
液壓系統中,洩(xie)漏影響産品的(de)質量,是必須要(yao)考慮🚩的問題。例(lì)♍如液壓缸,嚴重(zhòng)的洩漏不僅會(hui)使設備周🌈圍的(de)環境受到污染(ran),還會導緻液壓(ya)缸工作腔的壓(yā)力降低,使液壓(yā)缸無法正常工(gōng)作。采取比較先(xiān)進的方法,有效(xiào)地防止洩漏,使(shǐ)液壓系統實現(xiàn)❓“零洩漏”是液壓(ya)行業多年來始(shǐ)終追求的目标(biāo)。另外,準确地分(fèn)析液壓系統洩(xiè)漏産生的最初(chū)原因,可以幫助(zhu)我們及時排除(chu)⛱️液壓系🔞統的洩(xie)㊙️漏故障。作為機(jī)械專業的學生(sheng),我們通過對《液(ye)壓與氣壓傳動(dong)》課程的學習以(yǐ)及查閱相關資(zī)料,結合自己專(zhuān)業實習、工程訓(xun)練和日常生活(huo)中的所見和所(suo)👉想,就常見洩漏(lou)故障問題,分析(xi)了液壓傳動的(de)洩漏形式及原(yuan)因,提出控制洩(xiè)漏的措施。
相對(dui)于機械傳動,液(yè)壓傳動是一門(men)新的技術,起源(yuán)于1654年帕斯卡✏️提(tí)出的靜壓傳動(dòng)原理。它是以液(ye)體為工作介質(zhì)👉,通過🧑🏽🤝🧑🏻能量轉換(huàn)裝置來進行能(neng)量傳遞的一種(zhǒng)傳🤞動形式。液壓(ya)傳✔️動具有如下(xia)優點:
①工作液體(tǐ)可以用管道輸(shu)送到任何位置(zhì);
②執行元件的布(bu)置不受方位限(xian)制,借助油管的(de)連接可以方便(bian)靈活地布置傳(chuan)動機構;
③液壓傳(chuan)動能将原動機(jī)的旋轉運動變(bian)為直線運動;④可(ke)以方👈便✉️地實現(xian)無級調速;
⑤載荷(hé)控制、速度控制(zhi)以及方向控制(zhi)容易實現,也容(róng)🌈易💞進行集中控(kong)制、搖控和自動(dòng)控制;
⑥液壓傳動(dong)平穩無振動;
⑦具(jù)有良好的潤滑(huá)條件可提高液(ye)壓元件工作的(de)可靠性和使🤟用(yòng)壽命;
⑧液壓元件(jian)有利于實現标(biao)準化、系列化和(he)通用化。因此,液(ye)壓傳動在國民(mín)經濟各部門中(zhōng)得到了廣泛的(de)應用。
但液壓傳(chuán)動也存在着一(yi)些缺點:
①存在液(ye)體流動的阻力(li)損失、油液的洩(xie)漏以及機械摩(mo)🏃♂️擦,故效率較低(di);
②對控制工作溫(wen)度要求較高;
③由(you)于工作液體的(de)洩漏和可壓縮(suō)性,液壓系統的(de)剛🏃🏻性較差使🔅液(ye)壓系統無法保(bǎo)證嚴格的傳動(dòng)比;
④對工作液體(tǐ)的使用維護要(yao)求十分嚴格;
⑤液(yè)壓元件成本較(jiao)高;
⑥液壓系統的(de)故障判斷和處(chu)理較難,要求工(gōng)作人員技🌈術✌️水(shuǐ)平和🔴專業知識(shí)較高。
其中工作(zuo)液體的洩漏一(yī)直是不可避免(mian)的問題,其解決(jue)🔴方💋法也是各行(hang)各業研究的重(zhòng)點之一。
洩漏(lòu)按流向可分為(wéi)内洩漏和外洩(xie)漏。外洩漏主要(yào)是指液壓油從(cóng)系統洩漏到環(huán)境中,産生在液(yè)壓系統的🔴液壓(yā)管路🏃、液壓閥、液(yè)壓缸和液壓泵(bèng)(液壓馬達)的外(wài)部;内洩漏是指(zhǐ)由于高低🤩壓側(cè)的壓力差的存(cún)在以及密✉️封件(jiàn)失效等原因,使(shi)🌂液壓油在系統(tong)内部由高壓側(cè)流向低壓側,如(rú)液壓傳動中油(you)液從高壓腔向(xiang)低壓腔的洩漏(lòu);從換向閥💋内壓(ya)力通道向回油(yóu)通道的洩漏等(deng)。洩漏的主✉️要形(xíng)式有縫隙洩漏(lou)、多孔🌐隙㊙️洩漏、粘(zhān)附洩漏和🔴動力(li)洩漏等。
工(gōng)程機械液壓系(xi)統的縫隙洩漏(lòu)主要有兩種,固(gu)定👉密封處(靜接(jiē)合面)洩漏和運(yun)動密封處(動結(jié)合面)洩漏。固定(ding)密封處🙇♀️洩漏的(de)部♈位主要包括(kuò)液壓缸缸蓋與(yǔ)缸筒的接合處(chu)等;運動密封處(chù)主要包括液壓(ya)缸活塞與缸筒(tǒng)内壁、活塞杆與(yǔ)缸蓋導向套之(zhī)間。縫隙洩漏量(liàng)的大小與壓力(lì)差、間隙等因素(su)有關。
液(ye)壓元件中的各(ge)種蓋闆,由于表(biao)面粗糙度的影(ying)響📧,兩☀️表面💃🏻之間(jiān)不可能完全接(jiē)觸,在兩表面不(bú)接觸的微觀凹(āo)陷處,形成許多(duō)截🧡面形狀多樣(yàng)、大小不等的空(kong)隙,空🔴隙的截❓面(miàn)尺寸與表面粗(cu)糙度有關。多空(kong)隙⛱️洩漏,液體需(xū)流經彎曲的衆(zhong)多空隙,在做密(mi)封性能✏️試驗時(shi),需經一定的保(bao)壓時間,洩漏才(cai)✏️能顯露出來。
粘性液體與(yu)固體臂之間有(you)一定的粘附作(zuo)用,二者接觸後(hòu),在固體表面上(shang)粘附上薄薄的(de)一層液體,若🍉固(gu)體表面上的膜(mo)較厚時,油膜會(huì)因相互運動而(er)被密封圈刮落(luò)産🐇生粘附洩漏(lòu)。防止粘附洩漏(lou)的基本辦法是(shì)控制液體粘附(fù)層的厚度。
在旋轉軸的密(mi)封表面上,若留(liú)有螺旋加工的(de)痕迹♊,當軸🥰轉動(dong)時,液體在轉軸(zhou)回轉力的作用(yong)下沿螺旋痕迹(jì)的凹槽流動。若(ruo)螺旋♻️痕迹的方(fang)向與軸的轉動(dòng)方向一緻時,由(yóu)于螺旋痕迹的(de)“泵油”作用,就會(huì)産生動力洩漏(lou)。動力洩漏🈚的特(tè)點是軸的轉速(sù)越高,洩漏量越(yuè)大。防止動力洩(xiè)漏,應避免在轉(zhuan)軸的密封表面(miàn)和密封圈的唇(chun)邊上存在"泵油(you)"作用的加工痕(hén)迹或利用動力(lì)洩漏的原理,利(lì)用螺旋痕迹的(de)泵油作用,将洩(xie)漏油泵回,阻止(zhi)洩漏。
液壓(ya)系統産生洩漏(lou)的原因多而複(fu)雜,本文主要從(cong)密封件洩漏、工(gong)作油液污染、元(yuán)件制造裝配精(jing)度超差、油液溫(wēn)升發熱以及液(ye)壓系統壓力沖(chòng)擊等方面歸納(nà)分析。
在(zài)液壓缸中,一提(ti)及洩漏就會首(shou)先考慮到密封(feng)件,因為密封件(jiàn)是液壓缸中最(zuì)主要的防止洩(xiè)漏的元件。它主(zhu)要🥵有YX型👄密封圈(quan)、組合密封圈、U型(xing)密封圈、V型密封(feng)圈、O形圈、格來🆚圈(quān)、斯特封等。其㊙️中(zhong)YX型密封圈、組合(hé)密⛷️封圈、U型密封(feng)圈主要靠在壓(ya)力油的壓力作(zuo)用下産生張力(li),使内、外唇邊張(zhang)開來實現密封(feng)的,對内、外唇邊(bian)線性質量要求(qiú)很高;V型密封圈(quān)、O形圈、格來圈、斯(si)特封主要靠壓(ya)縮量來密封。密(mi)封件的物化性(xìng)能等方面的質(zhi)量直接影響液(yè)壓缸産品的質(zhì)量。
密封件洩漏(lòu)的原因主要有(you)以下幾方面:
①密(mì)封件質量有問(wen)題。密封件材質(zhì)為劣質,且制造(zao)工藝和精度都(dōu)達不到要求,以(yǐ)及模具和修邊(bian)均有缺👉陷等。
②密(mì)封件選用不合(hé)理。選用的密封(fēng)件不能滿足工(gong)作🔴壓力✊、工作速(sù)度和溫度等方(fāng)面的要求,或者(zhe)密封件的類🔞型(xíng)選用不當。
③密封(feng)件的安裝溝槽(cao)設計不當,安裝(zhuang)間隙與壓縮量(liang)㊙️選擇不🥰合理;配(pei)偶件的加工精(jīng)度和表面粗糙(cāo)度未達到要求(qiú);安裝時未加保(bao)護而損傷唇口(kǒu)或使外界🧑🏽🤝🧑🏻雜物(wu)混入;貯存時溫(wen)度、濕度不☎️當,受(shòu)氧🐪和臭氧的侵(qin)✂️蝕變質等。
④液體(tǐ)中的氣泡經過(guò)密封唇邊時,氣(qì)泡被壓縮為原(yuan)來尺寸的幾分(fen)之一。這種氣泡(pao)到達密封件的(de)非壓力側📞時,便(biàn)🌏迅速釋放出能(neng)量,使密封唇邊(biān)損壞。
另一方面(miàn),當含有一定比(bǐ)例的油蒸汽的(de)氣泡,因受壓達(da)👈到足夠⁉️高的溫(wēn)度時,就會自燃(ran),以緻燒壞或熔(rong)化支承環💜,甚至(zhi)會發生密封件(jian)的局部燒壞和(he)碳化。
包括(kuò)氣體污染、顆粒(li)污染、水污染等(deng)。
①氣體污染:在大(da)氣壓下,液壓油(you)中可溶解10%左右(you)的空氣,在液壓(ya)系統的高壓下(xià),在油液中會溶(rong)解更多的空氣(qì)或氣🏃體。空氣在(zai)油液中形成氣(qì)泡,如果液壓支(zhī)架在工作過程(cheng)中在極短的時(shi)間内,壓力在高(gao)低壓之間迅速(su)變換就會使氣(qi)泡在高壓側産(chan)生高溫在🐉低壓(yā)側發生爆裂,如(rú)果液壓系統的(de)元🍓件表面有凹(āo)點和損傷時,液(ye)壓油就會高速(su)沖向元件表面(miàn)🌍,加速🚶♀️表面的磨(mo)損,引起洩漏,此(ci)種由空穴現象(xiàng)造成的腐蝕作(zuo)用稱為氣蝕。
②顆(ke)粒污染:由于試(shì)驗台被顆粒污(wū)染,導緻洩漏的(de)幾⁉️率很小,但在(zài)實際中仍然存(cún)在。液壓缸使用(yòng)過程中,由于上(shang)述原因産生的(de)顆🔆粒,有的粘附(fu)在密封元件上(shàng),有的粘附在活(huo)動面上,刮傷密(mi)封元件的密封(feng)面,導緻密封元(yuan)件失效,使液壓(yā)缸産生洩漏。這(zhe)種故障🐉通過除(chú)去未去幹淨的(de)毛刺,清洗各個(gè)元件,再更換密(mì)封元件就♌可🚶♀️排(pái)除;比較嚴重有(you)的會“拉缸”,這種(zhong)故障的排除就(jiù)比較麻煩;更🌈嚴(yán)重的可導緻缸(gāng)筒報廢。
③水污染(ran):由于工作環境(jìng)潮濕等因素的(de)影響,可能會使(shǐ)水進入液壓系(xi)統,水會與液壓(ya)油反應,形成酸(suān)性㊙️物質和油泥(ní),降低液壓油的(de)潤滑性能,加速(sù)部件的🛀🏻磨損,水(shuǐ)還會造成控制(zhì)閥的閥杆發生(sheng)粘結,使控制閥(fá)操縱困難,劃傷(shāng)密⭐封件,造成洩(xie)漏。
所有的(de)液壓元件及密(mi)封部件都有嚴(yan)格的尺寸公🧑🏽🤝🧑🏻差(cha)🈲、形位公差👄等要(yào)求。如果在制造(zào)過程中超差,例(li)如💁:油缸🤩的活塞(sāi)半徑、密封槽深(shen)度或寬度、裝密(mì)封圈的孔和尺(chǐ)寸超差🙇♀️或因加(jiā)🐅工問題而造成(cheng)失圓、本身有毛(máo)刺或窪點、鍍層(céng)脫落等,密封件(jiàn)就會有🌐變形、劃(hua)傷🙇🏻、壓死或壓不(bú)🈲實等現象發😍生(shēng),使其失去密封(fēng)功能,将使零件(jian)本身具有先天(tian)性的滲漏點,在(zài)裝配後或使用(yong)過程中發生滲(shen)🐇漏。系統裝配粗(cū)糙,缺乏減振、隔(ge)振措施;系統超(chao)壓使用,未做到(dao)按規定對系🐇統(tong)适時檢查及易(yi)損件壽命到期(qī)但未及時更換(huan)等都會造成🆚系(xì)統洩漏。
液壓系統工(gong)作時,要控制油(yóu)液溫度,溫度過(guo)高,會産生⭐以下(xia)♉現象:
①多數情況(kuang)下,當油溫經常(chang)超過60℃時,油液黏(nián)度大大下降,不(bu)僅♍使潤滑油膜(mó)變薄,摩擦力加(jia)大,磨損加劇,而(er)🏃且密封圈膨脹(zhang)、老化、失效🔞,結果(guǒ)導緻液壓系統(tong)産生洩漏。據研(yan)究表明,油溫每(měi)升高10℃則密封件(jiàn)的壽命就會減(jian)半。
②油液溫度升(shēng)高後,體積膨脹(zhang),壓力升高,而洩(xiè)漏随壓力的升(sheng)高而加大,從而(er)使洩漏增加。
③油(you)溫升高使間隙(xi)脹縮變化。一般(bān)配合零件材質(zhi)不同,材料熱膨(péng)脹系數不同,當(dang)油溫升高時,配(pei)合零件因脹縮(suo)變化不同,會使(shi)配合間隙發生(sheng)變化,當間隙變(biàn)大時,造成洩漏(lou)增加。
液壓系統(tǒng)中由于頻繁換(huan)向,在較高壓力(lì)下突然啟動油(yóu)泵或關閉閥門(men)及缸體快速動(dong)作都會造成瞬(shun)時峰🐅值壓力高(gāo)達工✍️作壓❄️力的(de)好幾倍,有時足(zu)以使密封裝置(zhi)、管道或其它液(yè)壓元件損壞而(ér)造成洩露。
造成工程機(jī)械液壓系統的(de)洩漏的因素是(shi)多方面綜合影(yǐng)響的結果,以現(xian)有的技術和材(cai)料,要想從根本(běn)上消除液壓系(xi)統的洩漏是很(hen)難做到的。隻有(yǒu)從以上影響液(yè)壓系統洩✔️漏因(yīn)素✍️出發,采取合(he)理的措施盡量(liàng)減♉少液壓系統(tong)洩漏。
在設計和加工(gōng)環節中要充分(fèn)考慮影響洩漏(lou)的重要因素密(mì)封溝槽的設計(ji)和加工。美國汽(qì)車行業工🌈程師(shī)協會😍(SAE)推薦以下(xia)兩種防止油口(kǒu)漏油的解決辦(bàn)法。
①SAE直螺紋“O”形圈(quān)油口:密封靠“O”形(xíng)圈,連接靠直螺(luo)紋;
②SAE4螺栓法蘭:适(shi)用于較大油口(kou)。另外,密封件的(de)選擇也是✔️非💚常(cháng)重要的,密封表(biao)面的粗糙度通(tong)常靜密封表為(wei)Ra3.2~Ra1.6,動密封表面為(wei)Ra0.8~Ra0.4。
如果不在最初(chū)全面考慮洩漏(lou)的影響因素,将(jiang)會給以後💋的🚶生(shēng)産👣中帶來無法(fǎ)估量的損失。
在液壓(yā)油的污染控制(zhì)上,要從污染的(de)源頭入手,加強(qiang)👄污染源的控制(zhi),還要采取有效(xiào)的過濾措施和(hé)定期的油液質(zhi)量檢查。為有效(xiào)地切斷外界因(yīn)素(水、塵埃、顆粒(li)等)對液🌐壓油缸(gang)的污染,可加一(yi)些防護措施✌️等(děng)。
裝配(pèi)方面。液壓系統(tong)裝配前,應檢驗(yàn)元件的耐壓性(xìng)能,檢查元件💃🏻各(ge)結合面有無外(wài)滲漏現象,若出(chū)現滲漏,則應采(cai)取相應措🔞施。隻(zhi)有當所有元件(jiàn)不漏不滲後才(cái)可💚正式裝🥵進系(xì)統使用。液壓元(yuán)件和液壓系統(tǒng)在進行裝配時(shi),要進行嚴格清(qīng)洗,去毛刺🏃🏻、除焊(han)渣,并📐進行必要(yào)的防鏽蝕處理(li),嚴格按照裝配(pèi)工藝要求進行(háng)裝配,杜絕因裝(zhuang)配引起的💋間隙(xì)畸變和毛刺、焊(hàn)📐渣及鏽蝕物等(deng)形💃成的間隙磨(mó)料。
減(jian)小液壓沖擊。常(chang)用的方法有:
①盡(jin)量降低系統的(de)啟動、停止和換(huan)向頻率;
②對于需(xū)要頻繁換向的(de)液壓系統,盡可(kě)能用帶阻尼器(qi)的換向閥;
③在控(kong)制閥的前面設(she)置蓄能器,減小(xiǎo)沖擊波傳播的(de)距離,從🐅而減緩(huan)液壓沖擊;
④加大(dà)管道通徑,盡量(liàng)縮短管道長度(du)或采用橡膠軟(ruǎn)管;
⑤設置安全閥(fa),系統壓力增大(da)時,可起卸荷作(zuo)用降低壓🏒力沖(chong)擊。
機(jī)械在磨合期容(róng)易出現滲漏現(xian)象,這是由于部(bù)分鑄♈造、加工🔱等(děng)缺陷在裝配調(diào)試時難于發現(xian),但由于作業過(guò)程👌中的振動㊙️、沖(chòng)擊作用,這種缺(quē)陷就被暴露出(chū)來,故應注意磨(mo)合期的滲漏情(qing)況,作到及早發(fā)現、及時處理。
從技術(shu)上來看,國外正(zheng)在生産配備有(yǒu)測試密封(旋轉(zhuan)密封✏️)洩露✨量的(de)傳感器的新型(xing)油封;并且主軸(zhou)集成了摩擦✔️密(mì)封與迷宮式🥵密(mì)封優點的氣動(dong)密封也已問世(shi);同時,U型橡膠件(jiàn)+ V型彈簧組成的(de)可用于壓力45MPa的(de)液壓系🌂統“泛塞(sai)密封”等類型的(de)組合密封件大(da)行㊙️其道。結束語
液壓(ya)系統中洩漏形(xíng)式多樣,是液壓(yā)設備普遍存在(zài)的現象,原因💰也(yě)有多種,很難根(gēn)除,應從設計、制(zhì)造、安裝和📧使用(yong)等各方面認真(zhēn)💞細緻地加以解(jiě)決。以上就♍是我(wǒ)們通過課程學(xué)習🤩以及查閱相(xiang)關資料,結合自(zì)己專業實習、工(gōng)程訓練和日常(cháng)👣生活中的所見(jian)和所🥵想,分析的(de)有關液壓傳動(dong)的洩漏形式及(ji)原因,并且⭐提出(chū)控制洩漏的部(bù)分措施。
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