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2012-01-16
作者:杜炬輝 彭登志 尹鏹
摘 要:機械液壓傳動系統(tǒng)的泄漏因素是多方面的,文章主要針對機械液壓傳動系統(tǒng)泄漏的原因進(jìn)行了分析。同時就泄漏控制措施作了簡單的闡述。
關(guān)鍵詞:液壓傳動;原因分析;控制措施
在機械液壓系統(tǒng)中,泄漏是普遍存在的故障現(xiàn)象,幾乎所有的液壓系統(tǒng)在使用一段時間后,都發(fā)生泄漏現(xiàn)象,液壓系統(tǒng)一旦泄漏或泄漏嚴(yán)重將會引起系統(tǒng)壓力建立不起來,無法保證正常的傳動比。液壓油泄漏還會造成環(huán)境污染,影響生產(chǎn)甚至產(chǎn)生無法估計的嚴(yán)重后果。因此,對液壓系統(tǒng)的泄漏,必須加以控制。下面針對一些影響機械液壓系統(tǒng)泄漏的因素,簡單分析其泄漏原因及控制措施。
1、泄漏的分類
通常機械液壓系統(tǒng)的泄漏有兩種,固定密封處和運動密封處泄漏。從液壓油的泄漏上也可分為外泄漏和內(nèi)泄漏。外泄漏主要是指液壓油從系統(tǒng)泄漏到環(huán)境中,內(nèi)泄漏是指由于高低壓側(cè)的壓力差的存在以及密封件失效等原因,使液壓油在系統(tǒng)內(nèi)部由高壓側(cè)流向低壓側(cè)。
2、影響泄漏的原因
2.1設(shè)計因素
液壓系統(tǒng)的可靠性,在很大程度上取決于液壓系統(tǒng)密封的設(shè)計和密封件的選擇,由于設(shè)計中密封結(jié)構(gòu)選用不合理,密封件的選用不合乎規(guī)范,在設(shè)計中沒有考慮到液壓油與密封材料的相容型式、負(fù)載情況、極限壓力、工作速度、環(huán)境溫度的變化等,這些都在不同程度上直接或間接造成液壓系統(tǒng)泄漏。設(shè)計中考慮到運動表面的幾何精度和粗糙度不夠全面以及在設(shè)計中沒有進(jìn)行連接部位的強度校核等,這些都會在機械的工作中引起泄漏。
2.2制造和裝配因素
所有的液壓元件及密封部件都有嚴(yán)格的尺寸公差、表面處理、表面光潔度及形位公差等要求。將使零件本身具有先天性的泄漏點,在裝配后或使用過程中發(fā)生滲漏。液壓元件在裝配中應(yīng)杜絕野蠻操作。裝配前應(yīng)對零件進(jìn)行仔細(xì)檢查,裝配時應(yīng)將零件蘸少許液壓油,輕輕壓入。
2.3沖擊和振動造成泄漏和破壞
2.3.1內(nèi)部沖擊
氣體常常以混入或溶解兩種形式浸入油液中,混入油液的氣體,大多以2.05~0.50mm直徑的氣泡懸浮其中,成游離狀態(tài)。浸入油液中的氣體,在液壓傳動系統(tǒng)工作時,產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象,可以使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪音,在氣泡凝聚的管壁和其他元件表面,因長期受沖擊和高溫作用,以及油液中溢出氣體的氧化作用,會使管壁和元件表面脫落,或者出現(xiàn)海綿狀的小洞。
2.3.2外部沖擊
外部的沖擊也會造成管路的靜結(jié)合表面發(fā)生泄漏,當(dāng)管路接頭常處于振動狀態(tài)時,造成接頭處密封圈(墊)變形,或者造成密封圈磨損,從而引起原來的靜結(jié)合面出現(xiàn)泄漏。
2.4密封件及配合件相互磨損
主要是液壓缸內(nèi)及各閥體閥桿之間的磨損。液壓油缸作為一些生產(chǎn)機械液壓系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件,由于工作過程中活塞桿裸露在外直接和環(huán)境相接觸,雖然在導(dǎo)向套上裝有防塵圈及密封件等,但也難免將塵埃、污物帶入液壓系統(tǒng),加速密封件和活塞桿之間的劃傷和磨損,從而引起泄漏,顆粒污染為液壓元件損壞Z快的因素之一。另外由于工作環(huán)境潮濕等因素的影響,可能會使水進(jìn)入液壓系統(tǒng),水與液壓油反應(yīng),形成酸性物質(zhì)和油泥,降低液壓油的潤滑性能,加速部件的磨損,水還會造成控制閥的閥桿發(fā)生粘結(jié),使控制閥操縱困難,劃傷密封件,造成泄漏。
2.5油溫過高及橡膠密封與液壓油不相容而變質(zhì)
液壓傳動系統(tǒng)的某一局部產(chǎn)生氣穴后氣泡隨油液到高壓區(qū),在高壓作用下氣泡迅速破裂,周圍油液的質(zhì)點以很高速度來填補這一空間,質(zhì)點相互碰撞而產(chǎn)生局部高壓,形成沖擊。與此同時油液溫度也急劇升高,溫度每升高10℃則密封件壽命就會減半。在選用液壓油方面,要注意密封件和油質(zhì)的匹配如果兩者不相匹配,則造成密封圈與油液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),加速密封圈老化。
3、泄漏控制措施
造成生產(chǎn)機械設(shè)備液壓系統(tǒng)泄漏是多方面綜合影響的結(jié)果,以現(xiàn)有的技術(shù)和材料,要想從根本上消除液壓系統(tǒng)的泄漏是很難做到的。只有從以上影響液壓系統(tǒng)泄漏因素出發(fā),采取合理的措施盡量減少液壓系統(tǒng)泄漏。
3.1減少沖擊和振動
使用減振支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動;適當(dāng)布置壓力控制閥來保護(hù)系統(tǒng)的所有元件;盡量減少管接頭的使用數(shù)量,管接頭盡量用焊接連接;正確安裝管接頭。
3.2減少動密封件的磨損
消除活塞桿和驅(qū)動軸密封件上的側(cè)載荷;用防塵圈,防護(hù)罩和橡膠套保護(hù)活塞桿,防止磨料,粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入;設(shè)計選取合適的過濾裝置和便于清洗的油箱以防止粉塵在油液中累積;活塞桿和軸的速度盡可能低。
3.3控制油溫防止密封件變形
密封件過早變質(zhì)是由多種因素引起的,一個重要因素是油溫過高,所以應(yīng)合理設(shè)計高效液壓系統(tǒng)或設(shè)置冷卻裝置,使油溫保持在65℃以下;另一個因素是使用的油液與密封材料的相容性問題,應(yīng)按使用說明書或有關(guān)手冊選用液壓油和密封件的型式和材質(zhì),以解決相容性問題,延長密封件的使用壽命。
4、結(jié)束語
液壓系統(tǒng)泄漏影響著系統(tǒng)工作的安全性,造成油液浪費、污染周圍環(huán)境、增加機器的停工時間、降低生產(chǎn)率、增加生產(chǎn)成本及對產(chǎn)品造成污損。借鑒以往的經(jīng)驗,選擇正確的裝配和修理方法,從污染的源頭入手,加強污染源的控制。還要采取有效的過濾措施和定期的油液質(zhì)量檢查和更換??傊?,泄漏的防治要全面入手,綜合考慮才能做到行之有效。
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來源:《科協(xié)論壇·下半月》