液壓系統(tǒng)中的工作液體,是在液壓元件(包括管道)的容腔內流動或暫存的,循環(huán)的工作液體理應限于在規(guī)定的容腔內,然而由于壓力、間隙等種種原因,有部分液體超過容腔邊界流出,液體的“越界流出”現(xiàn)象稱為泄漏。
影響泄漏的幾個重要因素
液壓系統(tǒng)在實際工作中,下面幾個因素對泄漏有重要影響:
①工作壓力和溫升。液壓系統(tǒng)壓力越高越易泄漏。當工作壓力大于密封耐壓時,密封唇部易變形,中間發(fā)生凹陷,從而增大了接觸寬度。實踐表明,當壓力從零增大到0.1MPa時,其接觸寬度將是壓力為零時的4倍。壓力作用下接觸寬度的增加,使摩擦力矩增加,也使磨損加劇、溫升提高,泄漏增加,進而影響密封的使用壽命。油溫過高,潤滑油膜變薄,摩擦力加大,磨損加劇,密封材料老化增快,使之變硬變脆,并可能很快導致泄漏。隨著油液溫度的增高,其密封壽命將急劇下降,溫度每增加10℃,密封壽命將縮短約1/3。
②轉速。軸的轉速不僅影響到密封的泄漏,而且由于轉速的改變,將引起溫升、動載等變化,嚴重影響到密封的工作壽命。
③工作介質的清潔度。液壓系統(tǒng)的工作介質是液壓油,如果油液不潔,或由于機械對元件在運轉中產(chǎn)生的磨損粉末和切屑粉末,以及外部侵入的灰塵,一旦進入油液,油質將變差,形成油泥和固形雜質,引起密封唇口與元件表面的劃傷,從而導致密封的急劇磨損,泄漏增加。
④工作介質的粘度和橡膠材料。由于密封件上橡膠與不同油液的親和性不同,因而會出現(xiàn)橡膠的膨脹或收縮,一般來說,工作介質粘度越低,越易泄漏,越高越不易泄漏。
為控制液壓系統(tǒng)的泄漏,必須從檢測、正確選用和使用密封件等入手。
1 泄漏檢測 首先對液壓系統(tǒng)的泄漏原因進行診斷,這是控制泄漏的關鍵。
2 密封件的正確選用 密封大多數(shù)采用具有彈性或易變形的材料,密封材料的正確選用是決定密封性能、防止泄漏的主要因素。密封件的材料一般應具備下列要求:抵抗工作介質侵蝕的能力強,長期工作體積和硬度變化小;彈性和壓縮復原性好,永久變形?。徊牧厦舾行院?,不滲漏;具備適當?shù)臋C械強度和硬度;具有能與密封面貼含的柔軟性和彈性;耐低溫和高溫性能好,高溫下不分解不軟化,低溫下不硬化;既不腐蝕,也不粘在金屬表面上;耐臭氧性和耐老化性好,經(jīng)久耐用;加工制造方便,價格低。任何一種材料往往不能全面滿足上述這些要求,使用時應根據(jù)工作條件、要求來選擇。
3 密封件的安裝 為使密封可靠、壽命長,在設計密封槽時,要有適當?shù)膲嚎s率,不能過大也不能過小,過大則壓縮應力增加,摩擦力增大,加快密封磨損,亦易產(chǎn)生扭曲破壞,壽命縮短,有時造成裝配困難;過小,則密封性不好,易泄漏。零件設計時要有導向角,以免裝配時損傷密封件。安裝時,盡量避免過大拉伸,以免變形。特別注意的是必須保證密封唇口部端面垂直于軸的中心線,否則產(chǎn)生的偏移會造成唇口單邊的局部磨損,不能形成泵汲。
4 實際工作中注意事項
①要控制液壓系統(tǒng)的油溫。油溫過高,潤滑油膜變薄,摩擦力加大,磨損加劇,密封材料老化增快,使之變硬變脆,并可能很快導致泄漏。
②液壓系統(tǒng)中應盡量減少管接頭,據(jù)統(tǒng)計有30%~40%的泄漏在管接頭處。因此要選擇結構合適的管接頭。液壓系統(tǒng)中常用的管接頭有擴口式、卡套式和焊接式三類。三種接頭各有特點,應根據(jù)工作可靠性和經(jīng)濟性進行選擇。
③選擇合適的液壓元件,提高元件的表面精度。如系統(tǒng)不要求有快速切換,則應選擇濕式電磁閥,因它壽命長,沖擊小,推桿處無動密封,消除了推桿部位引起的泄漏。
④在易于進入粉塵、灰塵的液壓元件或密封處,增加擋塵裝置,如防塵環(huán)、擋塵罩等。防止設備長時間超壓和超轉速運行。
⑤保持油液的清潔,定期更換油液。