液压缸内泄漏检测方法的改进.pdf

； ； d o i l O ． 3 9 6 9 ． is s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ． 2 0 1 6 ，0 3 ． 0 2 1 液压缸内泄漏检测方法的改进 钱老红， 王 占辉 蚌埠液力机械有限公司， 安徽 蚌埠2 3 3 0 3 0 摘要 对保压法检测液压缸内泄漏进行分析 ， 利用密闭容器装置排除液压试验台和试压接头连接处的内泄漏对被试液压缸内泄漏 的影响， 通过压降和内泄漏量的转换计算， 检测出被试液压缸的内泄漏量。 关键词 液压缸； 内泄漏； 压降； 检测方法 中图分类号 T H1 3 7 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 3 0 0 6 5 0 3 I mp r o v e me n t o n t h e I n t e r n a l Le a k a g e T e s t i n g M e t ho d o f Hyd r a u l i c Cy l i n d e r Q I A NL a o h o n g , W A NGZ h a n - h u i Be n g b u Y e l i Ma c h i n e r y C o ． ， L t d ． ， Be n g b u 2 3 3 0 3 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Th e i n t e rna l l e a k a g e t e s t t o t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r wa s a n a l y z e d wi t h t h e p r e s s u r e r e t a i n i n g m e t h o d ． T o e l i m i n a t e t h e i n fl u e n c e o f t h e i n t e r n a l l e ak a g e o f h y dra u l i c t e s t b e n c h a n d t e s t c o n n e c t o r o n h y dra u l i c c y l i n d e r b y u s i n g a i r t i g h t c o n t a i n e r d e v i c e ． W i th t h e c o n v e r s i o n c a l c u ． 1 a t i o n o f t h e p r e s s u r e dro p a n d t h e i n t e r n a l l e a k a g e ， t h e i n t e rna l l e a k a g e v o l u me o f h y dra u l i c c y l i n d e r wa s d e t e c t e d ． Ke y wo r d s h y dra u l i c c y l i n d e r ； i n t e rna l l e a k a g e ； p r e s s u r e dro p ； t e s t i n g me t h o d O 引言 液压缸是工程机械 中的重要执行元件 ， 其使用状 况直接影响工程机械的工作性能和使用寿命。液压缸 的泄漏是液压缸的常见故障， 泄漏一般分为外泄漏和 内泄漏。外泄漏重要仔细观察就很容易发现， 而内泄 漏难以直接观察看出n 。内泄漏通 常的检测方法主要 有沉降法、 量杯测量法和保压法等。前两种可以定量 的反映液压缸 的内泄漏量 ， 保压法 只是定性的反映内 泄漏状况 。但是在实际检测中 ， 前两种的检测不仅过 程比较繁琐 ， 且定量精度不高， 同时需要花费较长的检 测时间， 而保压法虽然时间较短 ， 但不能定量 。因 此， 探索更简便的定量检测方法显得尤为重要。 1 保压法检测 保压法是直接通过压降来间接检测液压缸 内泄漏 状况的一种定性检测内泄漏的方法， 操作简便， 时间较 短 ， 检测原理如图 1 所示。以检测无杆腔到有杆腔的内 泄漏为例， 在保证无外泄漏的情况下， 电磁换向阀左位 工作 ， 液压缸无杆腔 油压为试验压力 ， 有 杆腔油压为 零 ， 待活塞杆完全伸出到达最大行程位置， 控制液控单 向阀进行保压。在保压过程中， 由于无杆腔没有油压， 活塞体保持静止 ， 若被试液压缸没有内漏， 则保压压力 没有变化， 也就没有压降； 反之若存在压降， 则被试液 收稿 日期 2 0 1 5 0 7 2 1 作者简介 钱老红 1 9 8 9 一 ， 男， 安徽安庆人， 助理T程师 ， 硕士研究生 主要从事液压机械设计与丁艺研究。 压缸存在内漏。 7 6 卜被试液压缸2 一 液控单向阀3 一 换 向阀 A 4 一 油箱5 一 油泵 A 6 一 油泵 B 7 换 向阀B 图1保压法内泄漏检测系统原理图 在实际试验中， 试验台和被试液压缸一定存在内 漏 ， 只是不同的试验台和被试液压缸的内漏量不同。 利用该方法来判定被试液压缸的内泄漏量是否符合国 家标准 ， 往往依靠操作工人的经验来判定， 也随之有了 一 些经验公式， 但对于具体的内泄漏量多少、 是否合格 并无 明确的判定标准 。 2 保压法检测的改进 2 ． 1 改进方案设计 在保证液压缸无外泄漏的情况下 ， 保压法观察到 的压降来源于三个方面 一是液压试验台本身就是一 个液压系统， 包括各种液压阀， 存在系统本身的内漏 ， 尤其是使用时间较长的液压试验台的内漏量更大； 二 是试压接头连接处的泄漏 ， 包括接头内部液压阀的内 漏 ； 三是被试液压缸的内漏。 6 5 液 压 气 动 与 密 封 ／2 0 1 6年 第 03期 若要准确确定液压缸的压降值 ， 首先需要排除液 压试验 台和试压接头连接处 的内泄漏 ， 但是这两者 自 身 的内泄漏在实际工作 中是无法完全消除 的。因此 ， 需要在进行液压缸 内泄漏试验之前 ， 对液压试 验台和 试压接头连接处的内泄漏进行检测。 在液压试验台和试压接头连接处的内泄漏压降值 确定后 ， 对液压缸进行 内泄漏测试 。试验最终所得到 的压降值减去液压试验台和试压接头连接处内泄漏所 造成的压降值， 即为液压缸的内泄漏引起的压降值。 最后， 通过压降与内泄漏量的转换计算得到准确的液 压缸 内泄漏量。 2 ． 2试验 台内泄漏检测装置设计制作与应用 为模拟被试液压缸完全无 内泄漏 的试验状况 ， 设 计制作完全密闭的容器进行保压试 验 ， 密闭容器装置 结构简图如图 2 所示 。图中两个油嘴分别连接两个试 压接头， 可以进油保压和排气 ， 密封筒两端完全焊接密 封 ， 焊接挂耳是为了方便 搬运。该装置结构 与液压缸 类似， 但没有活塞与活塞杆等结构， 完全不存在液压缸 内泄漏问题， 对其进行保压试验所得的压降值全部由 液压试验台和试压接头连接处 的内泄漏引起。 1 一 油嘴2 一 密封筒3 一 挂耳 图2试验台内泄漏检测装置 利用该装置对本公 司的液压试验台进行 内泄漏试 验 ， 测试结果 如图 3 所示。从 图 3 所得 ， 对 于该测试装 置 进 行 3次 保 压 测 试 ， 保 压 压 力 为 2 2 MP a 1 MP a l O b a r ， 保压时间为 5 m i n ， 最终压降分别为 0 ． 8 M P a 、 0 ． 7 MP a 和0 ． 8 MP a 。 2 2 0 2 l 8 二 2 I 6 崮 2 1 4 2I 2 0 5 0 1 O 0 l 5 02 0 0 2 5 0 3 0 0 保J 丘时间 ／ s 图3 试验台内泄漏测试压降变化图 2 ． 3 液压缸内泄漏与压降的转换分析 液压油存在一定的可压缩性， 其数学表达式如下 一 A T y T ’_, 1 t 式 中 液压油 弹性模量 ， 一般纯油 1 ． 4 ～ 2 ． 0 1 0 MP a ， 混入空气后 ， 一般取 K 0 ． 7 ～ 1 ． 4 x l O MP a ； 油液体积 ， L ； △ p 压力增量 ， MP a ； △ -_一油液体积变量， L ／ m i n ； 时间， m i n 。 一 般在保证无外泄漏 的情况下 ， 被试液压缸活塞 杆完全 伸 出 ， 达到液压 缸的最 大的行程 ， 然后 开始保 压。对此进行以下分析 1 若液压系统 包括试压接头连接处和被试液压 缸 无 泄漏 ， 但使用油泵继续增压供油 ， 存在压力增量 △ p的情况下 ， 油液受压缩 ， 体积会存在减小变量AV ； 2 若液压系统 包括试压接头连接处和被试液压 缸 无泄漏， 但使用液控单向阀切断供油保压， 使压力 不变， 因此没有压力增量 ， 油液体积也就没有变化， 此 表达式也就没有意义 ； 3 若 在液压 系统 包括试压接 头连接处 使用液 控单向阀保压的情况下， 但试压台、 试压接头连接处和 被试液压缸存在 内泄漏 ， 油液体积 就会产生减小 变量 AV ， 压力就会 降低 ， 即存在负增量一 。同时 ， 液压缸 处于最大行程状况 ， 活塞杆无法移动 ， 这样就可 以排除 油缸回缩产生的体积变化。 根据式 1 ， 被试液压缸的内泄漏引起的压降△ p 的数学表达式如下 △ 2 一 V 式中 液压油弹性模量 ， MP a ； 油液体积 ， L ； △ p 压力增量 ， M P a ； △ 油液泄漏量 ， L ／ mi n ； 时间， mi n 。 此外 ， 为了排除试压系统 包 括试压接 头连接处 内漏 ， 制作密 闭容器检测装置检测试验 台系统 内泄漏 压降为 。 ， 则试验总压降的数学表达式如下 a p △ p a p a p 。 望 3 被试液压缸内泄漏量 AV -- V A p 2 4 A A ‘￡ 2 ． 4 改进方案的应用 利用该方法对本公 司所生产的一种叉车倾斜液压 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 0 3 ． 2 0 1 6 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ． is s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ． 2 0 1 6 ．0 3 ． 0 2 2 基于T R I Z理论的高压气动阀密封优化设计研究 鲍 军， 毛京兵， 邢志胜， 张成彦， 李 奇 合肥通用机械研究院 压缩机技术国家重点实验室， 安徽 合肥2 3 0 0 3 1 摘要 高压气动阀是高压压缩机排污系统中的重要部件， 要求工作可靠且密封性能稳定。基于发明问题解决理论 T R I Z 的思想和 方法， 针对设计过程中的技术矛盾与物理矛盾， 选择合适的发明原理， 提出了高压气动阀密封优化设计方案 ， 达到了改善气动阀密封 性 的 目的。 关键词 气动阀； 密封性 ； T R I Z ； 创新原理 中图分类号 T H1 3 8 ； T B 4 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 3 0 0 6 7 0 3 Re s e a r c h o n t h e Opt i mi z a t i o n De s i g n o f Hi g h P r e s s u r e P ne u ma t i c Va l v e Se a l Ba s e d o n TRI Z The o r y B AOJ u n ， M AOJ i n g - b i n g， X I NGZ h i - s h e n g ， Z H A NG C h e n g - y a n ， L I O i S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f C o mp r e s s o r T e c h n o l o g y ， H e f e i Ge n e r a l Ma c h i n e ry I n s t i t u t e ， H e f e i 2 3 0 0 3 l ， C h i n a Ab s t r a c t Th e h i g h p r e s s u r e p n e u ma t i c v a l v e i s a n i mp o r t a n t p a r t o f t h e h i g h p r e s s ur e c o mp r e s s o r s y s t e m， wh i c h i s r e l i a b l e a n d s t a b l e ． Ba s e d o n t h e i d e a s a n d me t h o d s o f TRI Z ， t h e d e s i g n me t h o d o f t h e t e c h n i c a l c o n t r a d i c t i o n a n d p h y s i c a l c o n t r a d i c t i o n i n t h e d e s i g n p r o c e s s i s c h o s e n ， a n d t h e o p t i ma l d e s i gn s c h e me o f t h e h i g h p r e s s u r e p n e u ma t i c v a l v e s e a l i s p u t f o r wa r d ． Ke y wo r d s p n e u ma t i c v a l v e ； s e a l i n g ； T RI Z； i n n o v a t i o n p r i n c i p l e O 前言 高压压缩机 采用多级 压缩实现低 压到高压 的压 缩 ， 在各级冷却器后均设计有油水分离器 ， 分离器中的 收稿 日期 2 0 1 5 一 l 卜2 3 作者简介 鲍军 1 9 8 0 一 ， 男， 安徽马鞍山人 ， T程师， 硕士 ， 在合肥通用 机械研究院从事压缩机及相关设备的研究T作。 - - - - - - - - - - - - 卜 - 卜 - 一- 卜 1 一- - 卜 油污需要 定时利用气压 排出u 。由于高压 电磁 阀国产 件性能不稳定 ， 进 口件价格 昂贵 ， 目前压缩机高压级多 采用气动阀排污口 。但是气动阀在使用过程中会出现 在不需要排污 的时候 ， 阀芯不能完全密封的泄漏现象 ， 直接降低了各级的排气压力和最终容积流量。此外有 时在需要 排污的时候 ， 阀芯不能按设计打开或者打开 程度不够 ， 造成排污不畅 。这些问题直接影响 了压缩 缸进行内泄漏测试 ， 在保证无外泄漏的情况下 ， 其 中三 根液压缸测试结果如表 l 所示。该液压缸的缸筒 内径 为 8 0 m m， 行程为 1 0 4 m m， 保压时间为5 m i n 。油液体积 V r l 4 0 ．8 X 1 ． 0 4 d in 0 ．5 2 3 L ， K 1 0 0 0 M P a ， △ p 分别 为 1 ． 6 MP a 、 1 ． 5 MP a和 1 ． 8 MP a ， △ p 1 O ． 7 MP a ， t 5 m i n 。根 据 内泄漏计算公式 4 进行计算 ， 结果表明液压缸内泄漏 量均小于国家标准J B ／ rI 1 0 2 0 5 2 0 1 0 所要求的内泄漏 量， 满足使用要求。 表 1 液压缸内泄漏测试 结果 序保压压力总压降 试验台压 内泄漏A V J B ／ T 1 0 2 0 5 一 号 b a r a p b a r 降A b a r m L ／ m i n 2 0 1 0 1 2 2 0 1 6 7 O ． 0 9 4 0 ． 1 3 mL ／ mi n 2 2 2 0 1 5 7 0 ． 0 8 4 0 ． 1 3 mL ／ mi n 3 2 2 0 1 8 7 0 ． 1 1 5 0 ． 1 3 ml L ／ mi n 3 结论 通过对保压法检测液压缸的内泄漏进行分析， 利 用密闭容器装置排除液压试验台和试压接头连接处的 内泄漏对被试液压缸 内泄漏 的影响 ， 采用压降和 内泄 漏量 的切换计算 ， 得到被试液压缸的 内泄漏量。该 方 法在实际内泄漏试验 中已得到应用 ， 取得较好 的效果 。 参考文献 [ 1 】 生敏， 尹立松 ， 等． 关于液压缸内泄漏的原因分析及理论研 究【 J 1 ． 液压气动与密封， 2 0 1 5 ， 3 6 1 - 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