工作輥平衡缸泄露原因分析及改進(jìn)措施

郭豐

（通化鋼鐵第一鋼軋廠，吉林通化 134003）

工作輥平衡缸泄露原因分析及改進(jìn)措施

郭豐

（通化鋼鐵第一鋼軋廠，吉林通化 134003）

液壓系統(tǒng)中液壓缸數(shù)量大，種類多，泄漏原因也較復(fù)雜，在各生產(chǎn)單位所占檢修工作量極大，直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性與生產(chǎn)的連續(xù)性，液壓缸產(chǎn)生泄露原因以及密封機(jī)構(gòu)材質(zhì)改進(jìn)措施在實踐中的運(yùn)用。本文簡述了液壓傳動中密封的一些問題以及具體處理措施，并闡述了一種新型的解決密封問題的辦法，通過實踐，取得了良好的效果。

液壓 密封 應(yīng)用

在現(xiàn)代工業(yè)的所有領(lǐng)域中，液壓技術(shù)都起著十分重要的作用。液壓系統(tǒng)中液壓缸數(shù)量大，種類多，泄漏原因也較復(fù)雜，在各生產(chǎn)單位所占檢修工作量極大，直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性與生產(chǎn)的連續(xù)性，本文結(jié)合軋機(jī)工作輥平衡液壓缸現(xiàn)場工作情況著重討論油缸密封的升級改造。

1　液壓缸泄漏原因及解決措施

找到引起密封故障的原因是解決問題的關(guān)鍵，液壓密封泄漏的原因是多方面的，可以總結(jié)為以下四大類：

（1）密封圈選用的問題。隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，密封裝置的設(shè)計型式、結(jié)構(gòu)多樣，同時新型密封材料也不斷出現(xiàn)。常見密封圈的型式為防塵圈、YX型圈、U型圈、V型組合封、格萊圈、斯特封、支承導(dǎo)向環(huán)等，主要由設(shè)計及制造單位選擇，一般情況下不存在問題。而由于考慮成本因素，現(xiàn)場常見的密封材料通常是丁腈橡膠、聚酯聚氨酯、夾織布橡膠等，屬低等級材料，往往不能滿足密封的長期可靠性的要求。因此，密封材料的升級成為提升密封性能及液壓缸使用周期的關(guān)鍵。（2）密封圈的保存問題。通常情況下，液壓密封件的庫存量較大，現(xiàn)場人員對其的維護(hù)、保管須規(guī)范化、制度化，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，避免使用老化變質(zhì)的密封圈。（3）密封安裝問題。加強(qiáng)對現(xiàn)場人員的技術(shù)培訓(xùn)，安裝時要保證液壓缸及密封圈清潔，避免密封圈劃傷、裝反，同時要注意不同種類密封圈的安裝技巧。（4）密封圈與溝槽的配合問題。密封性能的優(yōu)劣，不僅是密封圈的問題，密封圈與溝槽，密封圈與被密封面的配合，對密封性能也非常重要。如溝槽的加工尺寸存在誤差或缸體、拉桿磨損導(dǎo)致的誤差，需根據(jù)實際裝配尺寸對密封圈的尺寸加以調(diào)整；被密封面存在劃傷或過于粗糙，需修復(fù)或更換。

2　現(xiàn)場設(shè)備液壓密封的改造

2.1存在問題

改造前平衡液壓缸普遍存在滲油、內(nèi)泄現(xiàn)象，密封圈更換頻繁，液壓油消耗極大，且普遍存在柱塞桿磨損、缸桶劃傷現(xiàn)象。同時柱塞結(jié)構(gòu)不利于密封的安裝，平均每個月需要更換柱塞桿及密封件一次或平衡液壓缸一個，同時液壓缸內(nèi)密封出現(xiàn)碎裂，碎裂雜質(zhì)隨管路進(jìn)入到控制閥內(nèi)部，造成控制閥出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，使控制動作失靈，影響正常生產(chǎn)，造成大量熱停工時間。

檢修油缸觀察到的失效現(xiàn)象：

（1）防塵圈存在擠出現(xiàn)象并發(fā)生永久變形；

（2）活塞封唇口存在磨損及老化現(xiàn)象；

（3）柱塞桿出現(xiàn)多道劃痕；

（4）缸內(nèi)液壓油較臟，存在污染物的沉積。

2.2泄漏原因分析

排除人為因素即密封圈的保存及安裝問題，根據(jù)失效現(xiàn)象分析結(jié)果如下。

（1）密封圈與溝槽的配合。鑒于防塵圈擠出，測繪防塵圈部位溝槽尺寸，其軸向尺寸比防塵圈實物高度大lmm，導(dǎo)致裝配穩(wěn)定性差，這是防塵圈擠出失效的主要原因。防塵圈失效必然導(dǎo)致外部污染物進(jìn)入油缸，污染液壓油并加速缸內(nèi)密封件及柱塞桿的磨損和侵蝕。

（2）油缸設(shè)計缺陷。導(dǎo)向支承環(huán)在液壓缸起摩擦、導(dǎo)向作用，防止金屬部件之間的直接接觸磨損，使運(yùn)動平穩(wěn)。此油缸柱塞桿較長（長度），工作過程中不可避免的會產(chǎn)生較大的徑向擺動，但其設(shè)計中沒有使用導(dǎo)向支承環(huán)，導(dǎo)致柱塞桿磨損劃傷嚴(yán)重，進(jìn)而影響密封效果。

（3）密封圈材料選用。密封性能的優(yōu)劣，很大程度上取決于密封材料的性能。原用密封材料為聚酯聚氨酯，其機(jī)械、力學(xué)性能與耐老化性等都較差，導(dǎo)致易出現(xiàn)老化、磨損及永久性變形碎裂，有效密封周期短。

3　解決方案

針對上述失效原因，對油缸柱塞及密封圈進(jìn)行改造。

3.1采用先進(jìn)的無模具加工工藝訂做油缸密封圈

油缸解體后，實測缸蓋密封圈部位溝槽尺寸，重新訂做密封圈。這樣就解決了部分油缸廠家使用非標(biāo)備件的問題以及油缸部件加工精度差或磨損導(dǎo)致的尺寸變化問題。無模具加工工藝的優(yōu)勢：密封圈由高精度進(jìn)口CNC設(shè)備車削成型，無尺寸形狀限制，非標(biāo)件無需開模，可快速解決橡膠密封維修的需求。

3.2解決油缸的設(shè)計缺陷

將原設(shè)計杠桿柱塞密封結(jié)構(gòu)改造為在一個圓柱面安裝油封及導(dǎo)向支承環(huán)，方便了密封環(huán)、導(dǎo)向支承環(huán)的安裝同時，加大的柱塞與缸桶的接觸面積，避免了缸桶與柱塞產(chǎn)生劃傷及杠桿的磨損（如圖2所示），同時也控制柱塞桿的徑向擺動造成柱塞桿磨損，提升密封效果。

3.3密封材料的升級

選用進(jìn)口聚醚聚胺酯替代原用材料，其超低的摩擦系數(shù)，優(yōu)異的抗磨、抗撕性能，較寬的溫度適應(yīng)范圍，同時能承受大的徑向載荷，不會與接觸面產(chǎn)生硫化，防止部件產(chǎn)生焦燒效應(yīng)等優(yōu)異的機(jī)械性能、力學(xué)性能保證了油缸長期高效的密封。

4　結(jié)語

液壓設(shè)備的管理中，液壓系統(tǒng)泄漏有很多危害，在生產(chǎn)實踐中不妨采用一些新技術(shù)，不僅能夠解決一些老大難的問題，通過合理的選型和改造，還能獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益，降低勞動強(qiáng)度減少員工的工作量，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

郭豐（1981—），男，遼寧錦州義縣人，工作單位：通化鋼鐵公司第一鋼軋廠，職務(wù)：機(jī)械工程師，研究方向：軋鋼、連鑄、煉鋼類機(jī)械。