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    液压系统产生泄漏的原因及处理措施

    2015/7/31 21:32:04??????点击:

    液压系统产生泄漏的原因及处理措施

    1.1  液压系统的泄漏

     内泄漏是指液压元件内部有少量液体从高压腔泄漏到低压腔,称这种泄漏为内泄漏。例如,油液从液压高压腔向低压腔的泄漏,从换向阀内压力通道向回油通道的泄漏等。由于液压系统中元件的磨损,随着时间的推移,在元件内部产生的泄漏会越来越明显。轻微的内部泄漏可能察觉不到,但是,随着内漏的增加,系统过热将成为问题。当这种情况发生时,系统的其他元件将开始失效。鉴别内部泄漏的简单办法是测试系统满载和空载时的工作周期,假如花了比空载时长很多的时间才完成有载时的动作,那么可以怀疑可能失效了。
     外泄漏是指少量液体从元件内部向外泄漏,称这种泄漏为外泄漏。但外部泄漏发生在的吸油口时则很难检测到。如果出现以下五条之一的现象,可以怀疑发生了系统吸油管泄漏:①液压油中有空气气泡;②液压系统动作不稳定,有爬行现象;③液压系统过热;④油箱压力增高;⑤噪声增大。
     假如以上任何一现象存在,就应当首先检查所有的吸油管接头和连接处以寻找泄漏点。对于软管接头不要过度地旋紧,因为过度的旋紧会使管接头变形,反而会增加泄漏。应当使用设备制造商推荐的旋紧转矩值,这将保证可靠的密封并且不会使管接头和密封圈产生扭曲变形,造成密封圈表面的损坏。 
    1.2  泄漏可能对液压系统造成的影响
     在液压传动中,液体的泄漏是一个不可忽视的问题。如果泄漏得不到解决,将会影响液压设备的正常应用和液压技术的发展。具体地说,泄漏引起的问题有以下几个方面:①系统压力调不高;②执行机构速度不稳定;③系统发热;④元件容积效率低;⑤能量、油液浪费;⑥污染环境;⑦可能引起控制失灵;⑧可能引起火灾。

     一般地说产生泄漏的原因有设计、制造方面的问题,也有设备维护、保养等管理方面的问题。为了减少液压系统的故障、提高液压系统的效率、防止环境污染和减少液压介质的损耗,必须注意泄漏问题,并分析造成泄漏的原因,采取相应的措施,达到减少泄漏以至避免泄漏的目的。

    1.3 液压系统泄漏的主要形式

     液压系统的泄漏主要有缝隙泄漏、多孔隙泄漏、黏附泄漏和动力泄漏几种形式。
    ①缝隙泄漏  缝隙泄漏是指缝隙中的液体在两端压力差的作用下流动,便产生泄漏。液压元件中,不宜采用密封件而利用缝隙进行密封的结合面较多,而且缝隙的形式是多种多样的。通常把液体在缝隙中流动简化为平板缝隙流动(两平板平行或倾斜,相对运动或静止)、环形缝隙流动(组成缝隙的两个内外圆表面同心或偏心,相对运动或静止)和平板缝隙辐射状流动等类型。例如,齿轮齿轮端面与侧板之间,齿顶圆与壳体内圆表面之间;叶片叶片端面与配流盘之间,叶片顶端与定子内圆表面之间;径向柱塞的转子衬套与配流轴之间等,都形成近似为两平行板间的缝隙。

     液压元件工作时,液体从高压腔流经这些相对运动的平板缝隙向低压腔泄漏。阀芯与阀孔表面之间,柱塞与缸孔之间,液压缸活塞与缸孔内壁之间,液压转轴与轴承盖孔之间等,油液在缝隙中轴向流动遵循环形缝隙泄漏规律。在轴向柱塞中,压力腔液体经过缸体端面与配流盘之间缝隙泄漏,类似于两平行板间的放射状流动。缝隙泄漏是液压元件泄漏的主要形式,泄漏量大小与缝隙两端压力差、液体黏度、缝隙长度、宽度和高度有关。由于泄漏量与缝隙高度的三次方成正比,因此,在结构及工艺允许的条件下,应尽量减小缝隙高度。

    ②多孔隙泄漏: 

     液压元件的各种盖板、法兰接头、板式连接等,通常都采取紧固措施,当结合表面无不平度误差,在相互理想平行的状态下紧固,其结合面之间不会在总体上形成缝隙。但是,由于表面粗糙度的影响,两表面不会各点都接触。例如,精车表面的实际接触面积仅为理论接触面积的1 5%左右,精磨表面为30%~50%,精研的表面才能达到90%。因此,在两表面上不接触的微观凹陷处,形成许多截面形状多样、大小不等的孔隙,孔隙的截面尺寸与表面粗糙度的实际参数有关,并远大于液体分子的尺寸。因此,液体在压力差的作用下,通过这些孔隙而泄漏。如果表面残留下的加工痕迹与泄漏方向一致,泄漏液流阻力减小,则泄漏严重。另外,铸件的组织疏松、焊缝缺陷夹杂、密封材料的毛细孔等产生的泄漏均属于多孔隙泄漏。液体经过多孔隙泄漏时,由于液道弯弯曲曲、时而通时而又不通、路程长、所受阻力大及经历时间长,因此,做密封性能试验时,需经一定的时间过程才能表现出来。

    ③黏附泄漏: 

    黏性液体与固体表面之间有一定的黏附作用,两者接触后,在固体表面上黏附一薄层液体。比如,在液压缸的活塞杆上就黏附一层液体,由于有此层液体,可以对密封圈起润滑作用。但是,当黏附的液层过厚时,就会形成液滴或当活塞杆缩进缸筒时被密封圈刮落,产生黏附泄漏。防止黏附泄漏的基本办法是控制液体黏附层的厚度。

    ④动力泄漏: 
     在转动轴的密封表面上,若留有螺旋形加工痕迹时,此类痕迹具有“油”作用。当轴转动时,液体在转轴回转力作用下沿螺旋形痕迹的凹槽流动。若密封圈的唇边上存在此类痕迹时(模具上的螺旋痕迹复印给密封圈),其结果与上述现象相同,仍有“油”作用而产生动力泄漏。动力泄漏的特点是:轴的转速越高,泄漏量越大。
     为了防止动力泄漏,应避免在转轴密封表面和密封圈的唇边上存在“油”作用的加工痕迹,或者限制痕迹的方向。

     实际液压设备泄漏情况是复杂的,往往是各种原因和种种情况的综合。

    1.4 造成液压系统泄漏的相关因素

    造成液压系统泄漏的相关因素有以下几方面。
     ①工作压力  在相同的条件下,液压系统的压力越高,发生泄漏的可能性就越大,因此应该使系统压力的大小符合液压系统所需要的最佳值,这样既能满足工作要求,又能避免不必要的过高的系统压力。
     ②工作温度  液压系统所损失的能量大部分转变为热能,这些热能一部分通过液压元件本身、管道和油箱等的表面散发到大气中,其余部分就贮存在液压油中,使油温升高。油温升高不仅会使油液的黏度降低,使油液泄漏量增加,还会造成密封元件加快老化、提前失效,引起严重泄漏。
     ③油液的清洁程序  液压系统的液压油常?;岷懈髦衷又?,例如液压元件安装时没有清洗干净,附在上面的铁屑和涂料等杂质进入液压油中;侵入液压设备内的灰尘和脏物污染液压油;液压油氧化变质所产生的胶质、沥青质和碳渣等。液压油中的杂质能使液压元件滑动表面的磨损加剧,液压阀的阀芯卡阻、小孔堵塞,密封件损坏等,从而造成液压阀损坏,引起液压油泄漏。
     ④密封装置的选择  正确地选择密封装置,对防治液压系统的泄漏非常重要。密封装置选择的合理,能提高设备的性能和效率,延长密封装置的使用寿命,从而有效地防止泄漏。否则,密封装置不适应工作条件,造成密封元件地过早地磨损或老化,就会引起介质泄漏。

     此外,液压元件的加工精度、液压系统管道连接的牢固程度及其抗振能力、设备维护的状况等,也都会影响液压设备的泄漏。

    1.5 排除泄漏的基本措施

    排除泄漏的基本措施有以下几种。
     (1)合理选择密封圈及密封槽尺寸
     要做到合理地选择密封装置,必须熟悉各种密封装置的形式和特点、密封材料的特性及密封装置的使用条件,如工作压力的大小、工作环境的温度、运动部分的速度等。把实际的使用条件与密封件的允许使用条件进行比较,必须保证密封装置有良好的密封性能和较长的使用寿命。
     密封材质要与液压油相容,其硬度要合适。胶料硬度要根据系统工作压力高低进行选择。系统的压力高则选择胶料硬度高的密封件,压力过高,还需设计支承环。
     为使密封可靠、寿命长,在设计密封槽时,要有适当的压缩率和拉伸量,压缩率不能过大也不能过小。过大则压缩应力增加,摩擦力增大,加快密封磨损,亦易产生扭曲破坏,寿命缩短,有时造成装配困难;过小则密封性不好,产生泄漏。O形密封圈由于结构简单、易于安装、密封性能好及工作可靠,作静密封时几乎无泄漏,所以是当前应用比较广泛的密封件。拉伸量是对以内圆和外圆起密封作用的O形圈而言,从提高寿命考虑,设计时应尽量避免密封圈线径的中心线被拉伸,因此密封圈应尽量按国标进行选用,而密封槽也应该按相应的标准进行设计。在不得已的情况下才自行设计,但尺寸公差要严格控制,粗糙度要符合要求,因为密封槽的宽度过大或深度过深都会造成压缩量不够而引起泄漏。
    (2)零件及管路结构设计要合理
     零件设计时要有导向角,以免装配时损伤密封件。在有锐边和沟槽的部位装配密封圈时,要使用?;ぬ?,以免损伤密封件。
     设置液压管路时应该使油箱到执行机构之间的距离尽可能短,管路的弯头、特别是90°的弯头要尽可能少,以减少压力损失和摩擦。
     液压系统中应尽量减少管接头,系统漏油有30%~40%是由管接头漏出的。
    (3)要控制液压系统的油温
     油温过高,润滑油膜变薄,摩擦力加大,磨损加剧,密封材料老化增快,使之变硬变脆,并可能很快导致泄漏。
     控制液压系统温度的升高,一般从油箱的设计和液压管道的设置方面着手。为了提高油箱的散热效果,可以增加油箱的散热表面,把油箱内部的出油和回油用隔板隔开。油箱液压油的温度一般允许在5 5~65℃之间,最高不得超过70℃。当自然冷却的油温超过允许值时,就需要在油箱内部增加冷却水管或在回油路上设置冷却器,以降低液压油的温度。
    (4)选择合适结构的液压元件和管接头
     选择合适的液压元件,如电磁换向阀。若系统不要求有快速切换,则应选择湿式电磁阀。因为湿式电磁阀寿命长,冲击小,推杆处无动密封,消除了推杆部位引起的泄漏。
     液压系统中常用的管接头有扩口式、卡套式和焊接式三类。这三种接头各有特点,应根据工作可靠性和经济性进行选择。扩口接头一般较为便宜,卡套接头能承受较大的振动,焊接接头用于能承受高压、高温及机械负载大和强烈振动的场合。
    (5)严格控制制造质量
     严格控制密封槽的尺寸公差,表面粗糙度要达到图纸规定要求。槽边不能有毛刺和碰伤,装配前要清洗干净。
     密封盖尺寸和法兰盖螺孔要保证质量,间隙不能太大,以避免密封件被挤出。


     另外,在生产中,要加强维护管理,有计划地定期检查、修理液压设备,?;ひ貉股璞?,防止机械振动和冲击压力,及时发现设备的泄漏,从而减少故障和油液的漏损,延长机器寿命,提高设备的完好率。



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