工程机械液压系统漏油的原因及预防措施.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 2年 第 2期 工程机械液压系统漏油的原因及预防措施 李金顺 中国重汽集团泰安五岳专用汽车有限公 司， 山东泰安2 7 1 0 0 0 摘要 从工程 机械使用 、 制作装配 、 液压配套件等各环节详细论述了工程机械液压系统漏油的原因及解决办法 ， 并提 出了防止措施 。 关键词 工程机械 ； 液压系统 ； 漏油 ； 密封件 ； 管路 中图分类号 T H1 3 7 ． 9 文献标识码 A 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 0 2 0 0 5 4 0 2 En g i ne e r i n g M a c h i n e r y Hy d r a u l i c S y s t e m Le a k a g e Ca u s e s a nd P r e v e nt i v e M e a s u r e s L I fin - s h u n C h i n a N a t i o n a l He a v y D u t y T r u c k G r o u p T a i a n Wu y u e S p e c i a l V e h i c l e C o ． ， L t d ． ， T a i a n 2 7 1 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t F r o m t h e u s e o f c o n s t r u c t i o n ma c h i n e r y ， p r o d u c t i o n a s s e mb l y ， h y d r a u l i c f i t t i n g s a n d o t h e r a s p e c t s ， t h i s a r t i c l e d i s c u s s e d t h e c a u s e s a n d s o l u t i o n s o f t h e l e a k a g e o f t h e c o n s t r u c t i o n ma c h i n e ry h y d r a u l i c s y s t e m i n d e t a i l ，a n d p r o p o s e d me a s u r e s t o p r e v e n t i t ． Ke y W o r d s e n g i n e e r i n g ma c h i n e r y； h y d r a u l i c s y s t e m ； o i l s p i l l ； s e a l ； p i p i n g 0 前言 改革开放以来 ， 我国经济持续高速增长 ， 建设规模 空前 巨大 ， 对工程机械的需求与 日剧增 ， 要使工程机械 保持良好 的技术状态， 充分发挥其机械效能， 做好维修 保养工作十分重要 ， 在工程机械 中， 由于液压技术的广 泛应用， 使其在技术性能上得到了很大的提高， 然而， 液 压技术的采用 ， 也带来了漏油这样的常见故 障， 不仅给 用户造成经济损失 ， 外漏也污染 了环境 ， 且影响执行元 件正常工作 ， 因此 ， 预防液压系统漏油是十分重要的。 l 液压系统漏油的原 因分析 1 ． 1 由于液压系统的污染而引起的漏油 液压系统的污染会导致液压元件磨损加剧 ，密封 性能下降 ， 容积效率降低 ， 产生 内泄外漏。液压元件运 动副的配合间隙一般在 5 ～ 1 5 t x m，对于阀类元件来说 ， 当污染颗粒进入运动副之间时 。 相互作用划伤表面 。 并 切削出新 的磨粒 ， 加剧磨损 ， 使配合 间隙扩大 ， 导致 内 漏或阀内串油 对泵类元件来说 ， 污染颗粒会使相对运 动部分 柱塞泵的柱塞和缸孔 、 缸体 、 配流盘 ， 叶片泵的 叶片顶端和定子 内表面等 磨损加剧 ， 引起配合间隙增 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 6 1 6 作者简 介 李金顺 1 9 6 8 一 ， 男 ， 工程师 ， 主要从 事工程机 械的设 计与制 造 。 5 4 大 ， 泄漏量增加 ， 从而导致泵 的容积效率降低 ； 对液压 缸来说。污染颗粒会加速密封装置的磨损 ， 使泄漏量明 显加大 ． 导致效率降低 ， 同时还会使缸筒活塞杆拉伤而 报废 ； 对于液压导管来说 ， 污染颗粒会使导管 内壁的磨 损加剧 ， 甚至划伤内壁 ． 特别是 当液体的流速高且不稳 定 流速快和压力脉大 时 ， 会导致导管 内壁的材料受 冲击而剥落 ， 最终将导致导管破裂而漏油 ； 据统计 ， 工 程机械液压系统的故障大约 8 0 ％是由于液压系统污染 造成 的， 因此 ， 防止污染物进人液压系统 ， 保持液压系 统清洁度是非常重要的。 当液压系统含有水时 ， 会促使液压油形成乳化液 ， 降低液压油的润滑和防腐作用加速液压元件及液压导 管 内壁的磨损和腐蚀 ； 当液压油中含有大量气泡时， 在 高压区气泡将受到压缩 ，周围的油液边高速流向原来 由气泡所 占据的空间 ， 引起强烈 的液压 冲击 ， 在高压液 体混合物的冲击下 ，液压元件及液压导管 内壁受腐蚀 而剥落 。以上这些情况最终都会使液压元件及液压导 管损坏产生内外泄漏。 1 ． 2由于油温过高而引起的漏油 工程机械的液压系统的温度一般维持在 3 5 ～ 6 0 c c 最为合适 。 最 高不应超过 8 0 ℃， 在正常的油温下 ， 液压 油各种性 能良好 ， 油温过高 ， 会使液压油黏度下降 ， 润 滑油膜变薄并易损坏 ， 润滑性 能变差 ， 机械磨损加剧 ， 容积效率降低 ． 从而导致液压油 内泄漏增加 ， 同时泄漏 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ．2 ． 2 01 2 和磨损又引起系统温度升高 ，而系统温度升高又会加 重泄漏和磨损 ． 甚至造成恶性循环 ， 使液压元件很快失 效 ； 油温过高 ， 将加速橡胶密封圈的老化 ， 使密封圈性 能降低 ， 最终将导致密封件的实效而漏油 ； 油温过高 ， 将加速橡胶油管的老化 ，严重时使油管变硬和出现龟 裂 ． 这样的油管在高温 、 高压 的作用下最终将导致油管 爆破而漏油 ， 因此 ， 应控制系统油温 ， 使之保持在正常 范 围。 1 ． 3 由于油封存在 问题而引起的漏油 油封广泛应用在运动件与静止问之 间的密封 如 齿轮泵的轴端的密封 、液力耦合器轴端的密封等都是 靠油封来实现密封的 ， 油封 的种类很多 ， 但其 密封原 理基本相同， 它可防止 内部油液外泄 ， 还可阻止外界尘 土 、 杂质侵入到液压系统 内部， 密封表面处漏油的根本 原因是密封件失效 ， 使油封能力低于工作油压 ， 造成密 封件失效的主要原因 1 密封件老化变质 。密封件长期使用会逐渐老化 变质而失去弹性 ， 当油质不好 。 杂质过 多会等会加速老 化过程 ， 一般密封件的正常使用寿命为 固定件间密封 约为 1 00 0 0 h ， 运动件间密封约为 1 5 0 0 2 0 0 0 h 。 2 密封件预压量不够和不均匀 。当密封件预压量 增大时 。 其封油压力增加 ； 预压量过小或不均匀使易产 生漏油。但过大的预压量会降低密封件的使用寿命 。 3 如油封本身质量不合格 主要存在 的问题有 油封结构设计不合理 、 油封选材不当 、 油封制造工艺不 合理或尺寸精度差等 时 ， 这样 的油封就起不到 良好密 封从而导致油液 的渗漏 ； 油封装配压人不到位 ， 导致唇 口损伤或划伤唇口，而因起油液的渗漏 ；在安装油封 时 ， 未将油封擦拭干净或油封挡尘圈损坏 ， 导致泥沙进 入油封工作面 ，使油封在工作时加速磨损而失去密封 作用 ， 而导致油液的渗漏。 1 ． 4 由于液压管路装配不当而引起的漏油 1 ． 4 ． 1 液压管路弯 曲不良 在装配液压硬导管的过程 中，应按规定半径使管 路弯曲 ， 否则会使管路产生不同的弯曲应力 ， 在油压的 作用下逐渐产生渗漏 ； 硬管弯曲半径 过小 ， 就会导致管 路外侧管壁变薄 ， 内侧管壁产生皱纹 ， 使管路在弯 曲处 存在很多的内应力 ， 强度将大大减弱 ， 在强烈震 动和冲 击下 。 管路就易产生横向裂纹而漏油； 如果弯曲部位出 现较大的椭圆度 ，当管内液压脉动时就易产生纵 向裂 纹而漏油。软管安装时， 若弯曲半径不符合要求或软管 扭曲等 ． 皆会引起软管破损而漏油。 1 ． 4 ． 2管路安装固定不符合要求 常见的安装固定不 当如下 1 在安装油管时 ， 不顾油管的长度 、 角度 、 螺纹是 否合适强行进行装 配， 使管路变形 ， 产生安装应力 ， 同 时很容易碰伤管路 ， 导致其强度下降。 2 安装油管时不注意固定 ， 拧紧螺栓时管路随之 一 起转动 ，造成管路扭 曲或与别的部件相碰而产生摩 擦， 缩短了管路的使用寿命 。 3 管路卡子 固定有时过松 。 使管路与卡子间产生 的摩擦 、 震动加强 ； 有时过紧， 使管路表面夹伤变形 ． 这 些情况都会使管路破损而漏油。 4 管路接头紧固力矩严重超过规定 ， 使接头的喇 叭1 3 断裂 ， 螺纹拉伤 、 脱扣 ， 导致严重漏油的事故。 1 ． 5 由于液 压密封 件存 在 问题 而 引起的 漏油 密封件在装配过程中，如果过度拉伸会使密封件 失去弹性 ， 降低密封性 能 ； 如果在装配过程中 ， 由于密 封件的翻转而划伤密封件 的唇边 ，将会导致泄漏的发 生 ；如果密封件的安装密封槽或密封接触表面的质量 差 ， 那么密封件安装件安装在尺寸精度较低 、 表面粗糙 度和形状位置公差较低的密封副 内，将导致密封件的 损伤 ， 从而产生液压油的泄漏 ； 如果密封件选用不当也 会造成液压油的泄漏 ，例如在高压系统中所选用 的密 封材质太软， 那么在工作时， 密封件极易挤入密封间隙 而损伤 ， 造成液压油泄漏 ； 如果密封件 的质量差 ， 则其 耐压能力低下 、 使用寿命短 、 密封性能差 ， 这样密封件 使用不长就会产生泄漏。 1 ． 6由于管路质量差而引起的漏油 在维修或更换液压管路使 ，如果在液压系统安装 了劣质 的油管 ， 由于其承压能力低 、 使用寿命短 ， 使用 时间不长就会出现漏油。硬质油管质量差的主要表现 为管壁薄厚不均 ， 使承载能力降低 ； 劣质软管主要是橡 胶质量差 、 钢丝层拉力不足 、 编制不均 ， 使承载能力不 足 ， 在压力油冲击下 ， 易造成管路损坏而漏油 。 2 预防液压 系统漏油 的措施 2 ． 1 软管 管路 的正确 装配 安装软管拧紧螺纹时， 注意不要扭曲软管 ． 可在软 管上面画一条彩线观察 ；软管直线安装时要有 3 0 ％左 右的长度余量 ， 以适应油温 、 受拉和振动的需要 软管 弯曲处 ， 弯曲半径要大于 9倍软管外径 ， 弯曲处到管接 头的距离至少等于 6倍软管外径 ；橡胶软管最好不要 再高温有腐蚀气体的环境下使用 ； 如系统软管较多 ， 应 分别安装管夹加以固定或者用橡胶隔板。 2 ． 2 硬管管路的正确安装 硬管管路 的安装应横平竖直 ， 尽量减少转弯 ， 并避 下转第 7 6页 液 压 气 动 与 密 封 1 2 0 1 2年 第 2期 1 一内泵2 一 外 泵3 一卸衙 阀 4 一 高压溢流阀 5 一 电磁换 向阀 6 一 低压溢流阀 图7 单作用多泵 双压节流调速回路 6 结论 1 多泵 、 多速马达元件是一系列新型原理结构 的 液压元件 ， 具有独特的优点和功能。丰富了液压元件的 系列 。 2 多泵多速 马达传动系统是一类新型 的液压系 统，通过改变多泵和多速马达的连接方式就可实现马 达 的多级调 速 。 3 由于多速马达的特殊结构 ， 通过内 、 外马达 的 反向连接 ， 即可实现马达的差动。 4 多泵 、 多速马达与现有液压元件的结 合应用 ， 形成 了许多功能独特的典型液压 回路 ．其性能和特点 有待进一步研究。 参 考 文 献 [ 1 】 We n D S ， Wa n g Z L ， G a o J , e t a 1 ． O u t p u t s p e e d a n d fl o w o f d o u b l e- a c t i n g d o u b l e- s t a t o r mu l t i - p u mp s a n d m u l t i - m o t o r s 【 J 】 ． J o u r n a l o f Z h e j i a n g U n i v- S C I E N C E A A p p l i e d P h y s i c s ＆ E n g i n e e r i n g ， 2 0 1 l ， 1 2 4 3 0 1 - 3 0 9 ． [ 2 1 We n D S ． T h e o r e t i c a l a n a l y s i s o f o u t p u t s p e e d o f mu l t i - p u mp a n d m u l t i mo t o r d r i v i n g s y s t e m 【 J 】 ． S c i C h i n a T e c h S c i ，2 0 1 1 ， 5 4 4 9 9 2 9 9 7 ． 【 3 】 闻德生， 吕世君， 杜孝杰， 等． 双定子液压马达差动 连接 理论 分 析f J ] ． 农业 机械学报， 2 0 1 1 9 ． [ 4 ] 闻德生， 张勇， 王志力， 等． 三作用多泵多 马达输 出转速 和转矩 的理论分析[ J ] ． 西安交通大学学报， 2 0 1 l 3 ． 【 5 】 张利平， 周兰午， 刘芬， 等． 定量 泵液压 系统节能方法研究[ J 】 ． 中 国机械工程， 2 o o 1 增刊1 ． 上 接第 5 5贞 免交叉 ； 转弯处的半径应大于油管外径的 3 5倍 ； 长管 道应用标准管夹固定固牢 ， 以防止振动和碰撞 ； 管夹相 互间距离应符合规定 ， 对振动大的管路 。 管夹处应装减 振垫 ； 在管路与机件连接时 ， 先 固定好辅件接头 ， 再 固 定管路 ， 以防管路受扭 ， 切不可强行安装。 2 ． 3 认真检查管路质量 。 严禁使用不合格管路 在维修时， 对新更换的管路 ， 应认真检查生产 的厂 家、 日期、 批号 、 规定的使用寿命和有无缺陷 ， 不符合规 定的管路坚决不能使用； 使用时 ， 要经常检查管路是否 有磨损 、 腐蚀现象 使用过程中橡胶软管一旦发现严重 龟裂 、 变硬或鼓泡现象 ， 就应立 即更换。 2 ． 4 正确使用和装配密封件 。确保密封件在良好的状 态下工 作 为了保证密封质量 ，对选用的密封件要满足 以下 基本要求 应有 良好的密封性能 ； 动密封处的摩擦 阻力 要小 ； 耐磨且寿命长 ； 在油液中有 良好的化学稳定性 ； 有互换性和装配方便等。 在实际工作中． 按以下要求安装各处的密封装置 。 1 安装 0形圈时 ， 不要将其拉到永久变 形的位 置 ． 也不要边滚动边套装 ， 否则可能因形成扭曲而漏油。 7 6 - - - - ● 一 - - - - - - - 一 -- 2 安装 Y形和 V形密封圈时， 应注意安装方 向， 避免因装反而漏油。 对 Y形密封圈而言 ， 其唇边应对着有压力的油腔 此外 ，对 Y x形密封圈还要注意区分是轴用还是孔用 ， 不要装错 ， V形密封圈有形状不同的支承环 、 密封环和 压环组成 ． 当压环压紧密封环时， 支承环可使密封环产 生变形而起密封作用 ，安装 时应将密封环开 口面 向压 力油腔 ； 调节压环时 ， 应以不漏油为限 ， 不可压得过 紧， 以防密封阻力过大。 3 密封装置如与滑动表面配合 ， 装配时应涂 以适 量的液压油。 4 拆卸后的 O形密封圈和防尘圈应全部换新 。 参 考 文 献 [ 1 】 李新德． 液压系统故 障诊断与维修技术 手册【 M 】 ． 北京 中国电 力 出版社 。 2 0 0 9 ． 【 2 】 黄迷梅． 液压气 动密封与 泄漏 防治【 M] ． 北京 机 械工业 出版 社 ． 2 0 0 3 ． 【 3 】 赵显新． 工程机械液压传动装置原理与检修 M 】 ． 沈 阳 辽宁科 学技术 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 4 ] 陆望龙． 实用液压机械故障排除与修理大全[ M 】 ． 长沙 湖南科 学技术 出版社 ． 1 9 9 9 ．