機(jī)床液壓油缸的泄漏及防治

楊明華

山東泰豐液壓股份有限公司

機(jī)床液壓油缸的泄漏及防治

楊明華

山東泰豐液壓股份有限公司

機(jī)床設(shè)備液壓傳動工作中的油缸是把液壓油的壓力能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部件，它主要是依靠液壓油在油缸中的流動方向變化，把油缸中的活塞推動往復(fù)運(yùn)動，使活塞按一定的速度和推力完成某一項(xiàng)機(jī)械運(yùn)動。泄漏是油缸最常見的故障，主要分為外泄漏和內(nèi)泄漏。外泄漏是指油缸筒與缸蓋、缸底、油口、缸蓋與活塞桿處的泄漏，外泄很容易從外觀直接觀察出來；內(nèi)泄漏是指油缸內(nèi)部高壓腔內(nèi)的壓力油向低壓腔滲漏，它發(fā)生在活塞與缸壁、活塞與活塞桿連接處。因此本文主要就對機(jī)床液壓油缸的泄漏及防治相關(guān)方面進(jìn)行分析和探討。

機(jī)床液壓油缸；泄漏；防治

1 泄漏的分類

液壓油缸的泄漏形式根據(jù)油液流向可分為外泄漏和內(nèi)泄漏，外泄漏是指油液從液壓系統(tǒng)內(nèi)流至液壓系統(tǒng)外，主要發(fā)生在液壓缸缸筒與缸蓋、缸底、油管接口、排氣閥、緩沖調(diào)節(jié)閥之間或者缸蓋與活塞桿之間；內(nèi)泄漏是指油液從液壓系統(tǒng)內(nèi)高壓腔流至低壓腔，主要發(fā)生在活塞與缸筒之間或者活塞內(nèi)孔與活塞的連接處。通常情況下，外泄漏可以從外部直接觀察發(fā)現(xiàn)，內(nèi)泄漏直接觀察不到，需要單方面注入壓力油，使活塞停在初始點(diǎn)或終點(diǎn)，觀察另一個油口是否漏油以確定是否存在內(nèi)泄漏。不論是外泄漏還是內(nèi)泄漏，主要原因都是密封不良、連接處結(jié)合不良、部件失效以及環(huán)境惡劣等。

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)。

2 液壓油缸泄漏的原因

液壓油缸的泄漏一般都是在使用一段時間后產(chǎn)生。從表面上來看，大多數(shù)是由密封件失效、損壞、擠出，或密封表面被拉傷等原因造成。但實(shí)際上主要是由油液污染、密封表面粗糙度不當(dāng)、密封溝槽不合格，配合件間隙增大、油溫過高、密封圈變質(zhì)、液壓元件未清洗干凈、裝配不當(dāng)而造成密封件損傷等原因造成的。

2.1 油缸管接頭的泄漏與連接處的加工精度、緊固強(qiáng)度及毛刺是否被除掉等因素有關(guān)。主要表現(xiàn)是選用管接頭的加工質(zhì)量差，不起密封作用；壓力脈動引起管接頭松動，螺栓蠕變松動后未及時擰緊；管接頭擰緊力矩不夠。

2.2 密封件引起的泄漏與密封件的損壞或失效有關(guān)。主要表現(xiàn)是密封件的材料或結(jié)構(gòu)類型與使用條件不符；密封件失效、壓縮量不夠、老化、損傷、幾何精度不合格、加工質(zhì)量低劣、非正規(guī)產(chǎn)品；密封件的硬度、耐壓等級、變形率和強(qiáng)度范圍等指標(biāo)不合要求；密封件的安裝不當(dāng)、表面磨損或硬化，以及壽命到期但未及時更換。

2.3 由零件結(jié)合面引起的泄漏與設(shè)計(jì)、加工和安裝都有關(guān)。主要表現(xiàn)是密封的設(shè)計(jì)不符合規(guī)范要求，密封溝槽的尺寸不合理，密封配合精度低、配合間隙超差；密封表面粗糙度值較大，形位公差過大；密封結(jié)構(gòu)選用不當(dāng)造成變形，使結(jié)合面不能全面接觸；裝配不細(xì)心，結(jié)合面有沙塵或因損傷而產(chǎn)生較大的塑性變形。

2.4 殼體的泄漏主要發(fā)生在焊接件的缺陷上，在液壓系統(tǒng)的壓力脈動或沖擊振動的作用下逐漸擴(kuò)大。泄漏故障對液壓設(shè)備帶來的危害主要表現(xiàn)在以下幾方面：1)使系統(tǒng)壓力下降。2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力不足速度緩慢或不穩(wěn)定，甚至無法工作。3)油液消耗增大，系統(tǒng)效率降低，油溫升高。4)造成油液和其他物質(zhì)浪費(fèi)，增加設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)成本。5)污染環(huán)境，使工作條件惡化，有礙健康。

3 機(jī)床液壓油缸泄漏問題的防治

3.1 加強(qiáng)機(jī)床液壓油缸密封的重視。液壓缸需要采用密封的原因是因?yàn)槠浯嬖趦?nèi)泄漏和外泄漏的問題，當(dāng)液壓缸中存在內(nèi)泄漏和外泄漏的情況出現(xiàn)時，會導(dǎo)致液壓缸的腔體的容積變小效率變低，使液壓缸在工作中性能降低。情況嚴(yán)重時會產(chǎn)生系統(tǒng)壓力上不去，無法工作。同時，站在環(huán)境保護(hù)的角度，也要盡量的避免泄漏的發(fā)生，所以要采取必要的密封措施是非常重要的。

首先，采用的第一種方式被稱其為間隙密封，其工作原理是在兩個運(yùn)動件之間會保留一點(diǎn)間隙，在間隙中產(chǎn)生的液體摩擦阻力來防止泄露。這種方法有一定的弊端，就是只適用于直徑和壓力都較小的液壓缸和活塞之間密封，優(yōu)勢為了提高這種密封的效率會在活塞上開出幾條凹槽，這些凹槽會在發(fā)生內(nèi)泄漏的時候讓油液改變路徑或者截?cái)啵?，在小槽?nèi)形成旋渦而產(chǎn)生阻力，于是使油液的泄漏量減少；另一是阻止活塞軸線的偏移，從而有利于保持配合間隙，保證潤滑效果，減少活塞與缸壁的磨損，增加間隙密封性能。

然后，采用橡膠密封圈的作用，由于液壓缸中密封圈的種類不同，所以采用的密封機(jī)理也不盡相同，其中O型密封圈主要是依靠預(yù)壓縮量，來抵消間隙實(shí)現(xiàn)密封的作用。而Y、YX、V形等依靠密封圈的唇口受液壓力作用變形，使唇口貼緊密封面而進(jìn)行密封，液壓力越高，唇邊貼得越緊，并具有磨損后自動補(bǔ)償?shù)哪芰Α?/p>

最后，是采用橡膠密封組件來實(shí)現(xiàn)密封作用。其中主要有格萊圈、蕾形密封圈、斯特封等，這種密封一般都是組合類型具有兩種密封件的特點(diǎn)，在工作中共同發(fā)揮起到密封的作用。就拿格萊圈來說，它是由橡膠O形密封圈和聚四氟乙烯的格萊圈組合而成。在工作中利用O型橡膠密封圈良好的彈性產(chǎn)生預(yù)壓縮從而使格萊圈貼近密封面，O型橡膠圈不耐磨而格萊圈恰恰彌補(bǔ)了這一點(diǎn)，格萊圈極地的摩擦因素和自潤性，使其在液壓缸密封中使用的壽命更長。

3.2 控制油溫防止密封件變質(zhì)。密封件過早變質(zhì)的一個重要原因是油溫過高。在多數(shù)情況下，當(dāng)油溫經(jīng)常超過60℃時，油液粘度會大大下降，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10℃則密封件的壽命就會減半，所以應(yīng)使油液溫度控制在65℃以內(nèi)。為此，應(yīng)將油箱內(nèi)部的出油管與回油管用隔板隔開，增加油箱到執(zhí)行機(jī)構(gòu)(缸或馬達(dá))之間的距離，管路上盡量少用直角彎頭；另外，應(yīng)注意油液與密封材料的相容性問題，須按使用說明書或有關(guān)手冊選用液壓油和密封件的型式與材質(zhì)。

3.3 重視修理裝配工藝。應(yīng)強(qiáng)化防漏治漏的修理工藝，如活塞表面、缸內(nèi)壁的整體或局部均可采用電刷鍍、靜電噴涂增厚后，再經(jīng)車床切削加工至所需尺寸。鑄造件或焊接件在安裝前應(yīng)進(jìn)行探傷檢查和耐壓試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)的壓力相當(dāng)于其最高工作壓力的150%～200%。密封件裝入孔時，應(yīng)用專用工具導(dǎo)入，防止位置偏斜以及損傷密封件。

結(jié)語

總之，油缸的泄漏修復(fù)，需要根據(jù)具體情況具體分析，采取最簡單有效的方法，使之能滿足工作的需要，既要修復(fù)費(fèi)用低、時間短，又要延長油缸的使用壽命。

[1]段文.滾動摩擦油缸液壓式標(biāo)準(zhǔn)力源技術(shù)研究[D].吉林大學(xué)，2011.

[2]姚琢.工程機(jī)械液壓油缸的泄漏及防治[J].湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，03：141-142.