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如何处理机械液压传动系统泄漏问题

2011-11-04

作者：李崇
（东源煤业集团）
　　摘　要：在机械液压系统中，泄漏是普遍存在的故障现象，几乎所有的液压系统在使用一段时间后，都发生泄漏现象，液压系统一旦泄漏或泄漏严重将会引起系统压力建立不起来，无法保证正常的传动比。液压油泄漏还会造成环境污染，影响生产甚至产生无法估计的严重后果。因此，对液压系统的泄漏，必须加以控制。下面针对一些影响机械液压系统泄漏的因素，简单分析其泄漏原因及控制措施。
　　关键词：液压传动；机械；因素；原因；措施
　　1、泄漏的分类
　　工程机械液压系统的泄漏主要有两种，固定密封处泄漏和运动密封处泄漏，固定密封处泄漏的部位主要包括缸底、各管接头的连接处等，运动密封处主要包括油缸活塞杆部位、多路阀阀杆等部位。从油液的泄漏上也可分为外泄漏和内泄漏，外泄漏主要是指液压油从系统泄漏到环境中，内泄漏是指由于高低压侧的压力差的存在以及密封件失效等原因，使液压油在系统内部由高压侧流向低压侧。
　　2、影响泄漏的原因
　　2.1 设计因素
　　液压系统的可靠性，在很大程度上取决于液压系统密封的设计和密封件的选择，由于设计中密封结构选用不合理，密封件的选用不合乎规范，在设计中没有考虑到液压油与密封材料的相容型式、负载情况、极限压力、工作速度、环境温度的变化等,这些都在不同程度上直接或间接造成液压系统泄漏。设计中考虑到运动表面的几何精度和粗糙度不够全面以及在设计中没有进行连接部位的强度校核等，这些都会在机械的工作中引起泄漏。
　　2.2 制造和装配因素
　　2.2.1 制造因素。所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、表面处理、表面光洁度及形位公差等要求。如果在制造过程中超差，例如：油缸的活塞半径、密封槽深度或宽度、装密封圈的孔尺寸超差或因加工问题而造成失圆、本身有毛刺或有洼点、镀铬脱落等，密封件就会有变形、划伤、压死或压不实等现象发生使其失去密封功能。
　　2.2.2 装配因素。液压元件在装配中应杜绝野蛮操作，如果过度用力将使零件产生变形，特别是用铜棒等敲打缸体、密封法兰等；装配前应对零件进行仔细检查，装配时应将零件蘸少许液压油，轻轻压入，清洗时应用柴油，特别是密封圈、防尘圈、O形圈等橡胶元件，如果用汽油则使其老化失去原有弹性，从而失去密封机能。
　　2.3 冲击和振动造成泄漏和破坏
　　2.3.1 内部冲击。气体常常以混入或溶解两种形式浸入油液中，混入油液的气体，大多以2.05～0.50mm直径的气泡悬浮其中，成游离状态。浸入油液中的气体，在液压传动系统工作时，产生气穴现象，可以使液压系统产生振动和噪音，在气泡凝聚的管壁和其他元件表面，因长期受冲击和高温作用，以及油液中溢出气体的氧化作用，会使管壁和元件表面脱落，或者出现海绵状的小洞。
　　2.3.2 外部冲击。外部的冲击也会造成管路的静结合表面发生泄漏，当管路接头常处于振动状态时，造成接头处密封圈(垫)变形，或者造成密封圈磨损，从而引起原来的静结合面出现泄漏。
　　2.4 密封件及配合件相互磨损 　
　　主要是液压缸内及各阀体阀杆之间的磨损。液压油缸作为一些生产机械液压系统的主要执行元件，由于工作过程中活塞杆裸露在外直接和环境相接触，虽然在导向套上装有防尘圈及密封件等，但也难免将尘埃、污物带入液压系统，加速密封件和活塞杆之间的划伤和磨损，从而引起泄漏，颗粒污染为液压元件损坏Z快的因素之一。另外由于工作环境潮湿等因素的影响，可能会使水进入液压系统，水与液压油反应，形成酸性物质和油泥，降低液压油的润滑性能，加速部件的磨损，水还会造成控制阀的阀杆发生粘结，使控制阀操纵困难，划伤密封件，造成泄漏。
　　2.5 油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变
　　质液压传动系统的某一局部产生气穴后，气泡随油液到高压区，在高压作用下气泡迅速破裂，周围油液的质点以很高速度来填补这一空间，质点相互碰撞而产生局部高压，形成冲击。同时油液温度也急剧升高，温度每升高10℃则密封件寿命就会减半。选用液压油方面，要注意密封件和油质的匹配，如果两者不相匹配，则造成密封圈与油液产生化学反应，加速密封圈老化。
　　3、泄漏控制措施
　　造成生产机械设备液压系统泄漏是多方面综合影响的结果，以现有的技术和材料，要想从根本上消除液压系统的泄漏是很难做到的。只有从以上影响液压系统泄漏因素出发，采取合理的措施尽量减少液压系统泄漏。
　　3.1 减少冲击和振动
　　使用减振支架固定所有管子以便吸收冲击和振动；适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件；尽量减少管接头的使用数量,管接头尽量用焊接连接；正确安装管接头。
　　3.2 减少动密封件的磨损
　　消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷；用防尘圈，防护罩和橡胶套保护活塞杆，防止磨料，粉尘等杂质进入；设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积；活塞杆和轴的速度尽可能低。
　　3.3 控制油温防止密封件变形
　　密封件过早变质是由多种因素引起的，一个重要因素是油温过高，所以应合理设计高效液压系统或设置冷却装置，使油温保持在65℃以下；另一个因素是使用的油液与密封材料的相容性问题，应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质，以解决相容性问题，延长密封件的使用寿命。
　　4、结语
　　液压系统泄漏影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。借鉴以往的经验，选择正确的装配和修理方法，从污染的源头入手，加强污染源的控制，还要采取有效的过滤措施和定期的油液质量检查和更换。总之，泄漏的防治要全面入手，综合考虑才能做到行之有效。
　　参考文献
　　[1]刘延俊。《液压系统故障诊断技术的现状及发展趋势》[J].液压与气动，2006.
　　[2]袁建虎，李凡显，洪津。《工程机械液压系统的故障诊断》[J].工程机械与维修，2005.

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