聯系我們???Contact
你的位置:首頁 > 技術支持 > 常見問題

液壓系統產生泄漏的原因及處理措施

2015/7/31 21:32:04??????點擊:

液壓系統產生泄漏的原因及處理措施

1.1  液壓系統的泄漏

 內泄漏是指液壓元件內部有少量液體從高壓腔泄漏到低壓腔,稱這種泄漏為內泄漏。例如,油液從液壓高壓腔向低壓腔的泄漏,從換向閥內壓力通道向回油通道的泄漏等。由于液壓系統中元件的磨損,隨著時間的推移,在元件內部產生的泄漏會越來越明顯。輕微的內部泄漏可能察覺不到,但是,隨著內漏的增加,系統過熱將成為問題。當這種情況發生時,系統的其他元件將開始失效。鑒別內部泄漏的簡單辦法是測試系統滿載和空載時的工作周期,假如花了比空載時長很多的時間才完成有載時的動作,那么可以懷疑可能失效了。
 外泄漏是指少量液體從元件內部向外泄漏,稱這種泄漏為外泄漏。但外部泄漏發生在的吸油口時則很難檢測到。如果出現以下五條之一的現象,可以懷疑發生了系統吸油管泄漏:①液壓油中有空氣氣泡;②液壓系統動作不穩定,有爬行現象;③液壓系統過熱;④油箱壓力增高;⑤噪聲增大。
 假如以上任何一現象存在,就應當首先檢查所有的吸油管接頭和連接處以尋找泄漏點。對于軟管接頭不要過度地旋緊,因為過度的旋緊會使管接頭變形,反而會增加泄漏。應當使用設備制造商推薦的旋緊轉矩值,這將保證可靠的密封并且不會使管接頭和密封圈產生扭曲變形,造成密封圈表面的損壞。 
1.2  泄漏可能對液壓系統造成的影響
 在液壓傳動中,液體的泄漏是一個不可忽視的問題。如果泄漏得不到解決,將會影響液壓設備的正常應用和液壓技術的發展。具體地說,泄漏引起的問題有以下幾個方面:①系統壓力調不高;②執行機構速度不穩定;③系統發熱;④元件容積效率低;⑤能量、油液浪費;⑥污染環境;⑦可能引起控制失靈;⑧可能引起火災。

 一般地說產生泄漏的原因有設計、制造方面的問題,也有設備維護、保養等管理方面的問題。為了減少液壓系統的故障、提高液壓系統的效率、防止環境污染和減少液壓介質的損耗,必須注意泄漏問題,并分析造成泄漏的原因,采取相應的措施,達到減少泄漏以至避免泄漏的目的。

1.3 液壓系統泄漏的主要形式

 液壓系統的泄漏主要有縫隙泄漏、多孔隙泄漏、黏附泄漏和動力泄漏幾種形式。
①縫隙泄漏  縫隙泄漏是指縫隙中的液體在兩端壓力差的作用下流動,便產生泄漏。液壓元件中,不宜采用密封件而利用縫隙進行密封的結合面較多,而且縫隙的形式是多種多樣的。通常把液體在縫隙中流動簡化為平板縫隙流動(兩平板平行或傾斜,相對運動或靜止)、環形縫隙流動(組成縫隙的兩個內外圓表面同心或偏心,相對運動或靜止)和平板縫隙輻射狀流動等類型。例如,齒輪齒輪端面與側板之間,齒頂圓與殼體內圓表面之間;葉片葉片端面與配流盤之間,葉片頂端與定子內圓表面之間;徑向柱塞的轉子襯套與配流軸之間等,都形成近似為兩平行板間的縫隙。

 液壓元件工作時,液體從高壓腔流經這些相對運動的平板縫隙向低壓腔泄漏。閥芯與閥孔表面之間,柱塞與缸孔之間,液壓缸活塞與缸孔內壁之間,液壓轉軸與軸承蓋孔之間等,油液在縫隙中軸向流動遵循環形縫隙泄漏規律。在軸向柱塞中,壓力腔液體經過缸體端面與配流盤之間縫隙泄漏,類似于兩平行板間的放射狀流動。縫隙泄漏是液壓元件泄漏的主要形式,泄漏量大小與縫隙兩端壓力差、液體黏度、縫隙長度、寬度和高度有關。由于泄漏量與縫隙高度的三次方成正比,因此,在結構及工藝允許的條件下,應盡量減小縫隙高度。

②多孔隙泄漏: 

 液壓元件的各種蓋板、法蘭接頭、板式連接等,通常都采取緊固措施,當結合表面無不平度誤差,在相互理想平行的狀態下緊固,其結合面之間不會在總體上形成縫隙。但是,由于表面粗糙度的影響,兩表面不會各點都接觸。例如,精車表面的實際接觸面積僅為理論接觸面積的1 5%左右,精磨表面為30%~50%,精研的表面才能達到90%。因此,在兩表面上不接觸的微觀凹陷處,形成許多截面形狀多樣、大小不等的孔隙,孔隙的截面尺寸與表面粗糙度的實際參數有關,并遠大于液體分子的尺寸。因此,液體在壓力差的作用下,通過這些孔隙而泄漏。如果表面殘留下的加工痕跡與泄漏方向一致,泄漏液流阻力減小,則泄漏嚴重。另外,鑄件的組織疏松、焊縫缺陷夾雜、密封材料的毛細孔等產生的泄漏均屬于多孔隙泄漏。液體經過多孔隙泄漏時,由于液道彎彎曲曲、時而通時而又不通、路程長、所受阻力大及經歷時間長,因此,做密封性能試驗時,需經一定的時間過程才能表現出來。

③黏附泄漏: 

黏性液體與固體表面之間有一定的黏附作用,兩者接觸后,在固體表面上黏附一薄層液體。比如,在液壓缸的活塞桿上就黏附一層液體,由于有此層液體,可以對密封圈起潤滑作用。但是,當黏附的液層過厚時,就會形成液滴或當活塞桿縮進缸筒時被密封圈刮落,產生黏附泄漏。防止黏附泄漏的基本辦法是控制液體黏附層的厚度。

④動力泄漏: 
 在轉動軸的密封表面上,若留有螺旋形加工痕跡時,此類痕跡具有“油”作用。當軸轉動時,液體在轉軸回轉力作用下沿螺旋形痕跡的凹槽流動。若密封圈的唇邊上存在此類痕跡時(模具上的螺旋痕跡復印給密封圈),其結果與上述現象相同,仍有“油”作用而產生動力泄漏。動力泄漏的特點是:軸的轉速越高,泄漏量越大。
 為了防止動力泄漏,應避免在轉軸密封表面和密封圈的唇邊上存在“油”作用的加工痕跡,或者限制痕跡的方向。

 實際液壓設備泄漏情況是復雜的,往往是各種原因和種種情況的綜合。

1.4 造成液壓系統泄漏的相關因素

造成液壓系統泄漏的相關因素有以下幾方面。
 ①工作壓力  在相同的條件下,液壓系統的壓力越高,發生泄漏的可能性就越大,因此應該使系統壓力的大小符合液壓系統所需要的最佳值,這樣既能滿足工作要求,又能避免不必要的過高的系統壓力。
 ②工作溫度  液壓系統所損失的能量大部分轉變為熱能,這些熱能一部分通過液壓元件本身、管道和油箱等的表面散發到大氣中,其余部分就貯存在液壓油中,使油溫升高。油溫升高不僅會使油液的黏度降低,使油液泄漏量增加,還會造成密封元件加快老化、提前失效,引起嚴重泄漏。
 ③油液的清潔程序  液壓系統的液壓油常常會含有各種雜質,例如液壓元件安裝時沒有清洗干凈,附在上面的鐵屑和涂料等雜質進入液壓油中;侵入液壓設備內的灰塵和臟物污染液壓油;液壓油氧化變質所產生的膠質、瀝青質和碳渣等。液壓油中的雜質能使液壓元件滑動表面的磨損加劇,液壓閥的閥芯卡阻、小孔堵塞,密封件損壞等,從而造成液壓閥損壞,引起液壓油泄漏。
 ④密封裝置的選擇  正確地選擇密封裝置,對防治液壓系統的泄漏非常重要。密封裝置選擇的合理,能提高設備的性能和效率,延長密封裝置的使用壽命,從而有效地防止泄漏。否則,密封裝置不適應工作條件,造成密封元件地過早地磨損或老化,就會引起介質泄漏。

 此外,液壓元件的加工精度、液壓系統管道連接的牢固程度及其抗振能力、設備維護的狀況等,也都會影響液壓設備的泄漏。

1.5 排除泄漏的基本措施

排除泄漏的基本措施有以下幾種。
 (1)合理選擇密封圈及密封槽尺寸
 要做到合理地選擇密封裝置,必須熟悉各種密封裝置的形式和特點、密封材料的特性及密封裝置的使用條件,如工作壓力的大小、工作環境的溫度、運動部分的速度等。把實際的使用條件與密封件的允許使用條件進行比較,必須保證密封裝置有良好的密封性能和較長的使用壽命。
 密封材質要與液壓油相容,其硬度要合適。膠料硬度要根據系統工作壓力高低進行選擇。系統的壓力高則選擇膠料硬度高的密封件,壓力過高,還需設計支承環。
 為使密封可靠、壽命長,在設計密封槽時,要有適當的壓縮率和拉伸量,壓縮率不能過大也不能過小。過大則壓縮應力增加,摩擦力增大,加快密封磨損,亦易產生扭曲破壞,壽命縮短,有時造成裝配困難;過小則密封性不好,產生泄漏。O形密封圈由于結構簡單、易于安裝、密封性能好及工作可靠,作靜密封時幾乎無泄漏,所以是當前應用比較廣泛的密封件。拉伸量是對以內圓和外圓起密封作用的O形圈而言,從提高壽命考慮,設計時應盡量避免密封圈線徑的中心線被拉伸,因此密封圈應盡量按國標進行選用,而密封槽也應該按相應的標準進行設計。在不得已的情況下才自行設計,但尺寸公差要嚴格控制,粗糙度要符合要求,因為密封槽的寬度過大或深度過深都會造成壓縮量不夠而引起泄漏。
(2)零件及管路結構設計要合理
 零件設計時要有導向角,以免裝配時損傷密封件。在有銳邊和溝槽的部位裝配密封圈時,要使用保護套,以免損傷密封件。
 設置液壓管路時應該使油箱到執行機構之間的距離盡可能短,管路的彎頭、特別是90°的彎頭要盡可能少,以減少壓力損失和摩擦。
 液壓系統中應盡量減少管接頭,系統漏油有30%~40%是由管接頭漏出的。
(3)要控制液壓系統的油溫
 油溫過高,潤滑油膜變薄,摩擦力加大,磨損加劇,密封材料老化增快,使之變硬變脆,并可能很快導致泄漏。
 控制液壓系統溫度的升高,一般從油箱的設計和液壓管道的設置方面著手。為了提高油箱的散熱效果,可以增加油箱的散熱表面,把油箱內部的出油和回油用隔板隔開。油箱液壓油的溫度一般允許在5 5~65℃之間,最高不得超過70℃。當自然冷卻的油溫超過允許值時,就需要在油箱內部增加冷卻水管或在回油路上設置冷卻器,以降低液壓油的溫度。
(4)選擇合適結構的液壓元件和管接頭
 選擇合適的液壓元件,如電磁換向閥。若系統不要求有快速切換,則應選擇濕式電磁閥。因為濕式電磁閥壽命長,沖擊小,推桿處無動密封,消除了推桿部位引起的泄漏。
 液壓系統中常用的管接頭有擴口式、卡套式和焊接式三類。這三種接頭各有特點,應根據工作可靠性和經濟性進行選擇。擴口接頭一般較為便宜,卡套接頭能承受較大的振動,焊接接頭用于能承受高壓、高溫及機械負載大和強烈振動的場合。
(5)嚴格控制制造質量
 嚴格控制密封槽的尺寸公差,表面粗糙度要達到圖紙規定要求。槽邊不能有毛刺和碰傷,裝配前要清洗干凈。
 密封蓋尺寸和法蘭蓋螺孔要保證質量,間隙不能太大,以避免密封件被擠出。


 另外,在生產中,要加強維護管理,有計劃地定期檢查、修理液壓設備,保護液壓設備,防止機械振動和沖擊壓力,及時發現設備的泄漏,從而減少故障和油液的漏損,延長機器壽命,提高設備的完好率。