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(huì)使設(shè)備周圍的環(huán)境受到污染,還會(huì) 導(dǎo)致液壓缸工 作腔的壓力降低,使液壓缸無法正常工作.采取比擬先進(jìn)的方法,有效 地預(yù)防泄漏,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(duì)?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)、工程練習(xí)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,提出限制泄漏的舉措.相 對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)

2、,液壓傳動(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(jí)調(diào)速；載荷限制、速度限制以及方向限制容易實(shí)現(xiàn),也容易進(jìn)行集中控 制、搖控和自動(dòng)限制；液壓傳動(dòng)平穩(wěn)無振動(dòng)；具有良好的潤滑條件可提升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

3、著一些缺點(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(duì)限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(duì)工作液體的使用維護(hù)要求十分嚴(yán)格；液壓元件本錢較高；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(shí)較高.其中工作液體的泄漏一直是不可預(yù)防的問 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

4、油在 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.縫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,由于外表粗糙度的影響,兩外表 之間不可能完全接觸,在兩外表不接觸的微觀凹陷處,形成 許多截面形狀多樣、大小不等的

5、空隙,空隙的截面尺寸與外表粗糙度有關(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 固體外表上粘附上薄薄的一層液體,假設(shè)固體外表上的膜較厚 時(shí),油膜會(huì)因相互運(yùn)動(dòng)而被密封圈刮落產(chǎn)生粘附泄漏.預(yù)防 粘附泄漏的根本方法是限制液體粘附層的厚度.4 .動(dòng)力泄漏 在 旋轉(zhuǎn)軸的密封外表上,假設(shè)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梢流動(dòng).假設(shè)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(huì)產(chǎn)生動(dòng)力泄漏.動(dòng)力泄漏的特點(diǎn)是軸 的轉(zhuǎn)速越高,泄

6、漏量越大.預(yù)防動(dòng)力泄漏,應(yīng)預(yù)防在轉(zhuǎn)軸的 密封外表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、油液溫開發(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(huì)首先考慮到 密封件,由于密封件是液壓缸中最主要的預(yù)防泄漏的元件.它主要有YX型密封圈、組合密封圈、U型密封 圈、V型密 封圈、O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

7、產(chǎn)生張力, 使內(nèi)、外唇邊張開來實(shí)現(xiàn)密封 的,對(duì)內(nèi)、外唇邊線性質(zhì)量要 求很高;V型密封圈、O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 梢設(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 精度和外表粗糙度未到達(dá)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

8、的 侵蝕變質(zhì)等.液體中的氣泡經(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,因受壓到達(dá)足夠高的溫度時(shí), 就會(huì)自燃,以致燒壞或熔化支承環(huán),甚至?xí)l(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%E右的空氣,在 液壓系統(tǒng)的高壓下,在油液中會(huì)溶解更多的空氣或氣體.空 氣在油液中形成氣泡, 如果液壓支架在工作過程中在極短 的時(shí)間內(nèi),壓力在上下壓之間迅速變換就會(huì)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

9、統(tǒng)的元件外表有凹 點(diǎn)和損傷 時(shí),液壓油就會(huì)高速?zèng)_向元件外表,加速外表的 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(tái)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；比擬嚴(yán)重有的會(huì)“拉缸,這種故障 的排除就比擬麻煩；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(huì)使水進(jìn)入液壓系 統(tǒng),水會(huì)與液壓油反響,形成酸性物質(zhì)和油泥,

10、降低液壓油 的潤滑性 能,加速部件的磨損,水還會(huì)造成限制閥的閥桿 發(fā)生粘結(jié),使限制閥操縱困難,劃傷密封件,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、密封梢深度或?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(huì)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、隔振舉措；系統(tǒng)超壓使用,未做到按規(guī)定 對(duì)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(huì)造

11、 成系統(tǒng)泄漏.(4)油液溫升過高：液壓系統(tǒng)工作時(shí),要限制油液溫度,溫 度過高,會(huì)產(chǎn)生以下現(xiàn)象：多數(shù)情況下,當(dāng)油溫經(jīng)常超過 60c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)研究說明,油溫每升高10c那么密封 件的壽命就會(huì)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(huì)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,

12、在較高 壓力下忽然啟動(dòng)油泵或關(guān)閉閥門及缸體快速動(dòng)作都會(huì)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.限制泄漏舉措造成工程機(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),采取合理的舉措盡量減少液壓系統(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 密封溝梢的設(shè)計(jì)和加工.美國汽車行業(yè)工程師協(xié)會(huì) (SAE)推 薦以下兩種預(yù)防油口漏油的解決方法. SAE直螺紋"O' 形圈油口:密封靠" O'形圈,連接

13、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,密封外表的粗糙度通常 靜密封表為Ra3.2Ra1.6,動(dòng) 密封外表為Ra0.8Ra0.4.如果不在最初全面考慮泄漏的影 響因素,將會(huì)給以后的生產(chǎn)中帶來無法估量的損失.(2)在液壓油的污染限制上,要從污染的源頭入手,增強(qiáng)污 染源的限制,還要采取有效的過濾舉措和定期的油液質(zhì)量檢 查.為有效地切斷外界因素(水、塵埃、顆粒等)對(duì)液壓油缸 的污染,可加一些防護(hù)舉措等.(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,假設(shè)出現(xiàn)滲漏,那么應(yīng)采取 相應(yīng)舉措.只有當(dāng)所有元件不漏不滲后才可正式裝

14、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)行必要的防銹蝕處理,嚴(yán)格根據(jù)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(duì)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；在限制閥的前面設(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)置平安閥,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,這是由于局部鑄造、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