液壓系統(tǒng)泄壓原因及解決方法

1、精品文檔液壓系統(tǒng)泄壓原因及解決方法液壓系統(tǒng)中 ,泄漏造成泄壓影響生產(chǎn) ,是必須要考慮的問(wèn)題。液壓系統(tǒng)泄壓還 會(huì)導(dǎo)致液壓缸工作腔的壓力降低 ,使液壓缸無(wú)法正常工作。采取比較先進(jìn)的方法 , 有效地防止泄漏，使之正常工作。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(lái)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。我們通過(guò)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(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、 工程訓(xùn)練和日常生活中 的所見(jiàn)和所想， 就常見(jiàn)泄漏故障問(wèn)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(duì)于機(jī)械傳動(dòng) ,液壓傳動(dòng)是一

2、門(mén)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(guò)能量轉(zhuǎn)換裝置來(lái)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(wú)級(jí)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(wú)振動(dòng)；具有良好的潤(rùn)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(guó) 民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)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)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(wú)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(zhuān)業(yè)知識(shí)較高。 其中工作液體的泄漏一直是不可避免的 問(wèn)題，其解決方法也是各行各業(yè)研究的重點(diǎn)之一。（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

4、效等原因， 使液壓油在系 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

5、多截面形狀多樣、大小不等的空隙， 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(lái)。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(huì)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(huì)產(chǎn)生動(dòng)力泄漏。動(dòng)力泄漏

6、的特點(diǎn)是軸的 轉(zhuǎn)速越高，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。(二) 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(huì)首先考慮到密封件 ,因?yàn)槊芊饧且?壓缸中最主要的防止泄漏的元件。它主要有 YX 型密封圈、組合密封圈、 U 型密 封圈、V型密封圈、0形圈、格來(lái)圈、斯特封等。其中 YX型密

7、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)、外唇邊張開(kāi)來(lái)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、 0 形圈、格來(lái)圈、斯特 封主要靠壓縮量來(lái)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(wèn)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(mǎn)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(lèi)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

8、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。 液體中的氣泡經(jīng)過(guò)密封唇邊時(shí)， 氣泡被壓縮為原來(lái)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(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%左右的空氣，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(guò)程中在極短的時(shí)

9、間 內(nèi)，壓力在高低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，如果液壓系統(tǒng)的元件表面有凹點(diǎn)和損傷時(shí)，液壓油就會(huì)高速?zèng)_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(chēng)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(guò)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(guò)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(huì)“拉缸” ,這種故障的排除就比較麻煩 ;更嚴(yán)重的可導(dǎo)

10、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)與液壓油反應(yīng)， 形成酸性物質(zhì)和油泥， 降低液壓油的潤(rùn)滑性能， 加速部件的磨損， 水還會(huì)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(guò)程中超差，例如：油缸的活塞半徑、密封槽深度 或?qū)挾取⒀b密封圈的孔和尺寸超差或因加工問(wèn)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(guò)程中發(fā)生

11、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(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)造成系統(tǒng)泄漏。(4) 油液溫升過(guò)高：液壓系統(tǒng)工作時(shí)，要控制油液溫度，溫度過(guò)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(guò)60 C時(shí)，油液黏度大大下降，不僅使?jié)櫥湍ぷ儽?，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(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

12、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，在較高壓力下突然啟動(dòng)油泵 或關(guān)閉閥門(mén)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。(三) 控制泄漏措施造成液壓系統(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(guó)汽車(chē)行業(yè)工程師協(xié)會(huì)(SAE)推薦以下兩種

13、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，密封表面的粗糙度 通常靜密封表為 Ra3.2Ra1.6,動(dòng)密封表面為 Ra0.8Ra04 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(lái)無(wú)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(guò)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(duì)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(wú)外滲漏

14、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(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(zhǎng)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(guò)程中的振動(dòng)、 沖擊作用， 這種缺 陷就被暴露出來(lái)，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(lái)看， 國(guó)外正在生產(chǎn)配備有測(cè)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