液壓系統(tǒng)泄漏原因及解決方法

1、液壓系統(tǒng)泄漏原因及解決方法液壓系統(tǒng)中，泄漏影響產(chǎn)品的質(zhì)量，是必須要考慮的問題。例如液壓缸, 嚴(yán)重的泄漏不僅會使設(shè)備周圍的環(huán)境受到污染，還會 導(dǎo)致液壓缸工 作腔的壓力降低，使液壓缸無法正常工作。采取比較先進(jìn)的方法，有效 地防止泄漏，使液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零泄漏”是液壓行業(yè)多年來始終追求的 目標(biāo)。另 外,準(zhǔn)確地分析液壓系統(tǒng)泄漏產(chǎn)生的最初原因，可以幫助我 們及時(shí)排除液壓系統(tǒng)的泄漏故障。 作為機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，我們通過對 液壓與氣壓傳動(dòng)課程的學(xué)習(xí)以及 查閱相關(guān)資料，結(jié)合自己專業(yè) 實(shí)習(xí)、工程訓(xùn)練和日常生活中的所見和所想，就常見泄漏故障問題， 分析了液壓傳動(dòng)的泄漏形式及原因，提出控制泄漏的措施。相 對于機(jī)械傳動(dòng)，液

2、壓傳動(dòng)是一門新的技術(shù)，起源于 1654年帕斯卡 提出的靜壓傳動(dòng)原理。它是以液體為工作介質(zhì)，通過能量轉(zhuǎn)換裝置來 進(jìn)行能量傳遞的一種傳動(dòng)形式。液壓傳動(dòng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：工作液體可以用管道輸送到任何位置；執(zhí)行元件的布置不受方位限制，借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；液壓傳動(dòng)能將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)；可以方便地實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；載荷控制、速度控制以及方向控制容易實(shí)現(xiàn)，也容易進(jìn)行集中控制、搖控和自動(dòng)控制；液壓傳動(dòng)平穩(wěn)無振動(dòng)；具有良好的潤滑條件可提高液壓元件工作的可靠性和使用壽命 液壓元件有利于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。因此，液壓傳 動(dòng)在國民經(jīng)濟(jì)各 部門中得到了廣泛的應(yīng)用。但液壓傳動(dòng)也存在著一些

3、缺點(diǎn)：存在液體流動(dòng)的阻力損失、油液的泄漏以及機(jī)械摩擦 ，故效 率較低；對控制工作溫度要求較高；由于工作液體的泄漏和可壓縮性，液壓系統(tǒng)的剛性較差使液壓系統(tǒng)無法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比；對工作液體的使用維護(hù)要求十分嚴(yán)格；液壓元件成本較高；液壓系統(tǒng)的故障判斷和處理較難,要求工作人員技術(shù)水平和 專業(yè)知識較高。其中工作液體的泄漏一直是不可避免的問 題，其解決方法也是各行各業(yè)研究的重點(diǎn)之一。泄漏形式泄 漏按流向可分為內(nèi)泄漏和外泄漏。外泄漏主要是指液壓油從系統(tǒng) 泄漏到環(huán)境中，產(chǎn)生在液壓系統(tǒng)的液壓管路、液壓閥、液壓缸和液壓 泵（液壓馬達(dá)）的外部；內(nèi)泄漏 是指由于高低壓側(cè)的壓力差的存在以 及密封件失效等原因，使液壓油在

4、系統(tǒng)內(nèi)部由高壓側(cè)流向低壓側(cè)， 如 液壓傳動(dòng)中油液從高壓腔向低壓腔的泄漏；從換向閥內(nèi)壓力 通道向 回油通道的泄漏等。泄漏的主要形式有縫隙泄漏、多孔隙泄漏、粘附 泄漏和動(dòng)力泄漏等。1. 縫隙泄漏工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的縫隙泄漏主要有兩種，固定密封處（靜接合面）泄 漏和運(yùn)動(dòng)密封處（動(dòng)結(jié)合面）泄漏。固定密封處泄漏的部位主要包括液 壓缸缸蓋與缸筒的接合處等；運(yùn)動(dòng)密封處主要包括液壓缸活塞與缸筒 內(nèi)壁、活塞桿與缸蓋導(dǎo)向套之間?？p隙泄漏量的大小與壓力差、間隙 等因素有關(guān)。2. 多孔隙泄漏液 壓元件中的各種蓋板，由于表面粗糙度的影響，兩表面之間不可 能完全接觸，在兩表面不接觸的微觀凹陷處，形成許多截面形狀多樣、 大小

5、不等的空隙，空隙的截面 尺寸與表面粗糙度有關(guān)。多空隙泄漏， 液體需流經(jīng)彎曲的眾多空隙，在做密封性能試驗(yàn)時(shí)，需經(jīng)一定的保壓 時(shí)間，泄漏才能顯露出來。3. 粘附泄漏粘性液體與固體臂之間有一定的粘附作用，二者接觸后，在固體表面上粘附上薄薄的一層液體，若固體表面上的膜較厚時(shí)，油膜會因相互 運(yùn)動(dòng)而被密封圈刮落產(chǎn)生粘附泄漏。防止粘附泄漏的基本辦法是控制 液體粘附層的厚度。4. 動(dòng)力泄漏在 旋轉(zhuǎn)軸的密封表面上，若留有螺旋加工的痕跡，當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液 體在轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)力的作用下沿螺旋痕跡的凹槽流動(dòng)。 若螺旋痕跡的方向 與軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致時(shí)，由于螺 旋痕跡的 泵油”作用，就會產(chǎn)生動(dòng) 力泄漏。動(dòng)力泄漏的特點(diǎn)是軸的轉(zhuǎn)速越

6、高，泄漏量越大。防止動(dòng)力泄 漏，應(yīng)避免在轉(zhuǎn)軸的密封表面和密封圈的唇邊上存在 泵 油作用的 加工痕跡或利用動(dòng)力泄漏的原理，利用螺旋痕跡的泵油作用，將泄漏 油泵回，阻止泄漏。泄漏的原因液壓系統(tǒng)產(chǎn)生泄漏的原因多而復(fù)雜，本文主要從密封件泄漏、工作油 液污染、元件制造裝配精度超差、油液溫升發(fā)熱以及液壓系統(tǒng)壓力沖 擊等方面歸納分析。(1) 密封件方面：在液壓缸中，一提及泄漏就會首先考慮到密封件， 因?yàn)槊芊饧且簤焊字凶钪饕姆乐剐孤┑脑?。它主要有YX型密封圈、組合密封圈、U型密封圈、V型密封圈、0形圈、格來圈、斯 特封等。其中YX型密封圈、組合密封圈、U型密封圈主要靠在壓力 油的壓力作用下產(chǎn)生張力，使內(nèi)

7、、外唇邊張開來實(shí)現(xiàn)密封 的,對內(nèi)、 外唇邊線性質(zhì)量要求很高；V型密封圈、0形圈、格來圈、斯特封主要 靠壓縮量來密封。密封件的物化性能等方面的質(zhì)量直接影響液壓缸產(chǎn) 品的質(zhì)量。密封件泄漏的原因主要有以下幾方面：密封件質(zhì)量有 問題。密封件材質(zhì)為劣質(zhì)，且制造工藝和精度都達(dá)不到要求，以及模 具和修邊均有缺陷等。密封件選用不合 理。選用的密封件不能滿 足工作壓力、工作速度和溫度等方面的要求，或者密封件的類型選用 不當(dāng)。密封件的安裝溝槽設(shè)計(jì)不當(dāng)，安裝間隙與壓縮量選擇不合理； 配偶件的加工精度和表面粗糙度未達(dá)到要求；安裝時(shí)未加保護(hù)而損傷唇口或使外界雜物混入；貯存時(shí)溫度、濕度不當(dāng)，受氧和臭氧的侵蝕 變質(zhì)等。液體

8、中的氣泡經(jīng) 過密封唇邊時(shí)，氣泡被壓縮為原來尺寸 的幾分之一。這種氣泡到達(dá)密封件的非壓力側(cè)時(shí)，便迅速釋放出能量， 使密封唇邊損壞。另一方面，當(dāng)含有一定比例的油蒸汽的氣泡，因受壓達(dá)到足夠高的溫度時(shí)，就會自燃，以致燒壞或熔化支承環(huán)，甚至 會發(fā)生密封件的局部燒壞和碳化。(2) 油液污染：包括氣體污染、顆粒污 染、水污染等。氣體污染： 在大氣壓下，液壓油中可溶解10噓右的空氣，在液壓系統(tǒng)的高壓下， 在油液中會溶解更多的空氣或氣體?？諝庠谟鸵褐行纬蓺馀荩绻簤褐Ъ茉诠ぷ鬟^程中在極短的時(shí)間內(nèi)， 壓力在高低壓之間迅速變換 就會使氣泡在高壓側(cè)產(chǎn)生高溫在低壓側(cè)發(fā)生爆裂， 如果液壓系統(tǒng)的元 件表面有凹點(diǎn)和損傷 時(shí)

9、，液壓油就會高速沖向元件表面，加速表面 的磨損，引起泄漏，此種由空穴現(xiàn)象造成的腐蝕作用稱為氣蝕。顆 粒污染：由于試驗(yàn)臺被顆粒污染，導(dǎo)致泄漏的幾率 很小,但在實(shí)際中 仍然存在。液壓缸使用過程中，由于上述原因產(chǎn)生的顆粒，有的粘附在 密封元件上，有的粘附在活動(dòng)面上，刮傷密封元件的密封面，導(dǎo)致密封 元件 失效,使液壓缸產(chǎn)生泄漏。這種故障通過除去未去干凈的毛刺 ， 清洗各個(gè)元件，再更換密封元件就可排除；比較嚴(yán)重有的會拉缸”這 種故障的排除就比較麻煩；更嚴(yán)重的可導(dǎo)致缸筒報(bào)廢。水污染：由 于工作環(huán)境潮濕等因素的影響，可能會使水進(jìn)入液壓系統(tǒng)，水會與液 壓油反應(yīng)，形成酸性物質(zhì)和油泥，降低液壓油的潤滑性能，加速部

10、件的磨損，水還會造成控制閥的閥桿發(fā)生粘結(jié)，使控制閥操縱困難，劃傷密圭寸件，造成泄漏。(3) 元件制造裝配精度超差：所有的液壓元件及 密封部件都有嚴(yán)格的 尺寸公差、形位公差等要求。如果在制造過程中超差，例如：油缸的 活塞半徑、密封槽深度或?qū)挾?、裝密封圈的孔和尺寸超差或因加工問 題而造成失圓、本身有毛刺或洼點(diǎn)、鍍層脫落等，密封件就會有變形、劃傷、壓死或壓不實(shí)等現(xiàn)象發(fā)生，使其失去密封功能，將使零件 本身具有先天性的滲漏點(diǎn)，在裝配后 或使用過程中發(fā)生滲漏。系統(tǒng) 裝配粗糙，缺乏減振、隔振措施；系統(tǒng)超壓使用，未做到按規(guī)定對系 統(tǒng)適時(shí)檢查及易損件壽命到期但未及時(shí)更換等都會造成系統(tǒng)泄漏。(4) 油液溫升過高：

11、液壓系統(tǒng)工作時(shí)，要控制油液溫度，溫度過高，會產(chǎn)生以下現(xiàn)象：多數(shù)情況下，當(dāng)油溫經(jīng)常超過60 C時(shí)，油液黏度大大下降，不僅使?jié)櫥湍ぷ?薄，摩擦力加大，磨損加劇，而且 密封圈膨脹、老化、失效，結(jié)果導(dǎo)致液壓系統(tǒng)產(chǎn)生泄漏。據(jù)研究表明， 油溫每升高10C則密封件的壽命就會減半。油液溫度升 高后，體 積膨脹，壓力升高，而泄漏隨壓力的升高而加大，從而使泄漏增加。油溫升高使間隙脹縮變化。一般配合零件材質(zhì)不同，材料熱膨脹系 數(shù)不同，當(dāng)油溫升 高時(shí)，配合零件因脹縮變化不同，會使配合間隙 發(fā)生變化，當(dāng)間隙變大時(shí)，造成泄漏增加。(5) 液壓系統(tǒng)壓力沖擊：液壓系統(tǒng)中由于頻繁換向，在較高壓力下突 然啟動(dòng)油泵或關(guān)閉閥門及缸

12、體快速動(dòng)作都會造成瞬時(shí)峰值壓力高達(dá) 工作壓力的好幾倍，有時(shí)足以使密封裝置、管道或其它液壓元件損壞 而造成泄露?？刂菩孤┐胧┰斐晒こ虣C(jī)械液壓系統(tǒng)的泄漏的因素是多方面綜合影響的結(jié)果，以現(xiàn)有的技術(shù)和材料，要想從根本上消除液壓系統(tǒng)的泄漏是很難做到的。 只有從以上影響液壓系統(tǒng)泄漏因素出發(fā)， 采取合理的措施盡量減少液 壓系統(tǒng)泄漏。(1) 在設(shè)計(jì)和加工環(huán)節(jié)中要充分考慮影響泄漏的重要因素密封溝槽的設(shè)計(jì)和加工。美國汽車行業(yè)工程師協(xié)會(SAE)推薦以下兩種防止油 口漏油的解決辦法。SAE直螺紋O形圈油口：密封靠 O形圈，連 接靠直螺紋；SAE4螺栓法蘭：適用于較大油口。另外，密封件的選 擇也是非常重要的，密封表面

13、的粗糙度通常靜密封表為Ra3.2Ra1.6，動(dòng)密封表面為Ra0.8Ra0.4。如果不在最初全面考慮泄漏的 影響因素，將會給以后的生產(chǎn)中帶來無法估量的損失。(2) 在液壓油的污染控制上，要從污染的源頭入手，加強(qiáng)污染源的控制，還要采取有效的過濾措施和定期的油液質(zhì)量檢查。為有效地切斷外界因素(水、塵埃、顆粒等)對液壓油缸的污染，可加一些防護(hù)措施 等。(3) 裝配方面。液壓系統(tǒng)裝配前，應(yīng)檢驗(yàn)元件的耐壓性能，檢查元件 各結(jié)合面有無外滲漏現(xiàn)象，若出現(xiàn)滲漏，則應(yīng)采取相應(yīng)措施。只有當(dāng) 所有元件不漏不滲后才可正式裝進(jìn)系統(tǒng)使用。液壓元件和液壓系統(tǒng) 在進(jìn)行裝配時(shí)，要進(jìn)行嚴(yán)格清洗，去毛刺、除焊渣，并進(jìn)行必要的防銹蝕處

14、理，嚴(yán)格按照裝配工藝要求進(jìn)行裝配，杜絕因裝配引起的間隙畸變和毛刺、焊渣及銹蝕物等形成的間隙磨料。(4) 減小液壓沖擊。常用的方法有：盡量降低系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止和 換向頻率；對于需要頻繁換 向的液壓系統(tǒng)，盡可能用帶阻尼器的換 向閥；在控制閥的前面設(shè)置蓄能器，減小沖擊波傳播的距離，從而 減緩液壓沖擊；加大管道通徑，盡量縮短管道長度或采用橡膠軟管； 設(shè)置安全閥，系統(tǒng)壓力增大時(shí)，可起卸荷作用降低壓力沖擊。(5)機(jī)械在磨合期容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，這是由于部分鑄造、加工等缺陷在 裝配調(diào)試時(shí) 難于發(fā)現(xiàn)，但由于作業(yè)過程中的振動(dòng)、沖擊作用，這種 缺陷就被暴露出來，故應(yīng)注意磨合期的滲漏情況，作到及早發(fā)現(xiàn)、及 時(shí)處理。(6) 從技術(shù)上來看，國外正在生產(chǎn)配備有測試密封 (旋轉(zhuǎn)密封)泄露量 的傳感器的新型油封；并且主軸集成了摩擦密封與迷宮式密封優(yōu)點(diǎn)的 氣動(dòng)密封也已問世；同時(shí)，U型橡膠件+ V型彈簧組成的可用于壓力 45MPa勺液壓系統(tǒng) 泛塞密封”等類型的組合密封件大行其道。結(jié)束語液壓系統(tǒng)中泄漏形式多樣，是液