裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏及防治

陳步童 張?jiān)匠?br />
裝載機(jī)經(jīng)常工作在潮濕、塵埃、泥濘、低溫或高溫，以及強(qiáng)光輻射等環(huán)境中，要求其液壓系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期可靠地工作。如果液壓系統(tǒng)一旦發(fā)生泄漏，應(yīng)及時(shí)檢修。
　　1．泄漏的種類
　　裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏主要有兩種，一是固定不動(dòng)部位（即靜接合面，如液壓缸缸蓋與缸筒的接合處）密封的泄漏；二是滑動(dòng)部位（即動(dòng)結(jié)合面，如液壓缸活塞與缸筒內(nèi)壁、活塞桿與缸蓋導(dǎo)向套之間）密封的泄漏，亦可分為內(nèi)泄漏和外泄漏。內(nèi)泄漏主要產(chǎn)生在液壓閥、液壓泵（液壓馬達(dá)）及液壓缸內(nèi)部油液從高壓腔流向低壓腔；外泄漏主要產(chǎn)生在液壓系統(tǒng)的液壓管路、液壓閥、液壓缸和液壓泵（液壓馬達(dá)）的外部，即向零部件的外面滲漏。具體表現(xiàn)為管接頭、密封件、元件接合面、殼體及系統(tǒng)自身原因而引起的油液泄漏。
　　2．泄漏的原因
　　液壓系統(tǒng)的泄漏一般都是在使用一段時(shí)間后產(chǎn)生。從表面現(xiàn)象看，多為密封件失效、損
壞、擠出，或密封表面被拉傷等造成。主要原因有：油液污染、密封表面粗糙度不當(dāng)、密封溝槽不合格，管接頭松動(dòng)、配合件間隙增大、油溫過高、密封圈變質(zhì)或裝配不良等。
（1）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)是選用管接頭的類型與使用條件不符；管接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理；管接頭的加工質(zhì)量差，不起密封作用；壓力脈動(dòng)引起管接頭松動(dòng)，螺栓蠕變松動(dòng)后未及時(shí)擰緊；管接頭擰緊力矩過大或不夠。
　?。?）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(jí)、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(shí)更換。
　?。?）由元件結(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；密封表面粗糙度和平面度誤差過大，加工質(zhì)量差；密封結(jié)構(gòu)選用不當(dāng)，造成變形，使接合面不能全面接觸；裝配不細(xì)心，接合面有沙塵或因損傷而產(chǎn)生較大的塑性變形。
　?。?）殼體的泄漏主要發(fā)生在鑄件和焊接件的缺陷上，在液壓系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)或沖擊振動(dòng)的作用下逐漸擴(kuò)大。
　　（5）系統(tǒng)自身泄漏的主要原因是，系統(tǒng)裝配粗糙，缺乏減振、隔振措施；系統(tǒng)超壓使用；未做到按規(guī)定對(duì)系統(tǒng)適時(shí)檢查及處理；易損件壽命到期但未及時(shí)更換。
　　3．泄漏的防治
　?。?）防止油液污染
　　液壓泵的吸油口應(yīng)安裝粗濾器，且吸油口處應(yīng)距油箱底部一定距離；出油口處應(yīng)安裝高壓精濾器，且過濾效果應(yīng)符合系統(tǒng)的工作要求，以防污物堵塞而引起液壓系統(tǒng)故障；液壓油箱隔板上應(yīng)加裝過濾網(wǎng)，以除去回油過濾器未濾去的雜質(zhì)。液壓缸上應(yīng)安裝金屬防護(hù)圈，以防污物被帶進(jìn)缸內(nèi)，并可防止泥水和光輻射對(duì)液壓缸侵蝕而引起泄漏；液壓元器件安裝前應(yīng)檢查、清理干凈其內(nèi)部的鐵屑及雜質(zhì)；定期檢查液壓油，一旦發(fā)現(xiàn)油液變質(zhì)、泡沫多、沉淀物多、油水分離等現(xiàn)象后應(yīng)立即清洗系統(tǒng)并換油。新油加入油箱前應(yīng)經(jīng)過靜置沉淀，過濾后方可加入，必要時(shí)可設(shè)中間油箱以進(jìn)行新油的沉淀和過濾，確保油液的清潔。
　?。?）密封表面的粗糙度要適當(dāng)
　　液壓系統(tǒng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)副表面的粗糙度過高或出現(xiàn)軸向劃傷時(shí)將產(chǎn)生泄漏；粗糙度過低，達(dá)到鏡面時(shí)密封圈的唇邊會(huì)將油膜刮去，使油膜難以形成，密封刃口產(chǎn)生高溫，加劇磨損，所以密封表面的粗糙度不可過高也不能過低。與密封圈接觸的滑動(dòng)面一定好有較低的粗糙度，液壓缸、滑閥等動(dòng)密封件表面的粗糙度應(yīng)在Ra0.2~0.4дm之間，以保證運(yùn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)面上的油膜不被破壞。當(dāng)液壓缸、滑閥的桿件上出現(xiàn)軸向劃傷時(shí)，輕者可用金相砂紙打磨，重者應(yīng)電鍍修復(fù)。
　?。?）合理設(shè)計(jì)和加工密封溝槽
　　液壓缸密封溝槽的設(shè)計(jì)或加工的好壞，是減少泄漏、防止油封過早損壞的先決條件。如果活塞與活塞桿的靜密封處溝槽尺寸偏小，密封圈在溝槽內(nèi)沒有微小的活動(dòng)余地，密封圈的底部就會(huì)因受反作用力的作用使其損壞而導(dǎo)致漏油。密封溝槽的設(shè)計(jì)（主要是溝槽部位的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、形位公差和密封面的粗糙度等），應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。
防止油液由靜密封件處向外泄漏，須合理設(shè)計(jì)靜密封件密封槽尺寸及公差，使安裝后的靜密封件受擠壓變形后能填塞配合表面的微觀凹坑，并能將密封件內(nèi)應(yīng)力提高到高于被密封的壓力。當(dāng)零件剛度或螺栓預(yù)緊力不夠大時(shí)，配合表面將在油液壓力作用下分離，造成間隙過大，隨著配合表面的運(yùn)動(dòng)，靜密封就變成了動(dòng)密封。
　?。?）減少?zèng)_擊和振動(dòng)
　　液壓系統(tǒng)的沖擊主要產(chǎn)生于變壓、變速、換向的過程中，此時(shí)管路內(nèi)流動(dòng)的液體因很快的換向和閥口的突然關(guān)閉而瞬間形成很高的壓力峰值，使連接件、接頭與法蘭松動(dòng)或密封圈擠入間隙損壞等而造成泄漏。為了減少因沖擊和振動(dòng)而引起的泄漏，可以采取以下措施：
　?、儆脺p振支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動(dòng)的能量。
　?、诓捎脦ё枘岬膿Q向閥、緩慢開關(guān)閥門、在液壓缸端部設(shè)置緩沖裝置（如單向節(jié)流閥）。
　?、凼褂玫蜎_擊閥或蓄能器來減少?zèng)_擊。
　　④適當(dāng)布置壓力控制閥來保護(hù)系統(tǒng)的所有元件。
　?、荼M量減少管接頭的使用數(shù)量，且管接頭盡量用焊接連接。
　?、奘褂寐菁y直接頭、三通接頭和彎頭代替錐管螺紋接頭。
　?、弑M量用回油塊代替各個(gè)配置。
　　⑧針對(duì)使用的zui高壓力，規(guī)定安裝時(shí)使用的螺栓扭距和堵頭扭距，防止接合面和密封件被損壞。
　　（5）減少動(dòng)密封件的磨損
　　液壓系統(tǒng)中大多數(shù)動(dòng)密封件都經(jīng)過設(shè)計(jì)，如果動(dòng)密封件加工合格、安裝正確、使用合理，均可保證長(zhǎng)時(shí)間無泄漏。從設(shè)計(jì)角度來講，可以采用以下措施來延長(zhǎng)動(dòng)密封件的壽命：
　?、傧钊麠U和驅(qū)動(dòng)軸密封件上的徑向載荷。
　?、谟梅缐m圈、防護(hù)罩和橡膠套保護(hù)活塞桿，防止粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入。
　?、墼O(shè)計(jì)、選取合適的過濾裝置和便于清洗的油箱，以防止粉塵在油液中累積。
　?、苁够钊麠U和軸的速度盡可能低。
　?。?）合理設(shè)計(jì)安裝板
　　當(dāng)裝載機(jī)液壓系統(tǒng)閥組或底板用螺栓固定在安裝面上時(shí)，為了得到滿意的初始密封和防止密封件被擠出溝槽與被磨損，安裝面要平直，密封面要求精加工，表面粗糙度要小于Ra0.8μm,平面度誤差要小于0.01/100mm；表面不能有徑向劃痕，連接螺釘?shù)念A(yù)緊力要足夠大，以防止表面分離。
　?。?）要正確裝配密封圈
　　裝配密封圈時(shí)應(yīng)在其表面涂油，若須通過軸上的鍵槽、螺紋等開口部位，應(yīng)使用引導(dǎo)工具，不要用螺絲刀等金屬工具，否則會(huì)劃傷密封圈而造成漏油。對(duì)于有方向性的密封圈（如V、Y和Yx等型密封圈），裝配時(shí)應(yīng)將唇口對(duì)著壓力油腔，注意保護(hù)唇口，避免被零件的銳邊、毛刺等劃傷。對(duì)旋轉(zhuǎn)接觸的密封面（如液壓泵主動(dòng)齒輪軸端），應(yīng)選用雙唇密封圈。安裝組合密封件前應(yīng)將密封件放在液壓油中煮到一定溫度；安裝時(shí)應(yīng)使用的導(dǎo)套和收口工具，并嚴(yán)格遵守廠家對(duì)密封件的安裝說明。
　?。?）控制油溫防止密封件變質(zhì)
　　密封件過早變質(zhì)的一個(gè)重要原因是油溫過高。多數(shù)情況下，當(dāng)油溫經(jīng)常超過60℃時(shí)，油液黏度大大下降，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(huì)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，減少油箱到執(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(cè)選用液壓油和密封件的型式與材質(zhì)。
　?。?）重視修理裝配工藝
　　應(yīng)強(qiáng)化防漏治漏的修理工藝，如閥桿、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。安裝帶螺紋的管接頭時(shí)，應(yīng)在螺紋上纏繞聚四氟乙烯生料帶。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zui高工作壓力的150%~200%。油封裝入座孔時(shí)，應(yīng)用工具導(dǎo)入，防止位置偏斜。