冶金用液压缸检修控制要点

程启涛

（宝钢集团新疆八一钢铁有限责任公司 乌鲁木齐）

一、前言

液压传动控制系统广泛应用于冶金行业，液压缸作为液压系统的执行元件在液压系统中起着重要作用。液压缸的种类很多，按供油方式，分为单作用缸和双作用缸；按活塞杆形式，分为单活塞杆缸和双活塞杆缸。液压缸作为执行元件直接安装于生产现场，最易受环境的污染。据统计，液压系统 70%以上的故障都与液压介质的污染有关。为保证清洁度，对污染控制必须系统考虑，从设计、制造、安装、使用和维修贯穿所有环节。因此对在线使用的液压缸，其检修过程中质量的控制必须给予高度重视。

二、液压缸检修

1.拆卸前准备工作

（1）工作步骤。①清理油污与粉尘。冶金企业使用的液压缸大多处于高温、高粉尘、高潮湿的环境中，使用工况非常恶劣。从生产现场更换下来的液压缸体外表面附有大量的油污和粉尘，检修前如果不能预先清理，检修时被带入缸内，进入液压系统，会引起设备的各种故障。因此，必须按照“先外后内”的原则，在液压缸整体拆卸前，先把外部附着的油污与粉尘彻底清理干净。②清洗缸体外部。油污与粉尘被清理完后，还需对缸体外部进行全面清洗，直到设备见底色。

（2）注意事项。①在液压缸外部附着的油污与粉尘尚未清理完全的情况下，不允许打开液压缸。②在使用汽油或煤油进行清洗时，必须作好相关的安全防范措施，不许在易燃易爆场所或附近作业，以免发生事故。③检修使用的工器具必须保持清洁，零部件的放置场所必须保持清洁，不允许胡乱堆放。

2.拆卸、清洗

拆卸前的准备工作完成后，就可以进行整体拆卸了，在拆卸过程中应作好标识，以免在装配中出错。由于各液压缸的结构不尽相同，拆卸时应根据缸的内部结构按序进行。如应先从端盖紧固螺栓开始拆卸，再依次将端盖（或端盖兼导向套）、活塞杆、活塞、缸筒等拆下。缸筒内表面与活塞杆外表面的精度要求较高，拆卸时应避免划伤。

整体拆卸后，需对拆下的零部件进行第二次清洗，因为液压系统70%以上的故障都与液压介质的污染有关，所以从维修环节比较好控制，也是保障系统清洁度的关键性措施之一。

表1 液压系统的污染控制等级

考虑到清洗剂的挥发性和装配要求，在第二次清洗时最好使用120#溶剂汽油作为清洗液（见机械工业部《液压件清洁度检测暂行办法》），使用稠布或的确良布进行擦洗，不能用大布或其他易起头絮的棉布、棉纱等，以免脱落的絮头进入液压系统堵塞液压元件。在所有零部件中，缸筒比较难清洗，因此要把缸筒作为重点并反复清洗。

（1）密封件。液压缸密封易损坏部位：活塞与缸筒内表面的密封；活塞与活塞杆的密封；活塞杆与导向套的密封；导向套与缸筒内表面的密封。检查密封件时，首先要观察密封件有无损伤，接触的摩擦面有无磨损，其次要看密封件的变形和材质劣化情况。

一般情况，O形圈在静密封情况下使用压力可达35 MPa，在动密封情况下使用压力可达10 MPa。当系统压力＞10 MPa时，为防止O形圈挤入缝隙而受损伤，常在承压面加密封挡圈来保护O形圈。截面直径被部分被“啃掉”，见图1a，在这种情况下O形圈已经不能有效的密封，应该更换新的，除了要更换损伤的密封件外，对于那些出现变形与材质劣化的密封件也要及时更换。

对于Y形圈与V形圈等唇形密封件，除了要看本身有无损伤外，还要看密封面的磨损以及唇边卷曲情况。对于不能有效密封的，也要及时更换。见图1b和图1c。

图1 常见的密封损伤情况

不同的密封材料都有使用期限，液压缸日常维护时对已经到期的密封件，即使其表面完好，也要及时更换，以免因密封件材质老化而影响密封。

（2）活塞杆。活塞杆常用的材质是45#钢或40Cr，经调质处理为229～285 HB。表面镀铬，镀层厚度在0.03～0.05 mm。

检查活塞杆的外表面，看是否有纵状拉伤、局部点蚀以及镀层脱落现象。轻微的局部点蚀一般不会影响缸的密封。对于活塞杆外表面较重的纵状伤痕和镀层脱落，可能引起液压缸外部泄露。镀层脱落较重时，要重新镀铬并进行抛光加工，纵状伤痕如果无法修复处理，则要更换活塞杆。

（3）缸筒与油口。对于普通的液压缸，缸筒的常用材料为35#、45#无缝钢管。经调质处理HB241-285。另外常用的材料就是27SiMn。

缸筒内表面常有轻微的摩擦痕迹，一般不会影响缸的正常工作。

由于缸筒内表面的精度要求较高，一般为Ra 0.4～0.1 μm，碍于加工手段及检修空间的限制，对于缸筒内部出现的各种损伤，大多数情况下都不做修理，而是直接更换缸筒。

检查缸筒上的油口主要是看油口螺纹是否损坏，装管接头时是否有“滑丝”现象。如果有损伤就要及时处理，否则在安装使用后管接头就会因密封不严而出现漏油现象。以前也有过试图对缸筒内表面的损伤进行简单的修复处理，但均效果不佳。

（4）导向套与活塞。导向套的内表面常有轻微的摩擦痕迹，不会影响缸的工作。如果伤痕较重，如伤痕深度达0.2～0.3 mm时，就应进行修复或重新更换新的导向套。导向套的外表面与缸筒内表面之间没有相对运动，属静密封状态，一般不会出现损伤。

活塞的检查判定方法与导向套相同。如果表面的伤痕深度达到0.2～0.3 mm，或者活塞上有裂纹出现时，就应进行修复或更换新的活塞。

（5）注意事项。①拆卸时严禁使用蛮力强行拆卸，要根据缸的内部结构按照维修作业标准进行。②更换或修理过的零部件要经过3次清洗，不许未经清洗就直接进行装配。③更换下来的密封件要及时处理，严禁与修复好的密封件混放，以免使用时出错。

3.装配

图2 填充卡键图

（1）装配准备。装配前，除制式工具外，还需准备橡胶锤、胶木棒和定制的胶木套等辅助工器具。检查装配的接触面是否光滑平整，如果有毛刺要及时去除。缸筒端部有卡键槽时，如图2所示，应预先加工好卡键，卡键的内径、外径和宽度与卡键槽相等，内径表面的粗糙度应与缸筒内表面的粗糙度保持一致，根据装配需求将卡键剖分为不均等的3部分（应以斜口形式剖分）。缸筒端部的内径尺寸从前到后如有阶梯形或锥形变化的，应根据实际情况预先加工好填充用的引进套，其尺寸、配合、粗糙度根据需求而定。准备好润滑油，润滑油品最好能与所检修的液压缸用油保持一致。检查待装的各零部件、所用的工器具是否干燥和清洁。检查检修装配人员的手部是否干净。检查经汽油清洗过的各零部件（特别是缸筒）是否已经挥发干净。

（2）装配作业。按照缸的内部结构和相应的维修作业标准，先分部装配，再进行总装。装配易损密封件应注意以下问题。①有些材料的密封件允许在装配前放入沸水中加热以便于安装。②注意密封件唇口的安装方向，特别是Y形圈、V形圈等密封件，应注意密封方向。③使用卡键、引进套等辅助器具，避免在装配中出现密封件唇边卷曲、扭挤、划伤现象，缸筒卡键槽使用填充卡键，活塞密封件平滑地通过卡键槽的装配。④所有的装配接触面都要涂好润滑油，杜绝无润滑装配。⑤使用“旋转压入”的方式，杜绝使用蛮力强行敲击。⑥上螺栓时，应按对角方向分别进行紧固。

（3）注意事项。①装配前，必须保证各零部件清洁、完好、挥发和干燥，检修装配人员要保证工器具和各自手部的清洁干净，严禁将任何杂质带入缸内。②装配前，要预先准备好各类辅助工器具，工器具不全不允许装配。③装配时，严禁使用废油液润滑，要尽量使用本系统的液压油作为润滑用油。④装配时，应在接触面涂润滑油，严禁无润滑装配，严禁使用蛮力强行锤击零部件。

三、液压缸检测

1.压力检测

修复的液压缸装配前必须进行压力试验，以保证液压缸达到使用要求。液压缸根据所使用的工作压力等级，一般可分为≤16 MPa，25 MPa，31.5 MPa，≥40 MPa 等压力级别。不同的压力级别对应着不同的试验压力。例如，液压缸额定压力≤16 MPa，试验压力为额定压力的1.5倍，压力试验时间为5 min。液压缸额定压力＞16 MPa，试验压力为额定压力的1.25倍，压力试验时间为5 min。具体情况见表2。

表2 液压系统的压力分级表

2.密封检测

检查各管接头的密封状况，重点检查液压缸是否有内泄与外泄现象。通常的方法是，用1张干净的白纸贴在活塞杆上，观察纸面是否有油迹。只要活塞杆不带油，则纸面仍旧是干净的。液压缸没有出现外泄现象。液压缸在带负载试压时，如果压力表上显示的压力低达不到预先设定的压力值，或缸的运行速度明显较慢，或在保压状态下拆下回油腔一端的管接头发现有油液流出，则缸内可能有内泄情况发生。参照新液压缸出厂时的可靠性试验数据，根据泄露量的大小，可以判定液压缸是否因内泄而检修失效。

3.缓冲装置

缸内部的缓冲装置是通过节流孔的节流作用形成一个背压，以减缓活塞和活塞杆的运行速度，避免出现活塞与缸底的冲击碰撞现象。油液密度观察活塞杆的往复运动，如感觉活塞运动到缸底时有明显的“减速”现象，就说明缓冲装置在起作用。

4.排气装置

液压缸中如果混入了空气，则会出现“爬行”现象，排气装置可将缸内空气排出，在压力检测时，调节排气装置的松紧螺钉，将缸内空气排出。没有排气装置的液压缸，可通过油液循环将缸内的空气排出。凡设有排气装置的液压缸，安装时必须做好排气工作。

5.封口

修复后的液压缸，油口要用塑料塞子或透明胶带封住，避免杂质与污物进入缸内。应注意：①压力试验时要保证液压缸内的清洁，严禁使用不清洁的液压油和设施进行试压。②试压合格的液压缸在封口时要用干净的塑料塞子或透明胶带，严禁使用棉纱、棉布等物品。③试压合格的液压缸在使用前需先排气，头部耳环与销轴等安装位置应加入润滑脂，不允许强行安装。

四、结语

液压传动系统中的液压缸，绝大多数都可以由使用单位自行实施检修。只要在检修过程中做好质量控制工作，认真把握好检修过程中的关键点，经过自行检修的液压缸完全能够满足生产现场的需求。