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摘要:翻车机液压缸作为液压系统中的执行元件,可轻松实现往复直线运动,且结构简单,配置灵活,实现远距离控制和自动控制,在翻车机系统中实现压车、拨车机大臂起落、牵车台胀紧以及其它设备制动。由于翻车机工作环境恶劣,在作业过程中,液压缸经常受到尘土、煤粉等侵蚀,承受载荷变化复杂,振动冲击比较大,常常会导致液压系统油缸工作时出现故障。据使用情况看,大多数液压缸漏油是密封失效所造成的,对于密封失效的原因必须诊断,否则将进一步重复破坏,是处理密封故障的难点之处。
关键词:液压缸 漏油原因 诊断 预防措施
中图分类号:TH137.51
液压缸是依靠密封腔的容积的变化来传递动力和速度的,漏油将直接影响液压缸的工作性能,降低容积效率,增加功率损失,严重时可能造成翻车机压火车压不住,是不可忽视的故障。
一、 故障现象
液压缸的漏油包括两大部位,一是固定不动部位(缸盖与缸筒之间、活塞与活塞杆连接处)密封的漏油;二是滑动部位(活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖导向套之间)密封的漏油。泄漏表现为外泄漏和内泄漏两种形式。无论哪种泄漏形式,都会降低液压缸的容积效率,影响液压缸定位的准确性,是液压缸不能准确的停止在某一要求的位置。
液压缸外泄漏的情况可以直接观察得到,只是内泄漏的多少不能直接看到,需要单方面通过压力油方可测定。即先将活塞运行到液压缸端部位置,然后在一端通入压力油,另一端拆开管接头,保压1min,检查从接头端流出的油量即可知内泄漏的多少。
二、故障诊断与排除
1. 零件密封表面被拉伤,特别是轴向拉伤
根据使用情况看,此类损伤所引起的泄漏主要存在于以下几个部位。
(1) 缸筒。
常见的损伤是内孔拉毛,有时还会出现沟纹。假若是圆周方向的线状纹路,则用细纱布、油石砂磨后可继续使用,但如果是轴向较深的沟纹且长度又较长时,则应镗磨或磨内孔,再研磨内孔,重配活塞。如果深痕不能休整时,必须更换新的缸筒。
(2)活塞杆滑动面拉伤。
如果是局部轴向很浅的轻伤痕,则用细砂布稍加修磨即可使用,如果是轴向拉痕较深,须电镀修复或重新加工。活塞杆如有弯曲,应予以校直。
(3)导向套。
轻度磨损(在0.1mm以下),只需用金相砂纸砂磨掉拉毛部分;当有不均匀的磨损,其深度在0.1mm以上时,则应更换新导向套。
(4)活塞。
活塞过度磨损会增大滑动面间隙,加重密封件被挤入间隙而受破坏的可能性,所以,当磨损超过0.1mm时应予更换。若活塞外径表面上有研伤、结疤,也会拉伤缸筒内壁,应修整或更换。
2. 密封件损伤
密封件的损伤,主要是油液被污染、密封表面粗糙度不当或密封件本身不合格所引起的,损伤主要为过度磨损、挤出破裂等。当发现密封件有磨损或损伤是,即使是轻微的伤疤也要予以更换,对造成损伤的原因一定要查清楚,否则换上新件可能马上又会出现泄漏。
(1) 因毛刺或尖角造成密封圈唇边的损伤坏。
对密封件来讲,最关键的是唇边,安装密封件绝对不能让唇边损伤。这首先在安装时要检查密封件经过的部位应无毛刺,过渡部位应使之光滑
(2) 密封件内混入杂质。
密封件在工作过程中,即使混入极小的砂粒也会引起泄漏,因此液压缸的防尘装置和液压系统的过滤装置都必须要好。另外,导向套滑动面磨损后的微粒也会引起密封件的磨损,因此需注意导向套内表面毛刺的清除。
(3) 密封表面的粗糙度差。
密封装置中,摩擦与磨损是密封圈损坏的重要因素,不良的表面粗糙度,会加剧密封圈的磨损,所以,液压缸动密封表面的粗糙度一般应在Ra0.4-0.2μm之间。
(4) 密封圈被挤出。
因冲击压力引起的缸筒孔膨胀和变形,密封圈被挤出和扭曲造成泄漏。
(5) 密封件不合格。
密封圈本身尺寸不合要求或者将密封圈方向装反都可引起泄漏。
3. 密封橡胶压缩后永久变形。
这与密封材质有关,由于长期使用,失去弹性作用,因而产生泄漏。此类密封圈应更换。
4. 密封材料与液压油不相容
密封材料与液压油不相容,造成密封圈的膨胀和引起的泄漏。
二、 提高密封可靠性的措施
1. 液压缸固定部位的密封
液压缸的缸盖和缸筒之间、活塞与活塞连接杆处及进出油口连接处等固定部位的密封采用O形密封圈,只要该密封槽设计和加工制作良好,就可以保证可靠地密封,几乎能够实现“零泄漏”。
2. 液压缸运动部位的密封
液压缸活塞与缸筒内壁、活塞杆与导向套之间运动部位的密封比固定部位的密封更困难。实践证明,采用以下措施可也提高动密封的可靠性。
(1) 密封圈的选取。
采用Yx形密封圈作为液压缸运动部位的密封。这种密封圈的内外两唇边长度不同,直接用于密封的唇边较短,在往复运动中不致被挤入间隙而破坏,因而寿命长。由于工作唇边较短,且其后端与滑动表面之间形成一定的环腔,腔内积存润滑油,可减少与工作表面的滑动摩擦阻力,所有耐磨性好。长边与非运动表面有较大的过盈量,摩擦阻力大,使密封圈稳定性好,不致发生扭转翻滚现象,提高了密封的可靠性。
(2) 密封材料。
聚氨酯具有机械强度高、耐磨性能优越、耐油性好,在液压油中长期工作不容易膨胀变质,且耐老化、耐水性能等均好的优点,适用于制作高压往复运动和承受冲击载荷的密封件。所有用这种材料制作Yx密封圈用于液压缸动密封,其密封效果和使用寿命都得到了提高。
(3) 动密封表面的加工质量。
液压缸动密封表面的加工质量与加工方法有很大的关系,具有同样粗糙度的密封表面,若只经过磨削,仍会留下刃口,加速密封唇口的磨损,泄漏增多。经过研磨抛光的密封表面,不但去除了表面微观刃口,而且其波谷还有利于油膜的保持,可延长密封圈的使用寿命。所以,液压缸动密封表面粗糙度和加工质量是设计和制造都必须重视的一环。
(4) 活塞杆表面镀铬
密封表面材料对密封圈寿命起着很大的影响,材质的硬度过大,耐磨性越高,保持光洁度的能力越強,则密封圈的寿命愈长。所以,将活塞杆表面镀铬,以提高硬度和耐磨性。同时,镀铬以后,化学稳定性好,能抵抗潮湿空气和其他气体的侵蚀,从而更能提高密封的可靠性。
3. 密封圈的安装
为了提高密封的可靠性,在安装密封圈时应注意以下几点。
(1) 认真查看新密封圈的出厂时间、变形、老化以及尺寸是否合格等各方面的情况,有问题者绝对不能勉强使用,因为实践中经常出现从仓库领用的“新”密封圈换上一个坏一个的现象。
(2) 应辨明密封圈唇边的方向,Yx密封圈的唇边应朝压力油的方向安装,不能装反,否则会大量漏油。
(3) 检查密封圈安装需要通过的部位有无飞边或尖角,如有飞边必须清除,尖角部位必须倒钝,以免损伤密封件。
(4) 安装密封圈时,应尽量避免使其有过大的拉伸,以免一起塑性变形。
4. 液压系统油箱定期清理与保养
翻车机工作环境特别恶劣,每年都要对液压系统油箱清洗一次,并更换吸、回油滤油器滤芯,检查空气滤清器使用情况,防止其它杂质进入油箱也是预防油缸漏油的重要措施。
结语:上述措施提高了液压缸的可靠性,不仅减少了翻车机停机维修液压缸漏油故障的时间,同时也减少了油液的浪费和环境的污染,从而提高作业效率和经济效益。
关键词:液压缸 漏油原因 诊断 预防措施
中图分类号:TH137.51
液压缸是依靠密封腔的容积的变化来传递动力和速度的,漏油将直接影响液压缸的工作性能,降低容积效率,增加功率损失,严重时可能造成翻车机压火车压不住,是不可忽视的故障。
一、 故障现象
液压缸的漏油包括两大部位,一是固定不动部位(缸盖与缸筒之间、活塞与活塞杆连接处)密封的漏油;二是滑动部位(活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖导向套之间)密封的漏油。泄漏表现为外泄漏和内泄漏两种形式。无论哪种泄漏形式,都会降低液压缸的容积效率,影响液压缸定位的准确性,是液压缸不能准确的停止在某一要求的位置。
液压缸外泄漏的情况可以直接观察得到,只是内泄漏的多少不能直接看到,需要单方面通过压力油方可测定。即先将活塞运行到液压缸端部位置,然后在一端通入压力油,另一端拆开管接头,保压1min,检查从接头端流出的油量即可知内泄漏的多少。
二、故障诊断与排除
1. 零件密封表面被拉伤,特别是轴向拉伤
根据使用情况看,此类损伤所引起的泄漏主要存在于以下几个部位。
(1) 缸筒。
常见的损伤是内孔拉毛,有时还会出现沟纹。假若是圆周方向的线状纹路,则用细纱布、油石砂磨后可继续使用,但如果是轴向较深的沟纹且长度又较长时,则应镗磨或磨内孔,再研磨内孔,重配活塞。如果深痕不能休整时,必须更换新的缸筒。
(2)活塞杆滑动面拉伤。
如果是局部轴向很浅的轻伤痕,则用细砂布稍加修磨即可使用,如果是轴向拉痕较深,须电镀修复或重新加工。活塞杆如有弯曲,应予以校直。
(3)导向套。
轻度磨损(在0.1mm以下),只需用金相砂纸砂磨掉拉毛部分;当有不均匀的磨损,其深度在0.1mm以上时,则应更换新导向套。
(4)活塞。
活塞过度磨损会增大滑动面间隙,加重密封件被挤入间隙而受破坏的可能性,所以,当磨损超过0.1mm时应予更换。若活塞外径表面上有研伤、结疤,也会拉伤缸筒内壁,应修整或更换。
2. 密封件损伤
密封件的损伤,主要是油液被污染、密封表面粗糙度不当或密封件本身不合格所引起的,损伤主要为过度磨损、挤出破裂等。当发现密封件有磨损或损伤是,即使是轻微的伤疤也要予以更换,对造成损伤的原因一定要查清楚,否则换上新件可能马上又会出现泄漏。
(1) 因毛刺或尖角造成密封圈唇边的损伤坏。
对密封件来讲,最关键的是唇边,安装密封件绝对不能让唇边损伤。这首先在安装时要检查密封件经过的部位应无毛刺,过渡部位应使之光滑
(2) 密封件内混入杂质。
密封件在工作过程中,即使混入极小的砂粒也会引起泄漏,因此液压缸的防尘装置和液压系统的过滤装置都必须要好。另外,导向套滑动面磨损后的微粒也会引起密封件的磨损,因此需注意导向套内表面毛刺的清除。
(3) 密封表面的粗糙度差。
密封装置中,摩擦与磨损是密封圈损坏的重要因素,不良的表面粗糙度,会加剧密封圈的磨损,所以,液压缸动密封表面的粗糙度一般应在Ra0.4-0.2μm之间。
(4) 密封圈被挤出。
因冲击压力引起的缸筒孔膨胀和变形,密封圈被挤出和扭曲造成泄漏。
(5) 密封件不合格。
密封圈本身尺寸不合要求或者将密封圈方向装反都可引起泄漏。
3. 密封橡胶压缩后永久变形。
这与密封材质有关,由于长期使用,失去弹性作用,因而产生泄漏。此类密封圈应更换。
4. 密封材料与液压油不相容
密封材料与液压油不相容,造成密封圈的膨胀和引起的泄漏。
二、 提高密封可靠性的措施
1. 液压缸固定部位的密封
液压缸的缸盖和缸筒之间、活塞与活塞连接杆处及进出油口连接处等固定部位的密封采用O形密封圈,只要该密封槽设计和加工制作良好,就可以保证可靠地密封,几乎能够实现“零泄漏”。
2. 液压缸运动部位的密封
液压缸活塞与缸筒内壁、活塞杆与导向套之间运动部位的密封比固定部位的密封更困难。实践证明,采用以下措施可也提高动密封的可靠性。
(1) 密封圈的选取。
采用Yx形密封圈作为液压缸运动部位的密封。这种密封圈的内外两唇边长度不同,直接用于密封的唇边较短,在往复运动中不致被挤入间隙而破坏,因而寿命长。由于工作唇边较短,且其后端与滑动表面之间形成一定的环腔,腔内积存润滑油,可减少与工作表面的滑动摩擦阻力,所有耐磨性好。长边与非运动表面有较大的过盈量,摩擦阻力大,使密封圈稳定性好,不致发生扭转翻滚现象,提高了密封的可靠性。
(2) 密封材料。
聚氨酯具有机械强度高、耐磨性能优越、耐油性好,在液压油中长期工作不容易膨胀变质,且耐老化、耐水性能等均好的优点,适用于制作高压往复运动和承受冲击载荷的密封件。所有用这种材料制作Yx密封圈用于液压缸动密封,其密封效果和使用寿命都得到了提高。
(3) 动密封表面的加工质量。
液压缸动密封表面的加工质量与加工方法有很大的关系,具有同样粗糙度的密封表面,若只经过磨削,仍会留下刃口,加速密封唇口的磨损,泄漏增多。经过研磨抛光的密封表面,不但去除了表面微观刃口,而且其波谷还有利于油膜的保持,可延长密封圈的使用寿命。所以,液压缸动密封表面粗糙度和加工质量是设计和制造都必须重视的一环。
(4) 活塞杆表面镀铬
密封表面材料对密封圈寿命起着很大的影响,材质的硬度过大,耐磨性越高,保持光洁度的能力越強,则密封圈的寿命愈长。所以,将活塞杆表面镀铬,以提高硬度和耐磨性。同时,镀铬以后,化学稳定性好,能抵抗潮湿空气和其他气体的侵蚀,从而更能提高密封的可靠性。
3. 密封圈的安装
为了提高密封的可靠性,在安装密封圈时应注意以下几点。
(1) 认真查看新密封圈的出厂时间、变形、老化以及尺寸是否合格等各方面的情况,有问题者绝对不能勉强使用,因为实践中经常出现从仓库领用的“新”密封圈换上一个坏一个的现象。
(2) 应辨明密封圈唇边的方向,Yx密封圈的唇边应朝压力油的方向安装,不能装反,否则会大量漏油。
(3) 检查密封圈安装需要通过的部位有无飞边或尖角,如有飞边必须清除,尖角部位必须倒钝,以免损伤密封件。
(4) 安装密封圈时,应尽量避免使其有过大的拉伸,以免一起塑性变形。
4. 液压系统油箱定期清理与保养
翻车机工作环境特别恶劣,每年都要对液压系统油箱清洗一次,并更换吸、回油滤油器滤芯,检查空气滤清器使用情况,防止其它杂质进入油箱也是预防油缸漏油的重要措施。
结语:上述措施提高了液压缸的可靠性,不仅减少了翻车机停机维修液压缸漏油故障的时间,同时也减少了油液的浪费和环境的污染,从而提高作业效率和经济效益。