装载机液压系统的泄漏及防治措施

装载机液压系统的泄漏及防治措施


液压装载机经常工作在潮湿、尘埃、泥泞、低温或高温，以及强光辐射等环境中，要求其液压系统能够长期可靠地工作。如果液压系统一旦发生泄漏，应及时检修。


1.泄漏的种类


装载机液压系统的泄漏主要有两种，一是固定不动部位（即静接合面，如液压缸缸盖与缸筒的接合处）密封的泄漏；二是滑动部位（即动结合面，如液压缸活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖导向套之间）密封的泄漏，亦可分为内泄漏和外泄漏。内泄漏主要产生在液压阀、液压泵（液压马达）及液压缸内部油液从高压腔流向低压腔；外泄漏主要产生在液压系统的液压管路、液压阀、液压缸和液压泵（液压马达）的外部，即向零部件的外面渗漏。具体表现为管接头、密封件、元件接合面、壳体及系统自身原因而引起的油液泄漏。


2.泄漏的原因


液压系统的泄漏一般都是在使用一段时间后产生。从表面现象看，多为密封件失效、损


坏、挤出，或密封表面被拉伤等造成。主要原因有：油液污染、密封表面粗糙度不当、密封沟槽不合格，管接头松动、配合件间隙增大、油温过高、密封圈变质或装配不良等。


（1）管接头的泄漏与连接处的加工精度、紧固强度及毛刺是否被除掉等因素有关。主要表现是选用管接头的类型与使用条件不符；管接头的结构设计不合理；管接头的加工质量差，不起密封作用；压力脉动引起管接头松动，螺栓蠕变松动后未及时拧紧；管接头拧紧力矩过大或不够。


（2）密封件引起的泄漏与密封件的损坏或失效有关。主要表现是密封件的材料或结构类型与使用条件不符；密封件失效、压缩量不够、老化、损伤、几何精度不合格、加工质量低劣、非正规产品；密封件的硬度、耐压等级、变形率和强度范围等指标不合要求；密封件的安装不当、表面磨损或硬化，以及寿命到期但未及时更换。


（3）由元件结合面引起的泄漏与设计、加工和安装都有关。主要表现是密封的设计不符合规范要求，密封沟槽的尺寸不合理，密封配合精度低、配合间隙超差；密封表面粗糙度和平面度误差过大，加工质量差；密封结构选用不当，造成变形，使接合面不能全面接触；装配不细心，接合面有沙尘或因损伤而产生较大的塑性变形。


（4）壳体的泄漏主要发生在铸件和焊接件的缺陷上，在液压系统的压力脉动或冲击振动的作用下逐渐扩大。


（5）系统自身泄漏的主要原因是，系统装配粗糙，缺乏减振、隔振措施；系统超压使用；未做到按规定对系统适时检查及处理；易损件寿命到期但未及时更换。


3.泄漏的防治


（1）防止油液污染


液压泵的吸油口应安装粗滤器，且吸油口处应距油箱底部一定距离；出油口处应安装高压精滤器，且过滤效果应符合系统的工作要求，以防污物堵塞而引起液压系统故障；液压油箱隔板上应加装过滤网，以除去回油过滤器未滤去的杂质。液压缸上应安装金属防护圈，以防污物被带进缸内，并可防止泥水和光辐射对液压缸侵蚀而引起泄漏；液压元器件安装前应检查、清理干净其内部的铁屑及杂质；定期检查液压油，一旦发现油液变质、泡沫多、沉淀物多、油水分离等现象后应立即清洗系统并换油。新油加入油箱前应经过静置沉淀，过滤后方可加入，必要时可设中间油箱以进行新油的沉淀和过滤，确保油液的清洁。


（2）密封表面的粗糙度要适当


液压系统相对运动副表面的粗糙度过高或出现轴向划伤时将产生泄漏；粗糙度过低，达到镜面时密封圈的唇边会将油膜刮去，使油膜难以形成，密封刃口产生高温，加剧磨损，所以密封表面的粗糙度不可过高也不能过低。与密封圈接触的滑动面一定好有较低的粗糙度，液压缸、滑阀等动密封件表面的粗糙度应在Ra0.2～0.4дm之间，以保证运动时滑动面上的油膜不被破坏。当液压缸、滑阀的杆件上出现轴向划伤时，轻者可用金相砂纸打磨，重者应电镀修复。


（3）合理设计和加工密封沟槽


液压缸密封沟槽的设计或加工的好坏，是减少泄漏、防止油封过早损坏的先决条件。如果活塞与活塞杆的静密封处沟槽尺寸偏小，密封圈在沟槽内没有微小的活动余地，密封圈的底部就会因受反作用力的作用使其损坏而导致漏油。密封沟槽的设计（主要是沟槽部位的结构形状、尺寸、形位公差和密封面的粗糙度等），应严格按照标准要求进行。


防止油液由静密封件处向外泄漏，须合理设计静密封件密封槽尺寸及公差，使安装后的静密封件受挤压变形后能填塞配合表面的微观凹坑，并能将密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时，配合表面将在油液压力作用下分离，造成间隙过大，随着配合表面的运动，静密封就变成了动密封。


（4）减少冲击和振动


液压系统的冲击主要产生于变压、变速、换向的过程中，此时管路内流动的液体因很快的换向和阀口的突然关闭而瞬间形成很高的压力峰值，使连接件、接头与法兰松动或密封圈挤入间隙损坏等而造成泄漏。为了减少因冲击和振动而引起的泄漏，可以采取以下措施：


①用减振支架固定所有管子以便吸收冲击和振动的能量。


②采用带阻尼的换向阀、缓慢开关阀门、在液压缸端部设置缓冲装置（如单向节流阀）。


③使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击。


④适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件。


⑤尽量减少管接头的使用数量，且管接头尽量用焊接连接。


⑥使用螺纹直接头、三通接头和弯头代替锥管螺纹接头。


⑦尽量用回油块代替各个配置。


⑧针对使用的最高压力，规定安装时使用的螺栓扭距和堵头扭距，防止接合面和密封件被损坏。


（5）减少动密封件的磨损


液压系统中大多数动密封件都经过精确设计，如果动密封件加工合格、安装正确、使用合理，均可保证长时间无泄漏。从设计角度来讲，可以采用以下措施来延长动密封件的寿命：


①消除活塞杆和驱动轴密封件上的径向载荷。


②用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆，防止粉尘等杂质进入。


③设计、选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱，以防止粉尘在油液中累积。


④使活塞杆和轴的速度尽可能低。


（6）合理设计安装板


当装载机液压系统阀组或底板用螺栓固定在安装面上时，为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽与被磨损，安装面要平直，密封面要求精加工，表面粗糙度要小于Ra0.8μm,平面度误差要小于0.01/100mm;表面不能有径向划痕，连接螺钉的预紧力要足够大，以防止表面分离。


（7）要正确装配密封圈


装配密封圈时应在其表面涂油，若须通过轴上的键槽、螺纹等开口部位，应使用引导工具，不要用螺丝刀等金属工具，否则会划伤密封圈而造成漏油。对于有方向性的密封圈（如V、Y和Yx等型密封圈），装配时应将唇口对着压力油腔，注意保护唇口，避免被零件的锐边、毛刺等划伤。对旋转接触的密封面（如液压泵主动齿轮轴端），应选用双唇密封圈。安装组合密封件前应将密封件放在液压油中煮到一定温度；安装时应使用专用的导套和收口工具，并严格遵守厂家对密封件的安装说明。


（8）控制油温防止密封件变质


密封件过早变质的一个重要原因是油温过高。多数情况下，当油温经常超过60℃时，油液黏度大大下降，密封圈膨胀、老化、失效，结果导致液压系统产生泄漏。据研究表明，油温每升高10℃则密封件的寿命就会减半，所以应使油液温度控制在65℃以内。为此，应将油箱内部的出油管与回油管用隔板隔开，减少油箱到执行机构（缸或马达）之间的距离，管路上尽量少用直角弯头；另外，应注意油液与密封材料的相容性问题，须按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式与材质。


（9）重视修理装配工艺


应强化防漏治漏的修理工艺，如阀杆、活塞表面、缸内壁的整体或局部均可采用电刷镀、静电喷涂增厚后，再经车床切削加工至所需尺寸。安装带螺纹的管接头时，应在螺纹上缠绕聚四氟乙烯生料带。铸造件或焊接件在安装前应进行探伤检查和耐压试验，耐压试验的压力相当于其最高工作压力的150%～200%。油封装入座孔时，应用专用工具导入，防止位置偏斜。