摘要:全液壓電動叉車的漏油問題是關系叉車質量好壞的最基本因素。可用O形圈替代組合墊,并且采用研磨、刮倒角等手段來減小密封面間的形狀誤差,使叉車液壓系統的密封性能顯著改善,經濟效益顯著。
關鍵詞:O形圈 密封 安裝槽 間隙
漏油問題是否解決是體現全液壓叉車質量好壞最重要的因素。因此必須采取有效措施,徹底解決叉車漏油問題。
經過對CPDY—FB系列全液壓防爆電動叉車進行強化試驗,筆者發(fā)現叉車主要有兩處漏油:一處為馬達AB進油管接頭(見圖1),該接頭是由硬管與鉸接頭焊接而成,用組合密封墊密封;另一處為調速閥進油管接頭(見圖2),該直通接頭用組合密封墊和O形圈密封。
一、叉車漏油的原因分析
一方面,機械加工產品的表面必然存在各種缺陷,使形狀及尺寸存在一定的偏差。因此,機械加工后的零件不可避免地會存在間隙。由于密封處內外兩側存在壓力差,工作介質就會通過間隙泄漏,漏油處最高壓力為25MPa。另一方面,由于運動部件(馬達、起升缸、傾斜缸)制動時產生液壓沖擊,沖擊壓力往往比正常工作壓力高數倍,容易造成接頭變形,擴大密封間隙,從而造成漏油。壓力峰值的近似計算式為:
式中:K—油液的體積彈性模量;V—回油腔容積;Vo—運動部件初始速度;M—運動部件總質量。
從公式可以看出運動部件的運動速度將直接影響沖擊壓力。叉車的最多的運動就是前進、后退、高速行駛等,而這些運動都需要從馬達AB管進出油。特別是高速行駛時速度是很高的,這個時候所造成的沖擊壓力也是最大的,這也是為什么馬達AB管特別容易出現漏油的原因。
二、減小或消除間隙是阻止漏油的主要途徑
減小間隙可以從兩方面考慮,一是提高機加工的精度,二是采用比較合理有效的密封件。通過分析得知可從密封件和接頭兩方面來改進。
1.組合密封墊改為O形圈的可行性分析
對密封的基本要求是密封性好,安全可靠,壽命長并應力求結構緊湊,系統簡單,制造維修方便,成本低廉。而大多數密封件是易換件,實現了標準化、系列化,保證互換性要求。
對密封材料的要求有:材料致密性好,不易泄漏介質;有適當的機械強度和硬度;壓縮性和加彈性好,永久變形??;高溫不分解,低溫不硬化,不脆裂;抗腐蝕性好,在酸堿油等介質中能長期工作,其體積硬度變化小,且不會粘附在金屬表面上;摩擦系數小,耐磨性好;具有與密封面結合的柔軟性;抗老化性好,經久耐用;加工制造方便,價格便宜,取材容易。
一般情況下,組合墊運用于中低壓的場合,要求沖擊壓力比較小,壓力波動不大。而O形圈的應用范圍比組合墊更廣泛。與組合墊相比,O形圈有以下優(yōu)點:密封部件安裝部位結構緊湊,重量較輕;有自密封作用,由初始裝配所獲得的密封壓力只能封住低壓油,高壓作用改變了密封的形狀,并增加密封壓力,從而實現完全密封;密封性能較好,用作靜密封時幾乎可以做到完全密封;運動摩擦阻力小,對壓力交變的場合也能適應;密封壓力范圍大,在1.3×10-4~32.0MPa之間。
當然也不是隨便一種O形圈就能夠適應CPDY—FB系列全液壓防爆電動叉車的液壓系統,必須通過比較后,選擇合適的O形圈。下表列出了不同材料O形圈的性能。
經分析,用丁腈材料的O形圈作為本叉車的密封件是比較可靠的。
2.O形圈的安裝
(1)檢查清理相關部位,測量有關尺寸,消除異常裝圈槽,若有銳棱應將其倒成圓角。
(2)O形圈較易損壞,應妥善保存,避免高溫、陽光直射或空氣潮濕,且不允許堆在一起。
(3)安裝O形圈時,軸及孔的端部應倒角以免劃傷,為防止爆紋、銳棱劃傷,可采用薄金屬片或工程塑料導套。
(4)裝O形圈所經過的孔口處應加工成過渡臺階形狀以免經過孔口被咬傷。
(5)為防止O形圈被擠進間隙而損傷,宜在低壓側設置背環(huán)。
(6)清除配合面的金屬顆粒物。
O形圈的正確安裝十分重要,出廠的合格叉車須經過調試和試漏試驗,運行3040小時后不掛一滴油才算合格。
3.對接頭的改進
O形圈的良好密封效果,很大程度上取決于安裝槽尺寸的精確性,一般槽寬和槽深在機械手冊中都有推薦值,其中槽深有較高公差要求,主要是為了保證密封件有一定的預壓縮量K(K=do-H)。K值過小容易引起漏油;K值過大則摩擦阻力增加,加快O形圈的磨損。
當壓力升高時,O形圈被擠到槽的一側,使配合面上的接觸應力增大,密封表面間的分離使得O形圈被擠進它們之間的間隙,而壓力突降會使O形圈的邊緣被夾往,在沖擊壓力作用下,被擠入的O形圈邊緣會被咬掉,最終導致接頭漏油。
某生產叉車的企業(yè),在多次到各地進行售后服務時發(fā)現O形圈邊緣缺了一塊,好象月亮一樣,一絲絲被撕下來。筆者分析認為不是O形圈沒安裝好,而是因為叉車長期工作時,高低壓交替,O形圈的邊緣慢慢被切掉導致的。如圖3所示。
接頭存在的兩個問題。
(1)配合面間隙大,主要因電焊冷卻后材料收縮產生變形和機加工誤差所致。用紅丹粉,研接頭配合面顯示接觸不好,有一部分凹下去,當壓力升高時,O形圈被擠入密封面的間隙里,壓力突降把O形圈夾住,O形圈象被削皮一樣一點點咬掉。所以必須減小接頭配合面間隙,用三角刮刀刮削配合面,再進行互研,有顯點的地方刮掉,反復進行直到配合面顯點均勻分布。
(2)安裝槽沒有倒角或倒角粗糙。解決方法:用三角刮刀倒角,要求圓弧粗糙度Ra3.2且手感光滑。
把組合密封墊改為O形圈,裝圈槽修整成圓弧形光滑倒角,配合面經過互研刮削,提高接頭形位公差,來減小配合面之間的間隙,再經認真仔細的安裝,基本能消除此類漏油問題。叉車液壓系統的密封性能得到改善,同時整個液壓系統的穩(wěn)定性也得到改善。
(作者單位:浙江省杭州市蕭山區(qū)技工學校)