液壓系統(tǒng)泄漏的原因及對(duì)策

1、液壓系統(tǒng)泄漏的原因及對(duì)策 作者：陳林生 摘要：液壓系統(tǒng)泄漏是機(jī)電產(chǎn)品漏油和產(chǎn)生故障的重要原因之一。 液壓系統(tǒng)泄漏不僅造 成油液資源浪費(fèi)和污染環(huán)境，同時(shí)還造成停機(jī)損失、系統(tǒng)效率下降、火災(zāi)隱患、污染設(shè)備和 制品等問題。液壓系統(tǒng)泄漏不僅影響了液壓系統(tǒng)與電氣傳動(dòng)的競(jìng)爭力， 還影響到在其他領(lǐng)域 的應(yīng)用。為此，世界各國都非常重視這個(gè)問題。 關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；泄漏；對(duì)策 液壓傳動(dòng)技術(shù)誕生于 18世紀(jì)，隨即得到迅猛發(fā)展。今天，各種液壓傳動(dòng)設(shè)備在不同行 業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用， 在現(xiàn)代化機(jī)床上的應(yīng)用尤為普遍。 液壓傳動(dòng)是一種以液壓油作為工作 介質(zhì)，利用液體壓力傳遞動(dòng)力和進(jìn)行控制的傳動(dòng)方式。它具有傳送能量大、 布局容

2、易、結(jié)構(gòu) 緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、便于頻繁換向和過載保護(hù)，并且各種元件容易實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用 化等優(yōu)點(diǎn)，因而液壓傳動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要推動(dòng)力。 但是，液壓系統(tǒng)不 可避免地會(huì)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象， 系統(tǒng)的泄漏不僅嚴(yán)重影響了系統(tǒng)工作的安全性， 也造成油液浪費(fèi)、 污染周圍環(huán)境、增加機(jī)器的停工時(shí)間、降低生產(chǎn)率、增加生產(chǎn)成本以及產(chǎn)品污損等現(xiàn)象的出 現(xiàn)。因此，對(duì)液壓系統(tǒng)的泄漏必須加以預(yù)防和控制。液壓系統(tǒng)產(chǎn)生泄漏的原因十分復(fù)雜，學(xué) 生很難掌握。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐分析液壓泄漏產(chǎn)生的原因，使學(xué)生對(duì)此有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)， 從而為他們進(jìn)入企業(yè)后能夠解決和處理液壓泄漏問題，提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 液壓泄漏的種類 在分析泄

3、漏產(chǎn)生的原因之前，首先要知道什么是泄漏，還要了解液壓系統(tǒng)泄漏的種類。 泄漏是指在液壓系統(tǒng)正常工作的情況下， 從液壓元件的密封間隙漏出少量油液的現(xiàn)象。 液壓 系統(tǒng)泄漏主要有外泄漏和內(nèi)泄漏兩種： 油液從液壓元件的高壓腔流向低壓腔的現(xiàn)象稱為內(nèi)泄 漏；油液從系統(tǒng)內(nèi)部流到系統(tǒng)外部的泄漏稱為外泄漏。 如圖1所示：油液從流向，稱為內(nèi) 泄漏，油液從流向，稱為外泄漏。又如，SZH100/80型注塑機(jī)壓系統(tǒng)的泄漏主要有兩種： 固定密封處泄漏和運(yùn)動(dòng)密封處泄漏。 固定密封處泄漏的部位主要發(fā)生在缸底、 各管接頭的連 接處等，稱為外泄現(xiàn)象；運(yùn)動(dòng)密封處泄漏主要發(fā)生在油缸活塞桿部位、多路閥閥桿等部位, 稱為內(nèi)泄現(xiàn)象。 液壓系

4、統(tǒng)泄漏的主要原因 在企業(yè)調(diào)研中，我們分析了液壓系統(tǒng)產(chǎn)生泄漏的幾種原因。 發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的泄漏一般都 是在系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間之后產(chǎn)生的，主要是由密封元件的設(shè)計(jì)加工和裝配、油液受到污染、 系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng)等不良現(xiàn)象引起的。 密封元件引起的泄漏液壓系統(tǒng)的可靠性在很大程度上取決于系統(tǒng)密封元件的設(shè)計(jì)和裝 配的質(zhì)量。由于密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，如在設(shè)計(jì)中沒有考慮到液壓油與密封材料的相容形式、 負(fù)載情況、極限壓力、工作速度大小、環(huán)境溫度變化、溝槽的加工是否達(dá)到要求等；同時(shí)， 又由于密封元件安裝不當(dāng)， 引起表面磨損，造成密封配合的精度不符合要求， 這些都在不同 程度上直接或間接地造成了系統(tǒng)泄漏。 另外，由于密封元件使

5、用時(shí)間過長， 出現(xiàn)老化、損傷、 壓縮量不夠等現(xiàn)象，使得密封元件失效，也會(huì)造成泄漏。 油液受到污染引起的泄漏油液受到污染就會(huì)引起液壓系統(tǒng)的各種故障。 統(tǒng)計(jì)表明，液壓 系統(tǒng)的故障中，75%以上是由油液選擇不當(dāng)或油液污染引起的，液壓油受污染后形成的微小 固體顆粒會(huì)加速相對(duì)滑動(dòng)零件表面的磨損，劃傷密封件， 從而引起泄漏，同時(shí)，顆粒污染也 是加快液壓元件損壞的重要因素之一。另外，液壓油缸是注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件， 其活塞桿導(dǎo)向套上裝有防塵圈及密封元件，但是， 由于在工作過程中， 活塞桿裸露在外，直 接和環(huán)境接觸，所以，難免將塵埃、 污物帶入液壓系統(tǒng)， 加速密封元件和活塞桿等的劃傷和 磨損，從而引起

6、泄漏。 系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng)造成管接頭松動(dòng)引起的泄漏根據(jù)塑料注射成型工藝的需要， S卒100/80型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足足夠的合模力、 注射座可整體前進(jìn)與后退、 注射壓力和 速度可調(diào)節(jié)等要求，其工作循環(huán)如圖（ 2）所示。注塑機(jī)通常要將熔融的塑料以 40 150MP 的高壓注入模腔，使系統(tǒng)的壓力發(fā)生改變、注射座的前進(jìn)和后移使系統(tǒng)的速度產(chǎn)生變化， 并 且在此過程中產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)， 同時(shí)，管路內(nèi)部流動(dòng)的油液因快速的換向和閥口的突然關(guān)閉 而在瞬間形成很高的壓力峰值， 使管接頭產(chǎn)生松動(dòng)或?qū)⒚芊馊D入間隙損壞， 以致造成泄漏。 一 _ 拎 ZII 件模 n 汗財(cái)將切設(shè) = M =J?！?= - 防混芷 合模

7、=掩出備i后莆日區(qū)出制品=升模 =汁+ 圖2注里機(jī)工作循環(huán)示意圖 總之，在講解液壓系統(tǒng)泄漏時(shí)，一定要大量結(jié)合工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中常見的故障進(jìn)行分析, 讓學(xué)生真正了解泄漏產(chǎn)生的原因，提高處理問題、解決問題的能力。 液壓系統(tǒng)泄漏的防治對(duì)策 僅僅了解泄漏產(chǎn)生的原因是不夠的， 更重要的是要掌握液壓系統(tǒng)泄漏的防治對(duì)策。 導(dǎo)致 液壓系統(tǒng)泄漏的原因是多方面的，以現(xiàn)有的技術(shù)和材料，很難從根本上消除液壓系統(tǒng)泄漏。 但是，可以從液壓系統(tǒng)泄漏的原因出發(fā)，采取合理的措施減少泄漏的發(fā)生。 （一）密封元件引起泄漏的防治對(duì)策 首先，要合理設(shè)計(jì)和加工密封件溝槽。在教學(xué)演示中，直接取出液壓缸中的活塞桿，讓 學(xué)生觀察溝槽形狀，告訴他們

8、如果液壓缸密封溝槽的設(shè)計(jì)、加工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)、 要求，就能夠減 少泄漏、防止油封過早損壞；否則，將會(huì)影響密封效果。密封溝槽的形狀、尺寸公差、形位 公差和密封面粗糙度的設(shè)計(jì)和選用， 應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及手冊(cè)的要求執(zhí)行。 合理設(shè)計(jì)靜密 封件的密封槽尺寸及公差， 可使安裝后的靜密封受到一定擠壓， 產(chǎn)生變形，以便填塞配合表 面的微觀凹陷，并把密封元件內(nèi)的壓力提高到高于被密封的壓力，從而避免泄漏的產(chǎn)生。 其次，密封表面的粗糙度要適當(dāng)。液壓系統(tǒng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)副的表面粗糙度由密封設(shè)計(jì)和加工 情況決定。粗糙度過高或出現(xiàn)軸向劃傷時(shí)，就會(huì)發(fā)生泄漏；粗糙度過低達(dá)到鏡面時(shí)，密封圈 的唇邊就會(huì)刮去油膜，使油膜難以形成，密封唇口溫度

9、迅速升高，加劇磨損。所以，密封表 面及其與密封圈接觸的滑動(dòng)面都要有適當(dāng)?shù)拇植诙取?當(dāng)液壓缸、滑閥等的桿件出現(xiàn)軸向劃傷 時(shí)，如果劃傷的程度較輕，可用金相砂紙打磨，如果劃傷嚴(yán)重則需要進(jìn)行電鍍修復(fù)。 再次，要正確裝配密封圈。裝配前，應(yīng)對(duì)零件進(jìn)行仔細(xì)檢查；裝配時(shí)，應(yīng)在零件表面涂 少許液壓油，輕輕壓入；清洗時(shí)，應(yīng)該選用柴油，特別是密封圈、防塵圈、 O形圈等橡膠元 件一定要用柴油清洗，如果使用汽油則易使其老化失去原有彈性， 從而失去密封機(jī)能。上課 時(shí)，可以拿出掛圖讓學(xué)生觀察每種封圈的安裝要求。告訴學(xué)生在裝配V型、 Y型、YX型等 有方向性的密封圈時(shí)，應(yīng)該將唇口對(duì)著壓力油腔，否則密封圈就起不到應(yīng)有的作用。

10、還要告 訴學(xué)生，在操作時(shí)應(yīng)該注意保護(hù)唇口， 以免因被零件的銳邊、 毛刺等鋒口劃傷而失去密封作 用。對(duì)于旋轉(zhuǎn)接觸密封面（如液壓泵輸出軸端） 而言，應(yīng)選用雙唇密封圈。O形圈雖然簡單， 但是，由于它在受到較大油壓時(shí)，密封效果不理想，所以在使用時(shí)，應(yīng)該加上擋圈。 （二） 油液污染的控制 液壓油污染的原因十分復(fù)雜， 加之液壓油自身也在不斷產(chǎn)生油污， 因此要徹底防止污染 是很困難的。為了延長液壓元件的使用壽命， 保證液壓系統(tǒng)正常工作，減少泄漏，切實(shí)可行 的辦法就是將液壓油污染程度控制在某一限度以內(nèi)。實(shí)用中常采取如下幾種措施控制污染： 第一，減少外來污染。液壓裝置組裝前后必須進(jìn)行嚴(yán)格清洗， 油箱通大氣處要加

11、裝空氣 過濾器，并且通過過濾器向油箱灌油，維修拆卸元件時(shí)， 應(yīng)在無塵區(qū)進(jìn)行。油箱內(nèi)壁一般不 要涂刷油漆，以免在油中產(chǎn)生沉淀物質(zhì)。 第二，濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)。應(yīng)在系統(tǒng)的有關(guān)部位設(shè)置適當(dāng)精度的過濾器， 并且定期檢 查、清洗或更換濾芯。新油加入油箱前，要經(jīng)過靜放沉淀，過濾后方可加入系統(tǒng)中，必要時(shí) 可設(shè)中間油箱，進(jìn)行新油的沉淀和過濾，確保油液的清潔度。 第三，控制液壓油的工作溫度。 液壓油的工作溫度過高會(huì)對(duì)液壓裝置產(chǎn)生不利影響， 且 油溫升高，會(huì)使粘性下降，增加泄漏量。液壓油本身也會(huì)加速氧化變質(zhì)，產(chǎn)生各種生成物， 縮短其使用壽命。液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控制在 65C以下，機(jī)床液壓系統(tǒng)則應(yīng)控制在 55

12、C 以下，若油溫過高，則應(yīng)給油箱加冷卻器降溫。 第四，定期檢查更換液壓油。應(yīng)根據(jù)液壓設(shè)備使用說明書的要求和維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程的規(guī)定， 定期檢查更換液壓油。 比較科學(xué)的方法是定期取樣化驗(yàn)， 觀察油液的變質(zhì)情況， 以決定是否 需要換油。換油時(shí)要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道及元件。 （三） 減少系統(tǒng)的沖擊和振動(dòng) 注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的沖擊主要產(chǎn)生在變壓、 變速、換向的過程中。此時(shí)管路內(nèi)流動(dòng)的液體 因?yàn)榭焖俚負(fù)Q向和閥口的突然關(guān)閉， 而在瞬間形成很高的壓力峰值， 使連接件、接頭與法蘭 松 動(dòng) ， 密 封 圈 擠 入 間 隙 或 損 壞 ， 造 成 泄 漏 。 為 了 減 輕 沖 擊 和 振 動(dòng) ， 可 以 采 取 以 下 措 施 ： （1） 使用減振支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動(dòng)； （2）延長閥門開、關(guān)和運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)換向 的時(shí)間；（3）適當(dāng)加大管道直徑， 盡量縮短管路長度，管道宜采用軟管，以增加系統(tǒng)的彈性； （4）盡量減少管接頭的使用數(shù)量，管接頭盡量用焊接連接。 液壓系統(tǒng)的泄漏問題是當(dāng)前機(jī)床使用過程中的重要研究課題， 要讓學(xué)生明白不能只是單 純地加強(qiáng)密封，而要系統(tǒng)地消除泄漏的根源， 并采取有效措施予以治理。總之，講授液壓泄 漏問題一定要與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系， 這樣才能提高學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生 工程應(yīng)用的素質(zhì)。 參考文獻(xiàn)： 1 機(jī)