液压缸气爆故障的分析与消除.pdf

液压缸气爆故障的分析-q消除 王秀君， 李永奇， 范华志， 张孝元 徐州徐工液压件有限公 司 摘要 液压缸作为液压系统中的重要执行元件， 如果出现故障， 会导致液压系统无法正常工作。 气爆是液压缸常见故障之一 ， 介绍液压缸气爆故障产生的原因， 分析其危害， 找出导致故障的原因， 提 出消除故障的措施 ， 为液压缸研发、 改进和故障排除提供参考。 关键词 液压缸； 气爆； 故障分析 工程机械广泛采用液压传动，液压缸是液压 系统中的执行元件。液压缸容易发生的故障包括 漏油、 内泄、 缸筒拉伤、 气爆及爬行等。 其中液压缸 气爆故障的发生会直接导致液压缸失效，进而导 致液压系统、 主机无法正常工作， 应引起足够的重 视。 本文以装载机举升液压缸气爆故障为例， 对故 障现象及其原因进行分析 ， 并提出解决措施。 1 故障现象与原因分析 1 ． 1 故障描述 若液压缸中有空气未完全排出， 加上油液中也 含有气体， 在液压缸活塞杆快速运动过程中， 空气 受急剧压缩会产生瞬间高温、 高压 ， 超过液压缸密 封材料的耐热极限， 引发密封烧焦或挤出等“ 气爆” 故障， 也称为“ 焦烧” 故障。 1 ．1 ． 1 故障分类 液压缸气爆故障易发生在两种情况下 一是 发生在主机调试过程中。此时， 整机各项参数变化 较大 ， 液压缸所面对的工况复杂 。二是发生在主机 运行过程中， 液压缸突然启动时。按标准， 启动前 应该排净空气 ，突然启动会导致油液中部分空气 因负压而分离出来，在 Y形密封圈唇 口沟槽内引 发气爆。上述两种气爆的原因都是因为气体的存 在和液压缸的快速运动。 ． 1 ． 1 ． 2 故障现象 主机调试时发生的液压缸气爆故障现象 液压 缸发生气爆后， 活塞密封被烧毁或炭化 ， 活塞与导 向套的接触部分炭化 ，导向套的0形密封圈烧焦， 导向套挡圈挤出 如图 1 所示 ， 严重时甚至会出现 缸筒局部变形而形成“ 鼓肚” 。主机调试时发生气爆 会导致液压缸的内泄和外漏。 图 1 主机调试时发生的液压缸气爆故 障 液压缸启动时发生的气爆故障现象发生在 Y 形密封圈唇 口沟槽 内， 密封 圈唇 口沟槽 出现部分炭 化 ， 密封失效 。 1 ． 2 故障分析 下面以装载机液压缸气爆故障为例 ， 对液压缸 气爆故障产生的过程及原因进行分析。 1 主机调试时， 液压缸气爆故障发生过程为 1 操作装载机铲斗急速下降 自重落下 ， 此 时 ， 举升液压缸急速收缩 ； 2 若主机液压回路设计不良， 会导致举升液压 缸 有杆腔 油液供给不足； 作者简介 王秀君 1 9 7 0 一 ， 男， 江苏徐州人， 工程师， 研究方向 工程机械液压传动。 一 5 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 液压缸内部产生负压 真空状态 ； 4 液压缸内部产生空气 油液中溶人的空气分 离出来 ； 5 操作主机 ， 快速加压 操纵液压缸动作 ， 导 致空气和油液形成薄雾状态； 6 产生异常高温； 7 引发爆燃 ； 8 活塞密封烧损 ， 液压缸 内泄 。 具体过程、 原因分析及对策如图2 所示。 操作铲斗急速 下降 自重落下 二二 三 三 | 匿 举升液压缸 急速收缩 对策 按常规方法操作机器 ￡ 合理设计 液压回路 兰 供 油 不 足 r叫 ‘ 。。 二 二 一 液压缸内部产生负压 I 真空状态 l 液压缸内出现过多空气 油液内空气分离出 来 空气 油液 油雾状态 二 二 产生异常高温 空气压缩 二 产生火苗 柴油机现象 二 活塞密封烧损 液压缸内泄 二 二 二 二二 一 原因 急 速 加 压 I -- 1 操纵液压缸动作I 图 2 主机调试时。 液压缸气爆发生过程、 原因及对策分析 2 液压缸启动时， 密封沟槽会发生气爆故障 的原因为 由于液压缸安装时， Y形密封圈唇口沟槽 内残存部分空气， 在液压缸快速运动过程中， 残存 空气经绝热压缩可在瞬间产生高温高压 ， 远远超过 密封材料 的耐热极限 ， 从 而使密封圈唇 口沟槽发生 部分炭化现象 ， 导致密封失效。 2 气爆故障的预防与消除措施 2 ． 1 气爆故障的预防 根据对液压缸气爆故障原因的分析 ， 预防时需 要做到 一 6 0 1 调试主机过程中， 操纵手柄时应做到规范操 作， 以把液压缸内空气尽量排尽； 2 在启动液压缸之前， 尽量排尽液压缸内空气； 3 液压缸启动时 ， 不要立即进入高速状态 ； 4 在 Y形密封圈唇 口沟槽内加入润滑脂 ， 以防 止空气存留、 积聚。 2 ． 2 气爆故障的消除 气爆故障的消除措施 1 对 主机液压系统进行改进设计变更 ， 以避 免负压 的发生。 1 重新审视液压缸急速操作时的速度限制， 并 在主机装机后， 排空液压缸中的气体； 2 改善主机液压系统中补充阀的性能 增加容 量 ； 3 降低液压缸活塞杆一侧配管的过流阻力。 2 对液压缸进行设计变更 。对活塞零件 的构 造进行设计变更 在活塞烧损 隔壁 有杆侧 追加金 属制或有金属如青铜、 铸铁等添加的密封环或抗污 环 如韩 国 S J 生产 的 K D R密封或 日本 N O K生产的 K Z T抗污环 。 3 结束语 气爆是一种常见的液压缸故障， 气爆的发生会 直接导致液压系统的失效，使主机无法正常工作， 给用户带来巨大的损失 ， 应引起足够的重视。及时 分析故障的原因是排除故障的首要环节 ， 再针对具 体情况进行诊断与分析， 便可确定故障的位置及解 决方案 。 参考文献 【 1 】罗成辉， 肖世耀． 组合密封在液压缸密封中的应用[ J ] ． 佛山陶瓷， 2 0 1 0 7 3 1 3 3 ． [ 2 J 刘延俊． 液压与气压传动[ M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2 ． 【 3 ]3 雷天觉． 新编液压工程手册[ M 】 ． 北京 北京理工大学出 版社， 1 9 9 8 ． [ 4 ] 周志丽． 液压缸不能动作的诊断与排除[ J 】 _ 黑龙江科技 信息， 2 0 0 8 9 8 ． 通信地址江苏省徐州市金山桥开发区桃山路 1 8号 徐州徐 工液压件有限公司技术中心 2 2 1 0 0 4 收稿 日 期 2 0 1 2 0 9 3 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m