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液(ye)壓系統中(zhong),洩漏影響(xiǎng)産品的質(zhi)量,是必須(xu)要考慮的(de)問㊙️題。例🔴如(ru)液壓缸,嚴(yán)重的洩漏(lòu)不僅會使(shi)設備周圍(wéi)的環境🍉受(shou)到污染,還(hái)會㊙️導緻液(ye)壓缸工作(zuò)腔的壓♉力(li)降低,使液(ye)壓缸無法(fa)正常工作(zuo)。采取比較(jiào)先進的方(fāng)法,有效地(dì)防止洩🤞漏(lòu),使液壓系(xì)統實現“零(ling)洩漏”是液(ye)壓行業多(duō)年來始終(zhōng)追求的目(mù)标。另外,準(zhǔn)确地分析(xī)液壓系統(tong)洩漏産生(sheng)的最初原(yuan)因,可以幫(bang)助我們及(jí)時排除液(yè)壓系統的(de)洩漏故障(zhàng)。作為機械(xiè)專業的學(xué)生,我們通(tōng)過對《液✨壓(yā)與氣壓傳(chuán)動》課程的(de)學習以及(jí)查閱相🔴關(guan)資料,結合(hé)自己專業(ye)實習、工程(cheng)訓練和👣日(ri)常生活中(zhōng)的所見和(hé)所想,就常(cháng)見洩漏故(gu)障問題🏃♀️,分(fèn)析了液壓(yā)傳動的洩(xie)漏形式及(ji)原因,提出(chu)控制洩♉漏(lou)的措施。
相(xiang)對于機械(xie)傳動,液壓(yā)傳動是一(yī)門新的技(jì)術,起源于(yu)🤞1654年帕🐉斯卡(kǎ)提出的靜(jing)壓傳動原(yuan)理。它是以(yi)液體為工(gōng)作介質,通(tong)過💰能量轉(zhuan)換裝置來(lai)進行能量(liàng)傳遞的一(yī)種傳動形(xing)式。液壓傳(chuan)動具有❄️如(rú)下優㊙️點:
①工(gong)作液體可(kě)以用管道(dào)輸送到任(rèn)何位置;
②執(zhí)行元件的(de)布置不受(shou)方位限制(zhi),借助油管(guǎn)的連接可(ke)以⛱️方便靈(líng)活地布置(zhì)傳動機構(gou);
③液壓傳動(dong)能将原動(dong)機的旋轉(zhuǎn)運動變為(wéi)直線運動(dòng);④可以🔆方便(biàn)地實現無(wu)級調速;
⑤載(zai)荷控制、速(su)度控制以(yǐ)及方向控(kong)制容易實(shí)現,也容易(yì)進行集中(zhōng)控制、搖控(kòng)和自動控(kong)制;
⑥液壓傳(chuán)動平穩無(wu)振動;
⑦具有(you)良好的潤(run)滑條件可(kě)提高液壓(ya)元件工作(zuo)的可靠性(xing)和使用壽(shòu)命;
⑧液壓元(yuán)件有利于(yu)實現标準(zhun)化、系列化(huà)和通用化(hua)。因此🎯,液❤️壓(ya)傳動在國(guó)民經濟各(ge)部門中得(de)到了廣泛(fan)的應用。
但(dan)液壓傳動(dong)也存在着(zhe)一些缺點(dian):
①存在液體(tǐ)流動的阻(zu)力損失、油(yóu)液的洩漏(lòu)以及機械(xiè)摩擦🐅,故效(xiào)✔️率較低;
②對(dui)控制工作(zuo)溫度要求(qiu)較高;
③由于(yú)工作液體(tǐ)的洩漏和(hé)可壓縮性(xing),液壓系統(tong)的剛💛性較(jiao)差使液壓(ya)系統無法(fǎ)保證嚴格(gé)的傳動比(bǐ);
④對工作液(ye)體的使用(yong)維護要求(qiu)十分嚴格(gé);
⑤液壓元件(jiàn)成本較高(gāo);
⑥液壓系統(tǒng)的故障判(pan)斷和處理(lǐ)較難,要求(qiu)工作人員(yuan)技🈲術水平(píng)📧和專業知(zhī)識較高。
其(qi)中工作液(yè)體的洩漏(lou)一直是不(bu)可避免的(de)問題,其解(jiě)決方法也(ye)是各行各(gè)業研究的(de)重點之一(yī)。
洩漏按(an)流向可分(fen)為内洩漏(lòu)和外洩漏(lou)。外洩漏主(zhǔ)要是✌️指液(ye)🙇♀️壓油從系(xi)統洩漏到(dao)環境中,産(chan)生在液壓(yā)系⛹🏻♀️統的液(ye)壓管路、液(ye)壓閥、液壓(yā)缸和液壓(yā)泵(液壓馬(mǎ)達)的外部(bù);内洩漏是(shì)指由于高(gāo)低壓側的(de)壓力差的(de)存在以及(jí)密封件失(shi)效等原因(yīn),使液壓油(yóu)在♉系統内(nèi)部由高壓(ya)側流向低(dī)壓側,如液(ye)壓傳動中(zhong)油液從高(gāo)壓腔向低(di)壓腔的洩(xiè)漏;從換向(xiang)閥内壓力(li)通道向💛回(hui)油✍️通道的(de)洩漏等。洩(xie)漏的主要(yao)形式有縫(feng)隙洩漏、多(duo)孔隙洩漏(lou)、粘附洩漏(lou)和動力洩(xiè)漏等。
工程(cheng)機械液壓(yā)系統的縫(féng)隙洩漏主(zhu)要有兩種(zhong),固定密封(feng)處(靜接合(he)面)洩漏和(hé)運動密封(feng)處(動結合(he)面)洩漏。固(gu)🐕定密封處(chù)洩漏的部(bù)位主要包(bao)括液壓缸(gāng)缸蓋與缸(gang)筒的接合(he)處等;運動(dong)密封🈚處主(zhu)要包括液(ye)壓缸活塞(sai)與缸筒内(nei)壁、活塞杆(gan)與缸♍蓋導(dǎo)向套之間(jian)。縫隙洩漏(lòu)量的大小(xiǎo)與壓力差(chà)、間隙等因(yīn)素有關。
液壓元件(jian)中的各種(zhong)蓋闆,由于(yú)表面粗糙(cao)度的影響(xiǎng),兩表面之(zhī)間不可能(néng)完全接觸(chu),在兩表面(mian)不接觸的(de)微觀凹陷(xiàn)處,形♋成許(xu)多截面形(xíng)狀多樣、大(da)小不等的(de)空隙,空隙(xi)的截面尺(chǐ)寸與表面(miàn)♍粗糙度有(yǒu)關。多空隙(xi)⭐洩漏,液體(tǐ)需流經彎(wan)🌏曲的衆多(duo)空隙,在做(zuò)密封性能(neng)試驗時,需(xu)經一定的(de)保壓時間(jiān),洩漏才能(néng)顯露出來(lái)。
粘性液體(ti)與固體臂(bì)之間有一(yi)定的粘附(fu)作用,二者(zhe)接觸後,在(zai)固體表面(miàn)上粘附上(shang)薄薄的一(yī)層液體,若(ruò)固體🙇🏻表面(miàn)上的膜較(jiao)厚時,油膜(mo)會因相互(hu)運動而被(bei)🈲密封圈刮(gua)落産生粘(zhan)附🤞洩漏。防(fáng)🌐止粘附📐洩(xie)漏的基本(ben)🈲辦法是控(kòng)制液體粘(zhān)附層的厚(hòu)度。
在旋轉(zhuan)軸的密封(fēng)表面上,若(ruo)留有螺旋(xuán)加工的痕(hen)迹,當軸轉(zhuǎn)動時,液體(tǐ)在轉軸回(hui)轉力的作(zuò)用下沿螺(luo)旋痕迹的(de)凹槽流動(dong)。若👨❤️👨螺旋痕(hén)迹的方向(xiàng)與軸的轉(zhuan)動方向一(yi)緻時,由于(yú)螺旋🔴痕迹(jì)的“泵油”作(zuo)用,就會産(chǎn)生動力洩(xie)漏。動力洩(xiè)漏的特點(diǎn)是軸的轉(zhuan)速越高,洩(xie)漏量越大(dà)。防止動力(lì)洩漏,應避(bì)免在轉軸(zhou)的密封表(biao)面♊和密封(feng)圈的❌唇邊(bian)上存在"泵(bèng)油"作用的(de)加工痕迹(jì)或利用動(dòng)力🚩洩漏的(de)原理,利👣用(yong)螺旋痕迹(jì)的泵油作(zuò)用,将📐洩漏(lou)油泵回,阻(zu)止洩漏。
液壓系(xi)統産生洩(xie)漏的原因(yin)多而複雜(zá),本文主要(yào)從密封件(jiàn)洩漏、工作(zuò)油液污染(ran)、元件制造(zào)裝配精度(du)超✂️差、油⭐液(yè)溫升發🈲熱(rè)以及液💘壓(yā)系統壓力(lì)沖擊等方(fang)面歸納分(fèn)🏃🏻析。
在液(ye)壓缸中,一(yī)提及洩漏(lou)就會首先(xian)考慮到密(mi)封件♉,因為(wei)密封件🏃♂️是(shi)液壓缸中(zhong)最主要的(de)防止洩漏(lou)的元件。它(ta)主要有YX型(xíng)密封🔴圈、組(zu)♻️合密封圈(quan)、U型密封圈(quan)、V型密🔴封圈(quān)、O形圈、格來(lái)圈、斯特封(feng)等。其中YX型(xíng)密封圈、組(zǔ)合密封圈(quan)、U型密🙇♀️封圈(quan)主要靠在(zai)壓力油的(de)壓力作用(yòng)下産生張(zhāng)力,使内、外(wai)唇邊張開(kai)來實現密(mì)封的,對内(nèi)、外唇邊線(xiàn)性質量要(yào)求很高;V型(xíng)密封♌圈、O形(xing)圈、格來圈(quān)、斯特封主(zhu)要靠壓縮(suō)量來密封(fēng)。密封件的(de)物化性能(néng)等方面的(de)質量直接(jie)影響👅液壓(yā)缸産品的(de)質量。
密封(fēng)件洩漏的(de)原因主要(yào)有以下幾(ji)方面:
①密封(feng)件質量有(yǒu)問題。密封(feng)件材質為(wei)劣質,且制(zhi)造工藝和(he)精㊙️度都達(da)不到要求(qiú),以及模具(jù)和修邊均(jun)有缺☔陷等(děng)。
②密封件選(xuǎn)用不合理(lǐ)。選用的密(mi)封件不能(neng)滿足工作(zuò)壓力、工🔴作(zuò)速度和溫(wen)度等方面(miàn)的要求,或(huo)者密封件(jiàn)🏒的類型選(xuǎn)🈲用不當。
③密(mì)封件的安(ān)裝溝槽設(shè)計不當,安(an)裝間隙與(yǔ)壓縮量✌️選(xuan)擇🔞不合理(li)🥰;配偶件的(de)加工精度(du)和表面粗(cu)糙度未達(da)到要求;安(ān)裝時未加(jia)保護而損(sun)傷唇口或(huo)使外界雜(zá)物混🈲入;貯(zhù)存時溫度(dù)、濕度不當(dāng),受氧🏃🏻♂️和臭(chou)氧的侵蝕(shí)變質等。
④液(yè)體中的氣(qi)泡經過密(mi)封唇邊時(shí),氣泡被壓(yā)縮為原來(lai)尺寸的幾(ji)分之一。這(zhe)種氣泡到(dào)達密封件(jian)的非壓力(li)側時,便迅(xùn)速釋放🌂出(chu)能量,使密(mì)封唇邊損(sǔn)壞。
另一方(fāng)面,當含有(yǒu)一定比例(lì)的油蒸汽(qì)的氣泡,因(yīn)受壓達到(dào)足夠高的(de)溫度時,就(jiu)會自燃,以(yǐ)緻燒壞或(huo)熔化支承(cheng)環,甚至會(hui)發生密🎯封(fēng)件的局部(bù)燒壞和碳(tan)化。
包括氣(qì)體污染、顆(ke)粒污染、水(shuǐ)污染等。
①氣(qì)體污染:在(zài)大氣壓下(xia),液壓油中(zhong)可溶解10%左(zuǒ)右的空氣(qi),在液壓系(xì)統的高壓(ya)下,在油液(ye)中會溶解(jiě)更多的空(kōng)氣或氣體(ti)。空氣在油(you)液中形成(chéng)氣泡,如果(guo)液壓支架(jia)在工🌈作過(guò)程中在極(jí)🌍短的時間(jiān)内,壓力在(zai)高低壓之(zhī)間迅速變(bian)換就會使(shǐ)氣泡在高(gāo)壓側産生(sheng)高溫在㊙️低(di)壓側發生(shēng)爆裂,如果(guǒ)液壓系統(tong)的元件表(biǎo)面有凹點(dian)和損傷時(shí)😘,液壓油就(jiu)會高速沖(chong)向元件表(biǎo)面,加速表(biǎo)面的磨損(sun),引起🚶♀️洩漏(lòu),此種由空(kong)穴☁️現象造(zào)成的腐蝕(shi)作用稱為(wei)氣蝕。
②顆粒(li)污染:由于(yu)試驗台被(bèi)顆粒污染(rǎn),導緻洩漏(lou)的幾率很(hen)小📐,但在實(shí)際中仍然(ran)存在。液壓(yā)缸使用過(guò)程中🙇🏻,由于(yu)上述原因(yīn)産生的顆(ke)粒,有的粘(zhan)附在密封(feng)元件♊上,有(yǒu)的粘附在(zai)❓活動面上(shang),刮傷☀️密封(fēng)元件的密(mi)封面,導緻(zhì)密封元件(jian)失效,使液(yè)壓缸産生(shēng)洩漏。這種(zhǒng)故障通過(guo)除去未去(qu)幹淨的毛(máo)刺,清洗各(ge)個元件,再(zai)更換☀️密封(fēng)元件就可(ke)排除;比較(jiào)嚴重有的(de)會“拉缸”,這(zhè)種故📱障的(de)排除就比(bǐ)較麻煩;更(gèng)嚴重的可(kě)導緻缸筒(tong)報廢。
③水污(wu)染:由于工(gōng)作環境潮(cháo)濕等因素(sù)的影響,可(ke)能會使水(shui)進入液壓(yā)系統,水會(huì)與液壓油(you)反應,形成(cheng)酸性物質(zhi)和油泥,降(jiàng)低液壓油(you)的潤滑性(xing)能,加速部(bu)件的👈磨損(sǔn),水🍉還會造(zào)成控制閥(fá)的閥💰杆發(fā)生粘結,使(shǐ)控制閥操(cao)縱困難,劃(hua)傷密封件(jiàn),造成洩漏(lou)。
所有(you)的液壓元(yuan)件及密封(feng)部件都有(you)嚴格的尺(chi)寸公差🐆、形(xíng)位公差等(deng)要求。如果(guo)在制造過(guo)程中超差(chà),例如:油缸(gang)的活塞半(bàn)徑、密🌈封槽(cao)深度或寬(kuān)度、裝密封(feng)圈的孔和(hé)尺寸超差(cha)或因加工(gōng)問題💛而造(zao)成失圓、本(ben)身有毛刺(cì)或窪點、鍍(dù)層脫落等(deng),密封📞件就(jiù)會有變形(xing)、劃傷、壓死(si)或壓不🛀🏻實(shí)等現象發(fā)生,使其失(shi)去密封功(gōng)能,将使零(ling)件本身具(jù)有先天性(xing)的滲漏點(dian),在裝配後(hou)或使用過(guò)程中發生(sheng)滲漏。系統(tǒng)裝配粗糙(cao),缺乏減振(zhèn)、隔振🌏措施(shī);系統超壓(ya)使用,未做(zuo)到按規定(ding)對系統适(shì)時檢查及(ji)易損🧡件壽(shou)命到期但(dan)未及時更(gèng)換等都會(huì)造成系統(tǒng)洩漏。
液壓系統(tǒng)工作時,要(yào)控制油液(yè)溫度,溫度(du)過高,會産(chan)生🐇以👌下現(xian)象:
①多數情(qing)況下,當油(you)溫經常超(chāo)過60℃時,油液(yè)黏度大大(da)下降❓,不僅(jǐn)使潤滑油(you)膜變薄,摩(mo)擦力加大(da),磨損加劇(ju),而且密封(fēng)圈膨脹、老(lǎo)化、失效,結(jié)果導緻液(yè)壓系統産(chan)生洩漏。據(ju)👨❤️👨研究表明(ming),油溫每升(shēng)高10℃則密封(feng)件的壽命(ming)就會減半(bàn)。
②油液溫度(dù)升高後,體(tǐ)積膨脹,壓(yā)力升高,而(ér)洩漏随壓(ya)力的❌升高(gao)而加大,從(cong)而使洩漏(lòu)增加。
③油溫(wēn)升高使間(jian)隙脹縮變(biàn)化。一般配(pei)合零件材(cái)質不同,材(cai)料熱🤞膨脹(zhang)系數不同(tóng),當油溫升(shēng)高時,配合(he)零件因脹(zhàng)⁉️縮變化不(bú)同,會使配(pei)合間隙發(fā)生變化,當(dang)間隙變大(da)時,造成洩(xie)漏增加。
液(yè)壓系統中(zhong)由于頻繁(fan)換向,在較(jiao)高壓力下(xià)突然啟動(dòng)油👄泵🧡或關(guān)閉閥門及(jí)缸體快速(sù)動作都會(huì)造成瞬時(shi)峰值壓力(lì)高達工作(zuo)壓力的好(hǎo)幾倍,有時(shi)足以使密(mì)封裝置、管(guan)道或其它(tā)液壓元件(jian)損壞🏃♀️而造(zào)成洩露。
造成(chéng)工程機械(xiè)液壓系統(tong)的洩漏的(de)因素是多(duō)方面綜合(he)影響的結(jié)果,以現有(yǒu)的技術和(he)材料,要想(xiǎng)從根本上(shàng)消除液壓(yā)💚系統的洩(xie)漏是很難(nán)做到的。隻(zhī)有從以上(shàng)影響液壓(ya)系統洩㊙️漏(lou)因素出發(fā),采取合理(li)的措💚施盡(jìn)量減少液(ye)壓系統洩(xie)漏。
在設計(ji)和加工環(huan)節中要充(chong)分考慮影(yǐng)響洩漏的(de)重要因☎️素(su)❄️密封溝槽(cao)的設計和(he)加工。美國(guo)汽車行業(ye)工程師協(xie)會(SAE)推薦♊以(yi)下🌐兩種✨防(fáng)止油口漏(lou)油的解決(jue)辦法。
①SAE直螺(luo)紋“O”形圈油(you)口:密封靠(kao)“O”形圈,連接(jie)靠直螺紋(wen);
②SAE4螺栓法蘭(lán):适用于較(jiao)大油口。另(ling)外,密封件(jiàn)的選擇也(yě)⚽是非🍓常重(zhòng)要的,密封(fēng)表面的粗(cu)糙度通常(chang)靜密封表(biao)為Ra3.2~Ra1.6,動🚶♀️密封(fēng)表面為Ra0.8~Ra0.4。
如(rú)果不在最(zuì)初全面考(kǎo)慮洩漏的(de)影響因素(su),将會給以(yǐ)後的生産(chǎn)中帶來無(wu)法估量的(de)損失。
在液(ye)壓油的污(wū)染控制上(shang),要從污染(rǎn)的源頭入(ru)手,加強污(wu)染源☂️的控(kòng)制,還要采(cǎi)取有效的(de)過濾措施(shī)和定期的(de)🏃🏻油液質量(liàng)檢查。為有(you)效地切斷(duàn)外界因素(sù)(水、塵埃、顆(kē)粒等)對液(ye)壓油缸的(de)污染,可加(jia)一🏒些防護(hù)措施等。
裝(zhuang)配方面。液(ye)壓系統裝(zhuang)配前,應檢(jiǎn)驗元件的(de)耐壓性能(néng),檢🥵查元🆚件(jiàn)各結合面(mian)有無外滲(shen)漏現象,若(ruo)出現滲漏(lou),則應采取(qǔ)相應措施(shi)。隻❗有當所(suǒ)有元件不(bú)漏不滲🤞後(hou)才可正式(shi)裝進系統(tong)👣使用。液🔴壓(ya)元件和液(yè)壓系統在(zai)進行裝👌配(pèi)時,要進🌈行(hang)嚴格清洗(xi),去毛刺、除(chú)焊渣,并🛀🏻進(jin)行必要的(de)🌈防鏽蝕處(chù)理,嚴格按(an)照裝配工(gong)藝要求進(jìn)行裝配,杜(du)🍓絕因裝配(pèi)引起的間(jiān)隙畸變和(hé)毛刺、焊⛹🏻♀️渣(zhā)及鏽蝕物(wù)等形♍成的(de)間隙磨料(liào)。
減小液壓(yā)沖擊。常用(yòng)的方法有(you):
①盡量降低(dī)系統的啟(qi)動、停止和(he)換向頻率(lǜ);
②對于需要(yào)頻繁換向(xiàng)的液壓系(xì)統,盡可能(néng)用帶阻尼(ní)器的換向(xiang)閥;
③在控制(zhì)閥的前面(miàn)設置蓄能(neng)器,減小沖(chong)擊波傳播(bo)的距👈離,從(cong)而⛹🏻♀️減緩液(yè)壓沖擊;
④加(jia)大管道通(tōng)徑,盡量縮(suō)短管道長(zhang)度或采用(yong)橡膠軟管(guǎn);
⑤設置安全(quán)閥,系統壓(yā)力增大時(shí),可起卸荷(he)作用降低(di)壓力沖擊(ji)。
機械在磨(mó)合期容易(yì)出現滲漏(lou)現象,這是(shi)由于部分(fèn)鑄造、加工(gong)等缺陷在(zài)裝配調試(shì)時難于發(fa)現,但由于(yú)🌈作業過程(chéng)中的🍉振動(dòng)、沖擊作用(yòng),這種缺陷(xiàn)就被暴露(lù)出來,故應(ying)注意磨合(he)期的滲漏(lou)情況,作到(dào)及早發現(xian)、及時處理(li)。
從技術上(shang)來看,國外(wai)正在生産(chan)配備有測(ce)試密封(旋(xuan)轉密封)洩(xiè)露量的傳(chuan)感器的新(xin)型油封;并(bìng)且主軸集(ji)成了摩擦(cā)密封與迷(mí)宮式密封(fēng)優點的氣(qì)動密封也(ye)已問世🐪;同(tóng)時,U型🐪橡膠(jiao)件+ V型彈簧(huang)組成的可(ke)用于壓力(li)45MPa的液壓系(xì)統“泛塞密(mi)封”等類型(xing)的組合密(mì)封件大行(háng)💃🏻其道。結束(shù)語
液壓系(xì)統中洩漏(lou)形式多樣(yang),是液壓設(shè)備普遍存(cun)在的現象(xiang),原因也有(you)多種,很難(nán)根除,應從(cóng)設計、制造(zao)、安🤩裝和使(shǐ)用等各方(fang)面認真細(xì)緻地加以(yi)解決。以上(shàng)就是我們(men)通過課程(cheng)學習以及(jí)查閱相關(guan)資料,結合(he)自😍己專業(yè)實習、工程(cheng)訓練和日(rì)常🌈生活中(zhong)的所見和(hé)所💯想,分析(xi)的有關液(yè)壓傳動的(de)洩漏形式(shi)及原因,并(bìng)且提出控(kong)制洩漏的(de)部分措施(shī)。
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