剪式舉升機防爆油缸失效研究及改進

李智敏

摘 ?要：剪式舉升機防爆油缸失效研究工作的落實，既能夠找尋出目前油缸產品設計及加工過程中存在的問題與難點，通過相應的改進措施，可有效解決此類風險，使防爆油缸產品的整體質量得以保障，避免漏油等問題出現(xiàn)，同時憑借設計優(yōu)化、工藝優(yōu)化、倉儲優(yōu)化，更便于構建全程管控平臺，使防爆油缸的生產質量可控性得以增強。而在各項改進措施落實后，可知防爆油缸的生產水準確實得到了顯著提升，并且漏油等潛在問題也得到了解決，使剪式舉升機防爆油缸的市場份額得到了保障。

關鍵詞：剪式舉升機防爆油缸;失效研究;改進措施;設計要點;生產要點

中圖分類號：TH137.51 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）18-0112-03

Abstract： The implementation of the research work on the failure of explosion-proof cylinder of shear hoist can not only find out the problems and difficulties existing in the process of cylinder product design and processing， but also solve this kind of risk effectively through the corresponding improvement measures. So that the overall quality of explosion-proof cylinder products can be guaranteed to avoid oil leakage and other problems. At the same time， with the help of design optimization， process optimization， warehousing optimization， it is more convenient to build the whole process control platform， so that the production quality controllability of explosion-proof cylinder can be enhanced. After the implementation of various improvement measures， we can know that the production level of explosion-proof cylinder has been significantly improved， and the potential problems such as oil leakage have been solved， so that the market share of explosion-proof cylinder of shear hoist has been guaranteed.

Keywords： explosion-proof cylinder of shear hoist; failure study; improvement measures; key design points; keyproduction points

引言

剪式舉升機防爆油缸是國外小剪舉升機的主要機構件，在油缸加工技術方面要求較高，并且對于油缸品質的要求更有非常嚴格的審核標準。從防爆油缸生產角度來看，其生產工藝流程涵蓋了下料、內孔加工、標刻序列號、超聲波清洗、焊機、二次清洗、安裝、噴漆及包裝環(huán)節(jié)。在上述生產環(huán)節(jié)中，內孔加工、超聲波清洗與焊接裝配的流程都極易產生油缸漏油風險，若對此類問題未給予重視，則勢必會影響此類油缸使用的安全性，因此技術及廠家必須結合漏油問題提供解決方案，才能使剪式舉升機防爆油缸的生產質量得以保障。

1 失效因子

結合調查資料可知，致使防爆油缸出現(xiàn)漏油問題的失效因子主要可分為產品因子及過程因子，即設計問題和工藝問題，具體因子可分為以下幾方面：

1.1 產品因子

結合產品資料可知，產品因子可細分為缸體、密封件及設計。其中，缸體失效因子主要與缸體內壁表面的粗糙度、銹蝕程度、缸體內徑與圓柱度有關;而密封件失效因子主要與O型圈、槽尺寸、粗糙度、同軸度和外徑精準度有關;設計失效因子主要與圖紙密封耐久試驗和結構有效性有關。若是上述防爆油缸在產品參數(shù)和細節(jié)出現(xiàn)問題，便極易產生漏油等問題，使防爆油缸的生產質量遭到嚴重影響。

1.2 生產因子

結合生產工藝資料可知，生產失效因子主要產生在產品清洗、缸體測試與工件裝配方面。其中，產品清洗失效因子主要與清洗溫度、防塵保護、清洗時間、清洗液配比和洗液潔凈度有關;而缸體測試失效因子則主要與測試油清潔度、測試設備和參數(shù)有效性有關;工件安裝失效因子主要與零件防護、裝配流程與操作水準有關。若是在防爆油缸生產及測試過程中對上述影響因素造成影響，則缸體結構封閉性和整體性極易受影響，甚至還會產生漏油等問題，使防爆油缸的生產質量受損。[1]

2 防爆油缸設計分析及改進優(yōu)化

根據(jù)防爆油缸設計調查資料可知，設計中影響油缸生產質量因素主要與密封耐久度試驗、結構有效性有關，其中密封耐久度指的是活塞及端蓋處的密封性能，若以上兩個部位密封性存在問題，則防爆油缸內的油品勢必會受到溫度、振動等問題的影響，使油品漏出油缸。

因此，在防爆油缸設計過程中，設計者理應結合防爆油缸的結構與密封性元件參數(shù)選定適宜的密封措施，確保密封裝置能夠提供較長時間的維護，并且缸體結構穩(wěn)定，不會與密封裝置產生縫隙，才能使漏油問題得到較好的解決。所以，在改善活塞及端蓋密封性期間，需從以下兩個方面著重分析：

2.1 安裝O型圈

為避免油氣蒸發(fā)或水汽進入等問題出現(xiàn)在防爆油缸內，在端蓋端口位置可安置O型圈，以便在端蓋關閉時借助O型圈貼合端蓋，使端蓋內部氣密性和水密性得到顯著提升。期間O型圈的選用理應根據(jù)端蓋與防爆油缸的結構進行選擇，確保O型圈的材料具備較好的塑性，且不易受溫度等因素影響受損，才能使油缸漏油問題得以避免。其次，在方形圈密封件應用過程中，還需結合溝槽實際尺寸進行分析，確?？偫碚搲嚎s量滿足1.5，且單邊理論壓縮量高于0.75，才能使溝槽密封性得以增強。最后，擋圈設計時，需結合O型圈、溝槽尺寸進行分析，確保三者尺寸相互貼合，并能夠將總理論壓縮量控制于1.4以上，使單邊理論壓縮量高于0.7，才能使漏油等問題得到較好的解決。[2]

2.2 導向套的應用

結合外界先進資料可知，絕大部分廠家在O型圈安裝過程中，同樣選擇了導向套輔助措施，此種裝置能夠為O型圈提供適當壓力，使其直接封住缸筒內側預設的合止口，如此防爆油缸內部的密封性能夠得到更好的保障，并且憑借導向套分體式設計，更能夠有效避免對O型圈造成損傷。另外，在導向套和O型圈設計期間，導向套的寬度需結合O型圈的直徑分析密封效果，若存在導向套寬度不足的狀況，則勢必會影響活塞桿擠壓防塵圈的密閉性，使油缸漏油問題難以被解決。對于此種問題，設計者必須將導向套的寬度適當增加，確保能夠完全貼合O型圈的設計要求，并且適當縮減活塞桿直徑，留出充足的貼合空間，才能使端蓋和油缸的密閉性得以增強。

2.3 活塞桿改造

在調整導向套及O型圈寬度過程中，能夠增強防爆油缸的密封性，并且也能夠有效降低活塞桿運動失穩(wěn)的發(fā)生概率，通過調節(jié)活塞桿的尺寸，提高失穩(wěn)臨界下限或安全溢流閥的壓力，使油缸推力更加穩(wěn)定，使活塞桿失穩(wěn)動力持續(xù)保持在臨界值以下。但結合調查資料可知，若采用加大活塞直徑的措施增強油缸推力的穩(wěn)定性，則勢必會導致油缸小腔的推力降低，因此為使活塞桿的安全溢流壓力保持在某合理水準內，則決定在油缸桿件部位調高溢流閥壓力至32MPa，以避免活塞桿失穩(wěn)，造成漏油等問題出現(xiàn)。另外，在活塞桿或相關密封件采購期間，設計者還需結合油缸結構的特點，確定各類裝置的可利用性，確保工件質量貼合防爆油缸的標準要求，并且各項參數(shù)精準無受損、受腐蝕或尺寸偏差，才能應用于防爆油缸內，縮減活塞外徑與缸筒內徑之間的間隙，以便提升整體油缸的性能，使油缸密封性得以保障。[3]

3 生產工藝分析及改進優(yōu)化

結合國外油缸漏油問題的調查資料可知，生產工藝相關的影響因素主要可分為產品清洗、工件裝配與缸體測試。因此在生產工藝選擇期間，應結合上述影響要素進行控制，才能確保防爆油缸生產質量得以保障。

首先，產品清洗需根據(jù)缸體材料特性深入分析，判斷清洗液的配比是否會對缸體結構造成損傷，并且能夠有效的將缸體材料內的銹蝕部分清理干凈，而在清洗時間與防塵保護措施的管理方面，則需要制定完善的調控方案，確保清洗時間充裕且不會有多余的塵土混入缸體，才能確保后續(xù)工件的安裝更緊密，而清洗液的潔凈度也應著重把控，以便清洗液的清洗功能性得以保障，避免清洗不全面等問題出現(xiàn)。

其次，在生產測試階段，試驗液壓油應保證清潔度，避免油品受污染，使油缸缸體受到污染，在內部積攢油泥狀雜質，使密封件壽命受影響。并且若缸體與端蓋存在銹蝕狀況，理應做好清理工作，期間判斷缸體功能有效性，若密封結構受損，導致密封功能失效，則需要查看能否進行彌補，若無法修補則需要對密封件進行更換。

最后，在缸體制造與安裝期間，技術人員應認真審核設計圖紙內容，并在此基礎上分析可否對制造技術進行改良，以便防爆缸體的質量可控性得以增強。期間，結合國外先進資料可知，缸體加工方式可由傳統(tǒng)的珩磨變更為滾壓工藝，既增強了缸體結構的整體性，同時也使得缸體的分子致密度顯著提升，使內腔粗糙度與表面預應力的可控性增強。[4]

4 防爆油缸倉儲分析及改進優(yōu)化

在防爆油缸存儲至廠房指定區(qū)域時，管理人員需嚴格控制存儲區(qū)域的環(huán)境，避免存在潮濕、污染等問題，并做好缸體防護措施，才能使防爆油缸的質量得以保障。

首先，在防爆油缸進出倉庫過程中，管理人員需對油缸質量進行檢查，并將各項檢測數(shù)據(jù)記錄在案，以便提升防爆油缸存儲管理的可控性，使存儲潛在風險更便于管控。

其次，為避免油缸缸體內存有銹蝕風險，應事先在缸體內注油，而后再均勻翻轉，確保油脂遍布防爆缸體內部，形成一層抗氧化膜，隔絕外界水汽對缸體材料的影響，才能使缸體內壁銹蝕問題得以預防。

再次，在防爆油缸存儲期間，管理人員需借由密封螺釘將缸體表面的透氣孔封堵，確保封堵密實且不會對透氣孔帶來過大的壓力，使缸體結構受損，才能有效避免存儲空間水汽進入缸體內部，如此同樣也隔絕了缸體內部與水汽反應的環(huán)境。

最后，當防爆油缸存儲至倉庫內超過六個月，則管理人員需借助入庫記錄逐一對油缸進行拆卸處理，將其送至專業(yè)的檢驗與測試平臺，分析油缸內部是否存在銹蝕或結構受損等問題，若存在則需要在最小限度內進行修補，否則需更換元件，并重新做好防護措施，將其重新存儲至倉庫內。

另外，在防爆油缸保修期間內，廠家應提醒客戶對油缸進行定期保養(yǎng)，而后列舉油缸存在的問題，并逐一對問題進行解決，以便油缸潛在的漏油隱患被預防，并能夠將已存在的問題解決。而在防爆油缸處理及存儲期間，應盡量減少人員在物料堆放區(qū)域頻繁走動，以避免造成剮蹭或污物粘連等問題，使防爆油缸的出庫質量受影響。[5]

5 改進后應用效果

將上述防爆油缸設計、生產與存儲等改進措施落實后，結合調查資料可知，被測防爆油缸在市場銷售后的一年多，均未出現(xiàn)過油缸漏油客訴，比較以往防爆油缸客訴的情況有了極為明顯改善，更使得防爆油缸的使用壽命得到了顯著提升。另外，結合測驗數(shù)據(jù)可知，在設計、生產與存儲等工作環(huán)節(jié)得以改良后，產品出庫良率改善目標定在了99.5%，比較以往油缸良率目標提升了1.82%，但借助實際數(shù)據(jù)可知，防爆油缸的良率目前已經達到了100%，比較以往目標提升了2.28%，良率提升幅度較大。

其次，其防爆油缸生產節(jié)拍目標定在了100min/pcs，整體提升9.5%，但結合實際調查資料可知，生產節(jié)拍改善至98min/pcs，整體提升了11.31%。

另外，在生產流程與存儲流程得以嚴格管理后，在清洗、設計、測試及裝配過程中，防爆油缸的生產效率與質量水準得到了顯著提升，而從油缸產能目標角度來看，預先定值為12pcs/d，產能效率提升為9.1%，而結合實際調查資料可發(fā)現(xiàn)，人均產能目標已經得以滿足，能夠為后續(xù)防爆油缸的生產提供較好的保障平臺。

6 結束語

防爆油缸失效研究及改進措施的有效落實，既能夠為防爆油缸設計、生產及存儲工作提供更加全面的技術管控平臺，以便防爆油缸的出廠質量符合標準，降低客訴的出現(xiàn)概率，同時憑借清洗、測試及裝配等生產流程的管控，更便于解決防爆油缸受侵蝕、漏油與密封性不足等問題。故而，在論述防爆油缸失效研究與改進措施期間，必須結合失效因子對每個環(huán)節(jié)潛在的風險進行研究，以便防爆油缸的生產質量得到更好的保障。

參考文獻：

[1]王博.液壓缸基礎零件制造車間MES的研究與設計[D].南京理工大學，2017.

[2]劉鑫.液壓缸型式試驗系統(tǒng)設計及操控性能研究[D].沈陽工業(yè)大學，2017.

[3]田建忠.油缸缸體內孔可調式滾壓加工裝置的設計[J].現(xiàn)代工業(yè)經濟和信息化，2017（17）：28-30.

[4]何煒坤，李艷梅，金耀輝.液壓支架油缸噴涂生產線工裝改造研究與實踐[J].中國科技縱橫，2017（14）.

[5]宋西華，岳亞軍，劉強強.叉車起升油缸防爆閥的設計[J].液壓氣動與密封，2017（9）.