榮憲

摘要：液壓膠管總成是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的基本元件，主要應(yīng)用于工程機(jī)械、鉆井平臺(tái)、煤礦機(jī)械及汽車等設(shè)備中。液壓膠管總成的可靠性對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性有至關(guān)重要的影響，只有從膠管本身原材料及總成生產(chǎn)過(guò)程中的工序中分析出造成其失效的原因，才能有效減少或杜絕軟管總成在使用過(guò)程中出現(xiàn)故障。對(duì)此，本文簡(jiǎn)單分析了液壓軟管總成接頭結(jié)構(gòu)類型和對(duì)應(yīng)的故障分析。

關(guān)鍵詞：液壓軟管總成;結(jié)構(gòu)類型;故障

1 液壓軟管總成的概述

膠管總成是液壓系統(tǒng)中常用的一種輔助裝置，它是由高壓鋼絲編織膠管或高壓鋼絲纏繞膠管及鋼件接頭經(jīng)專用設(shè)備扣壓而成。用來(lái)連接液壓系統(tǒng)中各類液壓元件，主要應(yīng)用在工作溫度-40℃至+100℃條件下，進(jìn)行液壓動(dòng)力傳送或輸送水、氣、油等高壓介質(zhì)，保證液體的循環(huán)和傳遞液體能量。膠管總成中的膠管一般是由耐液體腐蝕的合成橡膠內(nèi)膠層、中膠層，Ⅰ至Ⅵ層鋼絲編織或纏繞的增強(qiáng)層及耐天候性能優(yōu)良的合成橡膠外膠層組成。所述的鋼件接頭主要包括芯桿和扣壓外套，芯桿具有密封段和連接段。

高壓膠管用在液壓系統(tǒng)的主進(jìn)液管路中，膠管承受壓力高，而且鋼絲編織或纏繞層厚度大，層數(shù)在1層或6層左右。高壓膠管的規(guī)格越大，鋼絲層硬度和厚度越大，普通的液壓軟管接頭總成扣壓后，因鋼絲層的厚度大和硬度大，變形性小，扣壓后的接頭芯桿與鋼絲層、鋼絲層與扣壓外套、芯桿與扣壓外套相互之間的咬合力低。在工作狀態(tài)下，膠管在高壓力液體的不斷沖擊下，膠管總成兩端的接頭處于逐漸被拉伸或收縮的狀態(tài)，達(dá)到一定次數(shù)就會(huì)因膠管總成咬合力低，出現(xiàn)接頭串動(dòng)，造成內(nèi)膠出現(xiàn)堆積或裂痕，導(dǎo)致膠管總成接頭滲液，甚至有可能造成接頭拔脫傷人事故。因此，膠管總成鋼件接頭的結(jié)構(gòu)形式與加工工藝具有至關(guān)重要的作用，使其具有抵抗拔脫的能力，保證膠管總成的安全使用。

2 液壓軟管總成接頭結(jié)構(gòu)類型

2.1 按工作壓力范圍分類

工作壓力在3mpa以下，主要是棉線編織的液壓膠管。主要用于控制油路、汽車剎車管路以及某些液壓機(jī)床中。

工作壓力在3～10mpa之間，主要是鋼絲編織的ⅰ，ⅱ型大通徑液壓膠管。主要用于中、低壓油路和回油路。

工作壓力在10～31.5mpa之間，主要是鋼絲編織25通徑以下的ⅰ，ⅱ，ⅲ型和鋼絲纏繞管。主要用于高壓系統(tǒng)。

工作壓力在31.5mpa以上，主要是鋼絲編織31.5通徑以下的鋼絲纏繞管。隨著超高壓大功率液壓機(jī)械的發(fā)展，對(duì)它的需求愈來(lái)愈大。

2.2 按膠管與接頭的連接方式分類

1）扣壓式膠管接頭總成是膠管與接頭預(yù)裝配后，用機(jī)械外力迫使接頭外套在冷態(tài)下向內(nèi)收縮一定尺寸，使膠管與接頭連接可靠。

2）可拆式總成，其接頭與膠管是通過(guò)有外錐的芯子壓縮膠管的內(nèi)膠層，使膠管外壁緊貼接頭外套的內(nèi)錐。即靠芯子與接頭外套之間形成的倒錐形間隙，同時(shí)壓迫膠管的內(nèi)外膠層來(lái)連接。這種連接方式質(zhì)量不穩(wěn)定，所以國(guó)內(nèi)膠管廠家一般采用扣壓式。

3 故障原因

3.1 軟管總成扣壓處滲漏是最常見(jiàn)的故障形式之一，其產(chǎn)生的原因主要有膠管內(nèi)徑尺寸偏差大，內(nèi)膠偏心、外膠層厚薄不勻?qū)е驴蹓翰痪鶆?膠管與接頭連接部位存在內(nèi)膠損壞、內(nèi)膠彈性差、老化、接頭件變形不均等;

3.2 膠管配合接頭在壓力沖擊下形成拔脫，這種故障產(chǎn)生將引起嚴(yán)重的安全事故，要求產(chǎn)品制造商嚴(yán)格過(guò)程控制，避免此故障的發(fā)生。接頭拔脫的產(chǎn)生主要有幾個(gè)原因：扣壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理;扣壓變形量小，使得鋼絲增強(qiáng)層未能與接頭形成防拔脫力;內(nèi)膠層在扣壓時(shí)被損壞等;

3.3 扣壓處鼓泡，產(chǎn)生此類故障主要是因?yàn)榭蹓毫窟^(guò)大導(dǎo)致鋼絲層斷裂，油液滲透到鋼絲層以外引起表面膠管鼓泡;

3.4 軟管加強(qiáng)層未銹蝕卻出現(xiàn)不規(guī)則斷絲現(xiàn)象。軟管破裂，剝?nèi)ネ饽z層未發(fā)現(xiàn)加強(qiáng)層鋼絲生銹，但加強(qiáng)層長(zhǎng)度方向出現(xiàn)不規(guī)則斷絲，其主要原因是編織加強(qiáng)層的鋼絲與鋼絲之間有很多交叉點(diǎn)，當(dāng)管內(nèi)壓力發(fā)生較大變化時(shí)，管徑也隨著壓力變化而變化，這些交叉點(diǎn)也隨著管徑的變化而錯(cuò)動(dòng)，鋼絲之間相互摩擦。若軟管受到高頻沖擊壓力，交叉點(diǎn)發(fā)生頻繁摩擦，導(dǎo)致鋼絲磨斷。對(duì)于常受高頻沖擊的軟管，應(yīng)選用鋼絲纏繞骨架作為加強(qiáng)層;

3.5 軟管破裂處鋼絲卷曲，破口附近有明顯縮頸現(xiàn)象，加強(qiáng)層鋼絲松散。這種現(xiàn)象的原因是軟管受到過(guò)分的拉伸，各層分離，降低了耐壓強(qiáng)度。軟管在高壓油的作用下會(huì)發(fā)生長(zhǎng)度收縮或伸長(zhǎng)，一般伸縮量為常態(tài)下長(zhǎng)度的-4%～+2%。若軟管在安裝時(shí)選得太短，工作時(shí)就受到很大的拉伸力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)破裂或松脫等故障;另外，軟管的跨度太大，則軟管自重和管內(nèi)液壓油的重量會(huì)給軟管一個(gè)較大的拉伸力，嚴(yán)重時(shí)也會(huì)發(fā)生此故障。解決辦法：若是安裝時(shí)拉得太緊，應(yīng)更換加長(zhǎng)的膠管總成;若是跨度太大，應(yīng)增設(shè)中間支承。

4 故障措施

4.1 軟管布置要盡量避免高溫區(qū)域，遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管。必要時(shí)采用套管或隔熱保護(hù)屏等裝置，以免軟管受熱軟化或變質(zhì)。

4.2 軟管必需交叉布置或在工作時(shí)有可能與機(jī)械表面發(fā)生摩擦的地方，應(yīng)用管夾或套管等保護(hù)裝置，以免磨損膠管外層。

4.3 軟管必須彎曲布置時(shí)，彎曲半徑不能過(guò)小，應(yīng)大于9倍軟管外徑。膠管與接頭連接處應(yīng)有一段大于軟管外徑2倍的直線段。

4.4 軟管安裝應(yīng)避免其處于拉緊狀態(tài)，即使軟管兩端沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也要保持軟管松弛，張緊的軟管在壓力作用下會(huì)膨脹，強(qiáng)度降低。

4.5 安裝過(guò)程中不要扭曲軟管。軟管受到輕微扭轉(zhuǎn)就會(huì)降低其強(qiáng)度或使接頭松脫，裝配膠管時(shí)如果膠管與接頭一起旋轉(zhuǎn)發(fā)生扭曲應(yīng)使用扳手保持膠管不轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.6 軟管如配置在關(guān)鍵部件上，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行定期檢查和更換。

5 高壓膠管接頭的安裝注意事項(xiàng)

5.1 膠管在使用或存儲(chǔ)中，均不能過(guò)度彎曲，更不能在根部彎曲，至少要在其直徑的1.5倍處開(kāi)始彎曲;

5.2 膠管安裝在移動(dòng)設(shè)備上時(shí)，應(yīng)在任何工況下保持松弛;

5.3 應(yīng)避免膠管扭轉(zhuǎn)變形;

5.4 膠管盡可能遠(yuǎn)離熱輻射構(gòu)件，必要時(shí)裝隔熱板;

5.5 應(yīng)避免膠管外表面損傷，如同構(gòu)件表面的長(zhǎng)期摩擦等;

5.6 長(zhǎng)膠管的自重易引起過(guò)分變形，應(yīng)有支托件支承。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，液壓膠管總成在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中起著保壓、連接、密封和輸送液壓油的作用，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要故障源，因此需要重視軟管總成的接頭扣壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的合理性。

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（作者單位：大連捷瑞流體控制股份有限公司）