許琛 李偉偉 曹文斌

摘要：由于液壓系統(tǒng)具有傳送能量大，結(jié)構(gòu)緊湊，布局容易，換向方便以及易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，所以被越來(lái)越多的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)當(dāng)中去。鉆井平臺(tái)生產(chǎn)所必須的設(shè)備也大量的應(yīng)用了液壓技術(shù)，例如起重裝置，平臺(tái)的升降裝置，井架移動(dòng)裝置等等。這些設(shè)備大大提高了平臺(tái)生產(chǎn)效率，但在使用過(guò)程中，由于系統(tǒng)壓力過(guò)高，所用液壓密封件質(zhì)量的優(yōu)劣等原因，液壓油加注及使用不當(dāng)?shù)仍蚪?jīng)常造成系統(tǒng)壓力泄露，影響設(shè)備使用。液壓系統(tǒng)的泄露成為影響液壓設(shè)備使用的最大問(wèn)題。泄露的主要因素是液壓系統(tǒng)固體顆粒污染造成的，其次是密封件的選擇及日常使用維護(hù)時(shí)的一些認(rèn)為因素。根據(jù)這些因素，確定了防止液壓系統(tǒng)泄露的措施，提高設(shè)備液壓系統(tǒng)壽命，安全使用設(shè)備，保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞：液壓技術(shù)泄漏故障原因分析故障控制與排除

一、液壓系統(tǒng)泄漏危害

我們?cè)趯?shí)際的工作中經(jīng)常能遇到機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)和管路系統(tǒng)發(fā)生漏水、漏油、漏氣的問(wèn)題。這種液壓系統(tǒng)泄漏不僅能產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問(wèn)題，而且還會(huì)影響設(shè)備的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能，甚至還會(huì)損壞設(shè)備、停工停產(chǎn)和環(huán)境污染。

二、液壓系統(tǒng)泄漏的原因

發(fā)生液壓系統(tǒng)泄漏事故的原因有很多，現(xiàn)在列舉最常見(jiàn)的幾種：固體顆粒污染液壓系統(tǒng)，嚴(yán)重?fù)p壞液壓系統(tǒng)密封件，造成泄漏；產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造過(guò)程的缺陷處容易發(fā)生泄漏；沖擊和振動(dòng)等環(huán)境因素造成的接頭松動(dòng)，發(fā)生泄漏；動(dòng)密封件及配合件相互磨損；溫度過(guò)高及橡膠密封與液壓油不相容而變質(zhì)；還有就是實(shí)際壓力高過(guò)額定壓力造成的物理性損壞等原因。

1、設(shè)計(jì)因素

液壓系統(tǒng)的可靠性，在很大程度上取決于液壓系統(tǒng)密封的設(shè)計(jì)和密封件的選擇，由于設(shè)計(jì)中密封結(jié)構(gòu)選用不合理，密封件的選用不合乎規(guī)范，在設(shè)計(jì)中沒(méi)有考慮到液壓油與密封材料的相容型式、負(fù)載情況、極限壓力、工作速度、環(huán)境溫度的變化等，這些都在不同程度上直接或間接造成液壓系統(tǒng)泄漏。設(shè)計(jì)中考慮到運(yùn)動(dòng)表面的幾何精度和粗糙度不夠全面以及在設(shè)計(jì)中沒(méi)有進(jìn)行連接部位的強(qiáng)度校核等，這些都會(huì)在機(jī)械的工作中引起泄漏。

2、制造和裝配因素

所有的液壓元件及密封部件都有嚴(yán)格的尺寸公差、表面處理、表面光潔度及形位公差等要求。將使零件本身具有先天性的泄漏點(diǎn)，在裝配后或使用過(guò)程中發(fā)生滲漏。液壓元件在裝配中應(yīng)杜絕野蠻操作。裝配前應(yīng)對(duì)零件進(jìn)行仔細(xì)檢查，裝配時(shí)應(yīng)將零件蘸少許液壓油，輕輕壓入。

三、泄漏因素及控制措施

對(duì)引起系統(tǒng)泄漏的因素的分析可以看出，系統(tǒng)固體顆粒污染和密封件質(zhì)量的保證是造成泄漏很重要的兩個(gè)原因。如何做好這兩方面的工作是解決液壓系統(tǒng)泄漏的重中之重。

1、液壓系統(tǒng)固體顆粒污染的分析和控制

（1）液壓系統(tǒng)污染物的來(lái)源液

壓系統(tǒng)的污染源主要有潛在污染物、再生污染物和浸入污染物。液壓系統(tǒng)中的污染物的類(lèi)型大致可分為固體顆粒、空氣、水、其他物質(zhì)等。其中，固體顆粒污染發(fā)生的最為普遍。

（2）固體顆粒的組成、產(chǎn)生原因及危害

①固體顆粒的組成

主要由管路中的銹蝕剝落、密封橡膠制品顆粒、機(jī)械本體摩擦產(chǎn)生的金屬粉末、空氣中粉塵、清潔油路或者加注液壓油時(shí)所用的抹布掉落的纖維等組成。

②固體顆粒的主要來(lái)源

1）系統(tǒng)硬管管道內(nèi)壁附著的片狀鐵銹，酸洗后殘留在管內(nèi)的化學(xué)藥品類(lèi)；

2）硬管在切割和套絲等加工過(guò)程中存留的鐵屑；

3）密封件、密封圈殘?jiān)?/p>

4）高壓軟管總成內(nèi)部灰塵及部分接頭部位殘留膠狀碎片；

5）液壓系統(tǒng)裝配現(xiàn)場(chǎng)由于環(huán)境因素進(jìn)入管道內(nèi)部的泥漿粉塵等，這種情況并不多見(jiàn)；

6）液壓元件內(nèi)部存留的型砂殘留物、加工鐵屑、密封殘?jiān)取?/p>

③固體顆粒污染的危害

1）粘著和堵塞過(guò)濾器孔眼和各種間隙、通道

2）破壞潤(rùn)滑油膜，增大機(jī)器的摩擦力和磨損

3）加速密封材料磨損，增加外泄漏量

4）部分或全部堵塞液壓元件的孔隙，使控制元件動(dòng)作失靈

5）顆粒中的金屬和金屬化合物粒子會(huì)對(duì)油液的氧化，導(dǎo)致密封件或運(yùn)動(dòng)部件磨損加劇，使泄漏發(fā)生。當(dāng)元件的間隙被固體顆粒所淤塞，會(huì)產(chǎn)生磨損的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使系統(tǒng)元件進(jìn)一步磨損，產(chǎn)生更多的固體顆粒。

（3）防污措施

①加油時(shí)

液壓油必須過(guò)濾加注，且有專(zhuān)用加注工具。

②保養(yǎng)時(shí)

拆卸液壓油箱加油蓋、濾清器蓋、檢測(cè)孔、液壓油管等部位，造成系統(tǒng)油道暴露時(shí)要避開(kāi)泥漿藥品飛揚(yáng)的時(shí)候，拆卸部位要先徹底清潔后才能打開(kāi)

2、密封件質(zhì)量保證

（1）減少動(dòng)密封件的磨損

①盡量消除活塞桿和驅(qū)動(dòng)軸密封件上的側(cè)向載荷，保證力傳動(dòng)的單一方向；②使用防塵圈、防護(hù)罩和橡膠套保護(hù)活塞桿，防止磨料、粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入；③選取合適的過(guò)濾裝置以防止粉塵在油液中累積；

（2）設(shè)計(jì)及制造缺陷的解決方法

①液壓元件外配套的選擇在液壓系統(tǒng)的泄漏中起著決定性的影響，要充分考慮加工精度和配合間隙。②合理設(shè)計(jì)安裝面。③在送修過(guò)程中要防止關(guān)鍵表面磕碰、劃傷

（3）減少?zèng)_擊和振動(dòng)

①使用減震支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動(dòng)②盡量減少管接頭的使用數(shù)量③使用直螺紋接頭，三通接頭和彎頭代替錐管螺紋接頭④針對(duì)使用的最高壓力，嚴(yán)格按照規(guī)定的扭矩上緊螺栓和堵絲的扭矩⑤正確安裝管接頭。

（4）對(duì)靜密封件的要求

靜密封件在剛性固定表面之間防止油液外泄。安裝好的密封件到一定擠壓產(chǎn)生變形應(yīng)填塞配合表面的微觀(guān)凹陷，并把密封件內(nèi)應(yīng)力提高到高于系統(tǒng)最高壓力。

（5）控制油溫防止密封件變質(zhì)

密封件過(guò)早變質(zhì)可能是由多種因素引起的，一個(gè)重要因素是油溫過(guò)高。溫度每升高10℃則密封件壽命就會(huì)減半，所以要合理使用液壓設(shè)備，控制液壓系統(tǒng)溫度在合理范圍，避免密封件因高溫老化變質(zhì)，造成系統(tǒng)泄漏，影響使用。

四、結(jié)論

泄漏產(chǎn)生的原因和主要部位在液壓系統(tǒng)中，從元件到輔件，從油箱到液壓泵、液壓缸等各個(gè)環(huán)節(jié)，都可能存在泄漏問(wèn)題，造成泄漏的原因也很多，本文強(qiáng)調(diào)以下幾個(gè)方面：1、振動(dòng)和沖擊。2、由間隙變大而使產(chǎn)生泄漏或者使得泄漏增加。3、從實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，液壓系統(tǒng)中的顆粒物污染是加劇間隙增大和密封件失效的重要原因。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉延俊，謝玉東.液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 液壓與氣動(dòng)，2006.

[2] 袁建虎，李凡顯，洪津.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的故障診斷[J].工程機(jī)械與維修，2005.

[3] 劉喜紅，吳康雄.模糊邏輯系統(tǒng)在機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用[J].機(jī)械，2006.

（作者單位：山西航天清華裝備有限責(zé)任公司）