
液壓系統中(zhōng),洩漏影響産(chan)品的質量,是(shì)必須要考慮(lü)的問題。例如(rú)液壓缸,嚴重(zhòng)的洩漏不僅(jǐn)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(yā)力降低,使液(ye)壓缸無法‼️正(zheng)常工作。采取(qu)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(duo)年來始終追(zhui)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(ke)以幫助我們(men)及時排除液(yè)壓系統的洩(xie)💚漏故障。作為(wei)機械專業的(de)學生,我們通(tōng)過對《液壓與(yu)氣壓傳動》課(kè)程🌍的學習以(yǐ)🥰及查閱相關(guān)資料,結合自(zì)己專業實習(xi)、工程訓練和(he)日常生活中(zhong)的所見和所(suǒ)🌈想,就常見洩(xie)漏故障問題(ti),分析了液壓(ya)傳動的洩漏(lòu)👈形式及原因(yin),提出控制洩(xiè)漏的措施。
相(xiang)對于機械傳(chuan)動,液壓傳動(dòng)是一門新的(de)技術,起源于(yú)1654年帕斯卡提(ti)出的靜壓傳(chuán)動原理。它是(shi)以液體為工(gong)作介質,通過(guò)能量轉換✊裝(zhuāng)置來進行能(neng)量傳遞的一(yī)種傳動形式(shi)💋。液壓傳動具(ju)有如下優點(diǎn):
①工作液體可(ke)以用管道輸(shu)送到任何位(wèi)置;
②執行元件(jian)的布置不受(shou)方位限制,借(jie)助油管的連(lián)接可💜以方便(bian)靈活地布置(zhì)傳動機構;
③液(ye)壓傳動能将(jiang)原動機的旋(xuan)轉運動變為(wei)直線運動;④可(kě)以⛷️方便地實(shí)現無級調速(su);
⑤載荷控制、速(sù)度控制以及(ji)方向控制容(róng)易實現,也容(rong)易📧進行集🔞中(zhōng)控制、搖控和(hé)自動控制;
⑥液(ye)壓傳動平穩(wen)無振動;
⑦具有(you)良好的潤滑(huá)條件可提高(gāo)液壓元件工(gōng)作的可靠性(xìng)和使用✏️壽命(ming);
⑧液壓元件有(yǒu)利于實現标(biao)準化、系列化(huà)和通用化。因(yīn)此,液🔞壓傳✍️動(dong)在國民經濟(jì)各部門中得(de)到了廣泛的(de)應用。
但液壓(ya)傳動也存在(zài)着一些缺點(dian):
①存在液體流(liú)動的阻力損(sǔn)失、油液的洩(xiè)漏以及機械(xie)摩擦,故效率(lü)較低;
②對控制(zhi)工作溫度要(yào)求較高;
③由于(yú)工作液體的(de)洩漏和可壓(ya)縮性,液壓系(xi)統的剛性較(jiào)差使❌液✊壓系(xì)統無法保證(zhèng)嚴格的傳動(dòng)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(yuán)件成本較高(gāo);
⑥液壓系統的(de)故障判斷和(hé)處理較難,要(yào)求工作人員(yuan)技術水平和(hé)專業知識較(jiao)高。
其中工作(zuò)液體的洩漏(lòu)一直是不可(kě)避免的問題(tí),其解🤟決方法(fa)也是各行各(gè)業研究的重(zhong)點之一。
洩漏按流(liú)向可分為内(nèi)洩漏和外洩(xie)漏。外洩漏主(zhǔ)要是指液壓(yā)油從系統洩(xie)漏到環境中(zhong),産生在液壓(yā)系統的液壓(ya)管路👣、液壓閥(fa)、液壓缸和液(yè)壓泵(液壓馬(ma)達)的外部;内(nei)洩漏是指由(you)于高低壓側(cè)的❌壓力差的(de)存在以及密(mi)封件失效🛀🏻等(deng)原因,使液壓(ya)油在系統内(nèi)部由高壓側(ce)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(yā)力通道向回(huí)油通道的洩(xiè)漏等。洩🐕漏的(de)主要形式有(you)縫隙洩漏、多(duo)孔✊隙洩漏、粘(zhan)附洩漏和動(dong)力洩漏等。
工程機(jī)械液壓系統(tong)的縫隙洩漏(lòu)主要有兩種(zhong),固定密封✌️處(chù)(靜接😘合面)洩(xiè)漏和運動密(mì)封處(動結合(hé)面)洩漏。固定(ding)密✍️封處洩漏(lou)的部位主要(yào)包括液壓缸(gang)缸蓋與缸筒(tong)的接合💃🏻處等(deng);運動密封🈲處(chù)主要🚩包括液(ye)壓缸活塞與(yǔ)缸筒内壁、活(huo)塞杆與缸蓋(gai)導向套之間(jian)。縫隙洩漏量(liàng)的大小與壓(ya)力差、間隙等(deng)因素有關。
液壓(yā)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(chù),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(xiǎo)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(lòu),液體需流經(jīng)彎🙇🏻曲的衆多(duo)空隙,在做密(mì)封性能試驗(yan)時,需經一定(ding)的保壓時間(jian),洩漏才能顯(xiǎn)露出來。
粘性液體(tǐ)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(shang)粘附上薄薄(bao)的一層液體(tǐ),若固體表面(mian)上的膜較🈲厚(hou)時,油膜會因(yīn)相互運動而(ér)被✂️密封圈🤞刮(gua)落産生粘附(fù)🐇洩漏。防止粘(zhan)附洩漏的基(ji)本🐪辦法是控(kong)制液體粘附(fù)層的厚度。
在旋轉(zhuǎn)軸的密封表(biǎo)面上,若留有(you)螺旋加工的(de)痕迹,當軸轉(zhuan)動🛀時,液體在(zai)轉軸回轉力(lì)的作用下沿(yan)螺旋痕迹的(de)凹槽流動。若(ruò)螺旋痕迹的(de)方向與軸的(de)轉動方向一(yī)🐉緻時,由于螺(luo)旋痕迹的“泵(bèng)油”作用,就會(huì)産生動力洩(xie)漏。動力洩漏(lòu)🚶♀️的特點是軸(zhou)的轉速越高(gāo),洩漏♊量越大(dà)。防止動力洩(xiè)漏,應避免在(zài)轉軸的密封(feng)表面和密封(fēng)圈的唇🈲邊上(shàng)存在"泵油"作(zuò)用的加工痕(hen)迹或🚶利用動(dong)力洩漏的💁原(yuan)理,利用螺旋(xuán)痕👣迹的泵油(yóu)作用,将洩漏(lou)油泵回,阻止(zhǐ)⭐洩漏。
液壓系統(tǒng)産生洩漏的(de)原因多而複(fú)雜,本文主要(yao)從密封件洩(xiè)㊙️漏💞、工作油液(ye)污染、元件制(zhì)造裝配精度(du)超♉差、油液溫(wen)升發熱以及(ji)液壓系統壓(yā)力沖擊等方(fāng)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(lǜ)到密封件,因(yīn)為密封💃🏻件是(shi)液壓缸中最(zui)主要的防止(zhǐ)洩漏的元件(jian)。它👣主要有YX型(xíng)👌密封🈚圈、組合(he)密封圈、U型密(mì)封圈、V型密❄️封(fēng)圈、O形🧑🏾🤝🧑🏼圈、格來(lai)圈、斯特封等(děng)。其♋中YX型密封(feng)圈、組合密封(feng)圈、U型密封圈(quān)主要靠在壓(ya)力油的壓力(lì)⭐作用下産🍉生(shēng)張力,使内、外(wai)唇邊張開✊來(lai)實現密封的(de),對内、外唇邊(bian)線性質量要(yao)求很高;V型密(mi)封圈、O形圈、格(ge)來圈、斯特封(fēng)主要靠壓縮(suō)量㊙️來密封⭕。密(mì)封件的物化(huà)性能等方面(miàn)的質量直接(jiē)影響💋液壓缸(gāng)産品的質量(liang)。
密封件洩漏(lou)的原因主要(yào)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(zào)工藝和精🈲度(du)都達不到要(yao)求,以及模具(ju)和修邊均有(you)缺陷等。
②密封(fēng)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(hé)溫度等方面(miàn)的要求,或者(zhe)密封件🌍的類(lei)型選用不🌂當(dāng)。
③密封件的安(ān)裝溝槽設計(ji)不當,安裝間(jiān)隙與壓縮量(liàng)🏃♂️選♉擇不合理(lǐ);配偶件的加(jiā)工精度和表(biao)面粗糙度未(wèi)🔅達到要求;安(ān)裝時未加保(bao)護而損傷唇(chún)口或使外界(jiè)雜物混入;貯(zhù)存時溫度㊙️、濕(shī)度不當,受氧(yǎng)和臭氧的侵(qin)蝕變質等。
④液(yè)體中的氣泡(pao)經過密封唇(chún)邊時,氣泡被(bei)壓縮為原來(lai)🌈尺寸的幾分(fèn)之一。這種氣(qì)泡到達密封(feng)件的非壓力(lì)側時,便迅速(sù)釋放♻️出能量(liang),使密封唇邊(biān)損壞。
另一方(fang)面,當含有一(yī)定比例的油(you)蒸汽的氣泡(pào),因受壓達到(dào)足夠高的溫(wēn)度時,就會自(zì)燃,以緻燒壞(huài)或熔化支✊承(cheng)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(rǎn)、水污染等。
①氣(qì)體污染:在大(dà)氣壓下,液壓(ya)油中可溶解(jiě)10%左右的空氣(qì),在液壓系統(tǒng)的高壓下,在(zài)油液中會溶(rong)解更多的空(kong)氣或氣體。空(kōng)氣在油液中(zhong)形成氣泡,如(ru)果液壓支架(jià)在工作過程(cheng)中在極短的(de)時間内,壓✨力(lì)在高低壓之(zhī)間迅速變換(huan)就會使氣泡(pào)在高壓側産(chǎn)生高溫在低(di)壓側發生爆(bào)裂,如果液壓(ya)系統的元件(jian)表面有凹點(diǎn)和損傷時,液(ye)壓油就會高(gao)速沖向元件(jiàn)表面,加速表(biǎo)面的磨損,引(yin)起洩漏,此種(zhong)由空穴現象(xiang)造成的腐蝕(shi)作用稱為氣(qì)蝕。
②顆粒污染(rǎn):由于試驗台(tai)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(chéng)中,由于上述(shù)原因産生的(de)顆粒,有的粘(zhan)附在密封元(yuán)件上,有的粘(zhan)附在活動面(miàn)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(sheng)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(bi)較嚴重有的(de)會“拉缸”,這種(zhong)故障的排除(chú)就比較麻煩(fán);更嚴重的可(kě)♌導緻缸筒報(bào)廢。
③水污染:由(yóu)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(suān)性物質和油(yóu)泥,降‼️低液壓(ya)油的潤滑性(xing)能,加速部件(jiàn)的磨損,水還(hái)會造成控制(zhi)☀️閥的閥杆發(fā)生❤️粘結,使控(kòng)制閥操縱困(kùn)難,劃傷密封(fēng)件,造成洩漏(lou)。
所(suo)有的液壓元(yuán)件及密封部(bù)件都有嚴格(ge)的尺寸公差(cha)、形位公差等(děng)要求。如果在(zài)制造過程中(zhōng)超差,例如:油(yóu)缸的活🌈塞半(ban)徑、密封槽深(shen)度或寬度、裝(zhuang)密封圈的孔(kong)和尺寸超差(chà)或因加工問(wen)題而造成失(shi)圓、本身有毛(mao)刺或窪點、鍍(du)層脫落等,密(mi)封件就會有(yǒu)變形、劃傷、壓(ya)死或壓不實(shí)等現象發🌈生(sheng),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(sheng)滲漏。系統裝(zhuang)配粗糙,缺乏(fa)減振、隔振措(cuò)施;系統超壓(ya)使用,未做到(dao)按規定對系(xi)統适時檢🈲查(cha)及易損件壽(shòu)命到期但未(wèi)及時更換等(děng)都會造成系(xì)統洩漏。
液壓(ya)系統工作時(shí),要控制油液(ye)溫度,溫度過(guo)高,會産生以(yi)🌍下現✉️象:
①多數(shù)情況下,當油(you)溫經常超過(guo)60℃時,油液黏度(dù)大大下🧑🏾🤝🧑🏼降,不(bú)僅使潤👄滑油(yóu)膜變薄,摩擦(ca)力加大,磨損(sun)加劇,而且密(mì)☎️封圈膨脹、老(lao)化、失效,結果(guǒ)導緻液壓系(xì)統産生洩漏(lòu)。據研究表明(ming),油溫♍每升高(gāo)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(jī)膨脹,壓力升(sheng)高,而洩漏随(suí)壓🏃力的💃升高(gāo)而加大,從而(ér)使洩漏增加(jia)。
③油溫升高使(shǐ)間隙脹縮變(bian)化。一般配合(he)零件材質不(bu)同,材料熱膨(peng)脹系數不同(tong),當油溫升高(gao)時,配合零件(jian)因脹縮變化(hua)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(fan)換向,在較高(gāo)壓力下突然(ran)啟動油泵或(huo)關閉閥門及(jí)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(yi)使密封裝置(zhi)、管道🌐或其它(tā)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(fāng)面綜合影響(xiǎng)的結果,以現(xian)有的技術和(hé)材料,要想從(cóng)根本上消除(chu)液壓系統的(de)洩漏是很難(nan)做到的。隻有(yǒu)從以上影響(xiang)液壓系統洩(xiè)漏因素出發(fa),采取合理的(de)措👅施盡量減(jian)👣少液壓系統(tǒng)洩漏。
在設計和(he)加工環節中(zhōng)要充分考慮(lǜ)影響洩漏的(de)重🛀要因素密(mì)封溝槽的設(shè)計和加工。美(měi)國汽車行業(yè)工程師協會(huì)💃(SAE)推薦以下兩(liang)種防止油口(kǒu)漏油的解決(jue)辦🏃🏻法。
①SAE直螺紋(wén)“O”形圈油口:密(mi)封靠“O”形圈,連(lián)接靠直螺紋(wén);
②SAE4螺栓法蘭:适(shì)用于較大油(yóu)口。另外,密封(fēng)件的選擇也(ye)是非常重要(yào)的,密封表面(miàn)的粗糙度通(tong)常靜密封表(biao)為Ra3.2~Ra1.6,動密封🐅表(biǎo)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(lai)無法估量的(de)損失。
在液壓油(yóu)的污染控制(zhi)上,要從污染(ran)的源頭入手(shou),加強污染源(yuán)的控制,還要(yao)采取有效的(de)過濾措施和(he)定期的油液(yè)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(gang)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(ya)性🔞能,檢☁️查元(yuan)件各結合面(mian)有無外滲漏(lou)現象,若出現(xiàn)滲漏,則🐆應采(cǎi)取相應措施(shī)。隻有當所有(you)元件不漏不(bu)滲後才可正(zhèng)式裝進系統(tong)🔴使用。液壓元(yuán)件和液壓系(xi)統在進行裝(zhuāng)配時,要進行(háng)嚴格清洗,去(qu)毛刺、除焊渣(zha),并✊進行必要(yào)的💋防鏽蝕處(chu)理,嚴格按照(zhào)裝配工藝要(yào)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(cháng)用的方法有(yǒu):
①盡量降低系(xì)統的啟動、停(tíng)止和換向頻(pín)率;
②對于需要(yào)頻繁換向的(de)液壓系統,盡(jin)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(xiao)沖擊波傳播(bō)的距離,從而(ér)減緩液壓沖(chong)擊;
④加大管道(dào)通徑,盡量縮(suo)短管道長度(dù)或采用橡膠(jiāo)軟♋管;
⑤設置安(an)全閥,系統壓(yā)力增大時,可(kě)起卸荷作用(yong)降低壓力沖(chong)擊。
機械在磨合(hé)期容易出現(xiàn)滲漏現象,這(zhè)是由于部分(fèn)鑄✊造🐕、加工等(děng)🌈缺陷在裝配(pei)調試時難于(yú)發現,但由于(yu)作業過程中(zhōng)的振動、沖擊(jī)作用,這種缺(que)陷就被暴露(lu)💔出來,故應注(zhù)意磨合期的(de)滲漏情況,作(zuò)到及早發現(xiàn)、及時處理。
從技(jì)術上來看,國(guó)外正在生産(chǎn)配備有測試(shi)密封(旋轉密(mi)封🌈)洩露量的(de)傳感器的新(xin)型油封;并且(qiě)主軸集成了(le)摩擦♈密封與(yǔ)迷宮式密封(feng)優點的氣動(dong)密封也已問(wen)世;同時,U型橡(xiàng)膠件+ V型彈簧(huang)組成的可用(yòng)于壓力45MPa的液(yè)壓系統“泛塞(sāi)密封”等類型(xíng)的組合密封(feng)件大行其道(dào)。結(jié)束語
液壓系(xi)統中洩漏形(xing)式多樣,是液(yè)壓設備普遍(biàn)存在的現象(xiang),原因也有多(duō)種,很難根除(chu),應從設計、制(zhì)造、安裝和🌈使(shǐ)用🤞等各方面(mian)認真細緻地(di)加以解決。以(yǐ)上就🤞是我們(men)通過課程學(xué)習以及查✨閱(yue)相關資料,結(jie)合自己專業(ye)實習、工程訓(xun)🙇♀️練和日常📞生(shēng)活中的🌈所見(jiàn)和所想,分析(xi)的有關液壓(yā)傳動的洩漏(lou)形式✊及原因(yīn),并且💔提出控(kong)制洩🔞漏的部(bù)分措施。
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