai)取相應措施(shī)。隻有當所有(you)元件不漏不(bu)滲後才可正(zheng)式裝進系統(tong)使用。液👄壓元(yuán)件和液壓系(xì)統在進行裝(zhuāng)配時,要進行(hang)嚴格清洗,去(qù)毛刺、除焊渣(zhā),并🈲進行必要(yào)的防鏽蝕處(chù)理,嚴格按照(zhào)裝配工藝要(yao)求♉進行裝配(pei),杜㊙️絕因裝配(pei)引起的間隙(xi)畸變和毛刺(ci)、焊渣及鏽蝕(shí)物等形成的(de)間隙磨料。
減小(xiao)液壓沖擊。常(chang)用的方法有(yǒu):
①盡量降低系(xì)統的啟動、停(ting)止和換向頻(pín)率;
②對于需要(yào)頻繁換向的(de)液壓系統,盡(jìn)可能用帶阻(zu)尼器的換向(xiàng)👈閥;
③在控制閥(fá)的前面設置(zhì)蓄能器,減小(xiǎo)沖擊波傳播(bō)的距離,從而(er)減緩液壓沖(chong)擊;
④加大管道(dao)通徑,盡量縮(suo)短管道長度(dù)或采用橡膠(jiāo)軟💞管;
⑤設置安(ān)全閥,系統壓(yā)力增大時,可(kě)起卸荷作用(yòng)降低壓力沖(chòng)擊。
機械在磨合(he)期容易出現(xiàn)滲漏現象,這(zhe)是由于部分(fèn)🌈鑄造、加🔴工等(děng)缺陷在裝配(pèi)調試時難于(yu)發現,但由于(yú)作業過程中(zhōng)的振動🐅、沖擊(jī)作用,這種缺(quē)陷就被暴露(lù)出來,故應注(zhu)意磨合期‼️的(de)滲漏情況,作(zuo)🈚到及早發現(xian)、及時處理。
從技(ji)術上來看,國(guo)外正在生産(chan)配備有測試(shi)密封(旋轉👣密(mi)封🆚)洩露㊙️量的(de)傳感器的新(xīn)型油封;并且(qie)主軸集成了(le)摩擦密封與(yu)迷宮式密封(feng)優點的氣動(dòng)密封也已問(wen)世;同時,U型橡(xiang)膠件+ V型彈簧(huang)🔞組成的可用(yong)于壓力45MPa的液(ye)壓系統“泛塞(sai)密封”等類型(xing)的組合密封(fēng)件大行🌂其道(dào)。結(jie)束語
液壓系(xi)統中洩漏形(xíng)式多樣,是液(ye)壓設備普遍(bian)存在🔆的現象(xiang),原🧑🏾🤝🧑🏼因也有多(duo)種,很難根除(chú),應從設計、制(zhi)造、安裝和使(shi)用等各方面(miàn)認真細緻地(di)加以解決。以(yi)上就是我們(men)🐅通過課程學(xue)習以及查閱(yue)相關✏️資料,結(jié)合自己專業(yè)實習、工程訓(xùn)練和日常生(sheng)活中的所見(jian)和所想,分析(xī)的有關液壓(yā)傳動的洩漏(lòu)形式🔞及原因(yīn),并且提出控(kòng)制洩漏的部(bu)分措施。
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