工程机械液压系统内泄漏故障的原因及预防措施

编号：SM-ZD-68112工程机械液压系统内泄漏故障的原因及预防措施Throughtheprocessagreementtoachieveaunifiedactionpolicyfordifferentpeople,soastocoordinateaction,reduceblindness,andmaketheworkorderly.编制：____________________审核：____________________批准：____________________本文档下载后可任意修改FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE工程机械液压系统内泄漏故障的原因及预防措施简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。引言随着公路事业的迅速发展，工程机械的品种和数量越来越多，对工程机械的要求也越来越高。液压传动以运动传递平稳、均匀，容易获得大的力和力矩， 单位功率质量轻、 体积小、结构 紧凑，反应灵敏、操作简单，易于实现自动化，自动润滑，标准 化程度高，元件寿命长等优点， 被广泛应用于工程机械中。而液 压传动又有对液压油要求高、 液压元件价格高、液压设备故障原 因不易查找等缺点，在使用过程中一旦出现故障，则很难准确诊 断，尤其是内泄漏故障， 既看不见，又摸不着，没有一定的经验和诊断技术更是很难确诊。因此，对于液压系统内泄漏引起的 故障，维修人员往往不知所措，盲目乱拆或“头疼拿脚医”的情 况时有发生，甚至在“乱拆”工作中造成零部件的变形和损伤， 给使用单位造成第2页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE工作被动及一定的经济损失。当费尽周折找到内 泄漏故障的部位时，人们通常采用以提高液压元件的几何尺寸精 度，表面粗糙度和加强密封以及换件的方法来处理内泄漏问题，而未采取有效防范措施。事隔不久，势必再次发生内泄漏故障，造成较大的浪费和损失。 为了进一步做好这些大型贵重设备的使 用与维护，延长其使用寿命，使用单位必须重视液压系统的维护管理，必须研究分析找出内泄漏故障的根本原因，采取“对症下 药”的防治措施。液压系统出现内泄漏故障的危害及机理分析为了减少零件的磨损，两运动零件表面之间必须具有间隙，因此产生液体的泄漏， 而间隙密封是一种最简单而应用最广泛的 密封方法。液压系统中存在着很多的间隙密封， 由于设计、制造 和装配误差、磨损不均和元件在工作中的变形等而产生缝隙，它们因摩擦磨损而逐渐增大。 当油液流经这些缝隙时，必然引起泄漏量加大，直接影响工程机械的正常运用，并造成工程机械操作 失灵、运转异常、效率降低、寿命缩短等，带来经济上的损失， 甚至发生安全事故， 因此必须采用有效的方法来防止。 在液压传 动中，常见缝隙形式有第3页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE两种:一种是由两个平面形成的平面缝 隙，如柱塞泵的缸体与配流盘;另一种是由内外圆柱表面形成的 环状缝隙，如柱塞泵的柱塞和柱塞孔。油液经过小孔和缝隙的泄 漏量究竟有多大呢?一般来讲，液压系统中主要的缝隙及泄漏量 是:楔形缝隙。这主要是因两配合平面间平行度低，磨损不均或装配不当而形成的。由该缝隙引起的泄漏量为式中:Q?——泄漏量P——缝隙两端压力差B——与油液流速垂直方向缝隙宽度尺寸h?、h?——入口和出口缝隙高度，且 h?<h?μ——液压油动力粘度L——缝隙长度平行平面缝隙。如齿轮泵齿端与泵体之间的缝隙，齿轮端面与端盖间的缝隙等。其泄漏量为环形缝隙。它主要产生于柱塞和柱塞孔之间，换向阀的阀芯与阀体之间，以及液压缸活塞与缸体之间等配合处。第4页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE其泄漏量为式中:d——缝隙内圆柱面直径ε——相对偏心量(ε=e/h，e为偏心距)其它参数含义同式 (1)。(4)圆环平面缝隙。如轴向柱塞泵中的油楔处等， 其泄漏量为式中:n——泄漏缝隙处数量D、d——分别为圆盘的大、小直径。其它参数含义同上。液压系统总的内泄漏量为综上所述，内泄漏量 Q的大小与缝隙两端压力差， 液体粘度，缝隙的长度、宽度和高度等值有关。内泄漏量 Q和缝隙高度 h3成正比，说明间隙增加不多， 会造成泄漏量大幅度增多;也说 明了为什么液压元件的配合尺寸要求具有很高的精度;还说明了 可用减少缝隙(磨损量)的办法来减少泄漏。第5页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE因此，在要求密封的地方应尽量减少缝隙量。内泄漏量Q与粘度μ成反比:当粘度下降(油的粘度往往随工作温度变化)内泄漏量将增加。同时与缝隙长度L成反比，与压力差P成正比，而缝隙长度L与压力差P是固有尺寸和工作性能指标，不得随意改变，所以只能在缝隙高度h3与粘度μ上研究分析内泄漏原因及其影响因素。从上述内泄漏量公式与技术设计角度及现场观察来看，造成内泄漏的主要原因是缝隙控制问题和液压油使用及其温升发热，液压油变质，密封圈硬化膨胀;缝隙控制必须从设计、制造、装配与分析使用条件及其管理等多方面加以综合控制，这是解决内泄漏的关键。在实际工作中产生内泄漏的原因有设计、制造、装配方面的问题。如配合间隙选择不当、几何尺寸精度差、表面粗糙度低、加工粗糙、装配不良、有污物等;也有设备维护、修理、使用条件等管理方面的问题。而前 者对使用单位来说，只能从设备的购置上去预防。如购置性能设 计优良、质量可靠的产品 ;而对后者必须加强管理力度，并采取 有效的对策、措施来防止。至此，可以得出结论，与使用有关的影 响液压系统内泄漏的因素是 :①因第6页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE润滑不良，油液污染(主要是 磨屑等颗粒污染物 )使硬颗粒嵌入缝隙并使零件腐蚀、 磨损，导致缝隙尺寸超差或产生不必要的缝隙;②液压油选用牌号不当或 油温过高使液压油粘度μ下降、油液变质，加剧磨损等，其中非 正常磨损造成的缝隙尺寸超差与液压油使用密切相关。对液压油的要求在液压传动中，液压油既是传递动力的介质，又是润滑剂，在某些元件中又起密封作用。 而液压系统中的热量也往往是通过 油液而逐渐扩散出去， 因此又起冷却作用。所以合理地选择、使用、维护、保管液压油是关系到液压设备工作的可靠性、耐久性 和工作性能好坏的重要问题。早在 1965年，美国国家流体协会就做出了 “液压系统的故障至少有 75%是由于油液的污染所造 成”的结论。因此必须正确的掌握液压油的各种理论性质， 合理地使用液压油，从而减少液压系统出现故障的次数。要保 证液压系统在各种情况下均能够可靠有效且经济地工作，液 压油必须符合以下几点要求 :具有合适的粘度和良好的粘温特性。粘度是液压油的重要指标，对一定的液压系统，只能应用粘度变化范围有限第7页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE的工作介质才能正常工作。 粘度过大，油液流动时阻力增加，温升快，能量损失大，系统效率降低;粘度过小，增加泵的容积损 失，并使油膜支承能力降低， 而导致运动副间产生干摩擦，引起泄漏增加，系统效率也要降低。2)具有良好的润滑性能(抗磨性)。液压油的润滑性能保证在不同压力、速度和工作温度等运转条件下都有足够的油膜强度，以便构成液体润滑，减少磨损。具有良好的抗氧化性。液压油的化学稳定性能好，不易氧化和变质。良好的抗剪切安全性。防锈性能要好，不产生腐蚀。抗乳化性和水解安全性好。即使有水混入，也能有较大的分离性能，起泡少，消泡容易。具有良好的抗泡沫性和空气释放性。有良好的相容性，对密封材料的影响小，即油液与各种材料不起或少起化学作用，以免变质失效。清洁度好和可流性优良。液压油质量应纯净，不允许有沉淀，应尽量减少机械杂质、水份和灰尘等含量。第8页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE10)燃点、闪点应满足环境温度，挥发性要小，润滑油符合这方面要求，即可保证其工作安全可靠。正确合理地选择液压油是保证整个液压系统高效率、正常运转的前提。我们要根据机械设备的工作环境和使用条件(如工作温度范围、 压力范围、液压系统设计的特点、 泵的类型、防磨损及防泄漏的要求、 工作寿命、介质与材料的相容性、经 济性及环境因素等 )选择适当的液压油。工程机械出厂时厂家 根据液压泵、马达、阀生产厂样本、并结合系统特点，给用户推 荐了液压油的品种和牌号， 在使用中我们应根据工程机械使 用地区的气温等实际情况，再根据粘度要求确定液压油牌号。液压油污染的原因与危害按照基本要求正确地选用液压油，再加上合理地使用和维护，就可以有效地提高液压设备的工作性能、效率、经济性、可靠性和使用寿命。如果不注意使用，液压油经常受到污染，则质量好的液压油也会很快性能变差、 使液压系统不能正常工作。4.1液压油的污染原因第9页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE液压油的污染有两个方面的因素 :一是液压油本身的变质产生的粘度变化和酸值变化 ;二是外界污物混入液压油内。液压油污染途径如图 1所示。4.2液压油污染后的危害一个优质产品的液压元件可能由于液压油污染而经常发生故障，甚至失效。由于液压油污染使液压元件的实际使用寿 命往往比设计的寿命短得多。污染物常使节流阀和压力阻尼孔时堵时通，引起系统工作的压力和速度不时变化，影响液压系统工作性能或产生故障。加速液压泵及马达、阀组等元件的运动副磨损加剧，引起内泄漏的增加，造成液压系统效率降低，元件寿命缩短。混入液压油中的水分腐蚀金属，并能加速液压油老化变质。杂质若将吸油过滤器严重阻塞，导致液压泵吸气不足，产生气穴现象，进而使运动密封件的磨损加快、提前损坏、密封失效，会引起噪声、振动、爬行、气蚀和冲击现象，从第10页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE而降低 液压系统的工作性能 ;若将进油或回油滤油器堵塞，将使滤油 器失效，甚至由于滤芯破裂使已附在滤芯上的污染物进入液 压系统中。污物进入滑阀间隙，可能使滑阀卡住，导致执行机构动作失控或其他故障。预防液压系统出现内泄漏故障的措施综上所述，使用单位为了预防与控制液压系统内泄漏故障的产生，加强液压油的管理是控制液压油污染和保证液压系统正常工作的重要环节。因此，在实际工作中必须加强三方面的管理:第一，在液压元件加工与维修、装配过程中，防止液压油被污染，防止水和空气的混入。 必须严格控制加工精度、表面 粗糙度和减小其配合间隙与装配误差 ;第二，在液压油、液压元件储运管理方面应做到以下几点:要有合理的管理组织机构和规章制度，加强对液压油及液压元件的清洁度管理，并严格按照规定进行、落实、检查，液压油出入库要注明品名、产地、牌号、使用工程机械第11页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE名称、数量等。液压油入库前应取样化验，化验合格后才准入库。库存液压油应定期取样化验。如不符合性能指标，则不准使用。要有符合要求的贮存场所和贮存器具，仓库应具备良好的通风、清洁、干燥、消防安全等条件，并避免强光直接照射。液压油应分类存放，杜绝混装、混放，以防止混用。定期开展储油器及液压油的质量检查，符合规定要求的液压油方可出库。液压油出库、使用前要坚持过滤，保证液压油杂质含量符合规定要求。第三，在使用管理方面应做到以下几点:建立登记卡和液压设备档案，每台机械均建立一个液压油登记本，记录需用液压油品名及牌号并注明每次加油或换油日期及数量，并由专人负责检查，有利于了解系统的密封性能，也可避免在工作中误用异种油品。应根据使用说明书规定，结合实际使用情况定期清洗第12页/总14页FS精编解决方案 |SOLUTIONTEMPLATE或更换液压油滤芯，并每日检查液压油油位， 不足时应及时补充。因油量不够或换油时造成系统中有空气， 应根据机械使用说明书规定，怠速运转一定时间， 操纵换向手柄，使液压缸往复运动数次或使液压马达运转一定时间，排除液压系统内 空气。根据使用条件定期对液压油进行油样分析，发现油液污染严重时应立即查明原因，及时消除。其原因可能是外界污垢大量侵入或系统内部出现异常污染