机床液压系统内泄漏及诊断修复研究

2019-01-03王兴刚

中国金属通报 2019年6期

王兴刚

（大连海洋大学应用技术学院，辽宁大连 116300）

在液压传统系统当中，一般使用的工作介质为矿物油，使其在规定的液压元件当中流动，这样便可对动力以及运动进行传递。但是，因为密封件当中的结构形式以及相应的材料、密封槽以及密封接触表面当中的质量、密封件安装、磨损以及所处的环境、液压系统污染以及液压缸等一系列的缺陷问题，有些矿物油会大过容腔边界，这样便流出发生了泄漏。一旦产生泄漏的情况，会使液压系统出现工作异常，因此针对机床液压系统内泄漏以及相应的诊断修复需要给予详细的分析和探究。

1 机床液压系统泄漏存在的主要因素

1.1 设计因素

液压系统存在非常大的可靠性，在某种程度上与液压系统密封的相关设计以及应用的密封件选择有着直接的关系，如果密封机构的设计存在不合理的情况，并且选择有些不规范，在实际设计的过程中没有对液压油和密封材料之间的相容形式进行充分考虑，忽视了负载的情况、极限压力以及外部的环境变化。同时，因为设备在正常运行的过程中，会产生一些杂质和尘埃，并在实际设计的过程中，没有对适合的防尘密封进行应用，使得污染物进入到了系统当中，对密封造成了破坏，所以油液产生了污染，最终导致了泄漏的产生。在设计中，也没有是对运动表面当中的几何精度以及粗糙度进行全面考虑，未校核连接部件的具体强度，因为这些设计因素，都会使设备工作产生不同程度的泄漏[1]。

密封件当中的结构形式以及相应的材料存在的差异性，会对设备的液压系统密封的可靠性产生直接的影响。如果密封材料比较软，那么液压缸在具体工作的过程中，密封件会被挤入到密封间隙当中，发生损伤。如果材料比较硬，那么在外力比较大的作用下，不容易发生密封件变形，所以对密封面产生的初始接触应力以及附加接触应力会比较低，使得液压缸发生的泄漏更加严重。因为密封材料和液压油不会相容，密封件会产生软化以及蠕胀等情况，这样密封件便没有密封的作用，最终发生了泄漏[2]。

1.2 制造和装配的因素

液压元件以及相应的密封部件，对于尺寸、表面处理以及粗糙度公差的要求十分严格，在实际制造的过程中，如果有超差的情况，如油缸活塞半径、密封槽深度以及宽度等尺寸超差或者加工失圆、本身有凹点以及毛刺等，这样密封件便会产生划伤以及变形等情况，所以密封功能变差。

液压元件在具体装配的过程中，如果用力过度，零件会产生严重的变形，尤其是使用铜棒对缸体进行敲打等。在装配的过程中，需要使零件上附着一点液压油，将其进行按压。在对其进行清洗的过程中，需要应用柴油，尤其是密封圈以及防尘圈等橡胶元件，如果应用汽油，会导致密封材料发生老化，这样便没有了密封的能力。密封件在实际安装的过程中，因为尺寸和精度比较低，表面粗糙度以及形位公差比较低的密封副内，会使密封件损伤发生损伤，这也是液压系统发生泄漏的关键性因素[3]。

2 液压系统泄漏故诊断方式

设备液压系统，如果发生了外泄的情况会非常直观，但如果产生了内泄的情况却不容易发现。其中，产生的内泄漏与液压阀有着很大的关系，液压系统的具体泄漏量需要利用液压缸以及工作装置位移量指标进行衡量。在行业标准当中，针对典型机械设备液压缸以及工作装置内泄漏产生的位移量给出了明确的规定。在对机械设备进行应用时，如果产生了工作装置位移量大于标准值的情况，可判断出是因为液压系统内泄漏产生的。

故障和问题可利用经验诊断法，试验法以及相关分析法，在对液压缸不进行拆卸的基础之上，可对泄漏故障进行有效判断，其中针对经验法可通过检和问进行判断，其中问便是咨询操作人员故障的具体情况，如存在哪些异常现象，是否为突发故障还是渐发故障，在操作中是否发生违规行为，并且详细了解液压系统的维护情况是否更换过液压油。通常情况下，如果为突发性故障，很多都是因为液压系统遭受到了污染，或者意外荷载产生的液压阀、或者密闭件失去功能效果导致的；如果配件发生故障，很多是因为密封件产生了磨损导致的[4]。

“检”是维修人员对液压系统进行详细检查，首先需要将非泄漏性故障进行排除之后，对液压油的编制以及污染程度进行详细查看，之后维修人员需要对液压换向法进行操作，以便使液压缸运动达到极限位置，这样便可对液压系统的工作压力进行观察，如果工作压力没有达到规定的标准值，需要对安全阀压力进行调节[5]。如果仍然没有变化，便可判断出是否为液压缸的泄漏问题，在对液压缸回油腔管路进行拆开之后，需要对油口是否有液压油流出进行观察、判断液压缸是否发生泄漏。

3 液压缸拆检以及维修

活塞密封是针对液压缸防止发生内泄的重要元件，针对唇形密封件，其相关的检查工作重点为唇边是否有严重的伤痕以及磨损；针对组合密封及重点检查的方向，便是密封面发生磨损的量，最后对密封件是否可以继续应用给出判断，此外还需要对活塞以及活塞感之间的密封圈是否有挤伤的情况进行检查；活塞杆密封的相关检查工作需要对支撑环以及密封件的磨损情况进行查看，如果密封件以及导支承环存在缺陷，需要结合被修液压缸密封件的具体结构，对同样结构以及相应的材料密封件进行更换，这样可使密封件与密封表面之间产生的油膜厚度进行降低，使泄漏量减少。

液压缸的缸筒表面与活塞密封，为液压缸产生内泄的关键性因素，如果缸筒当中有纵向拉痕，即使对活塞密封进行了更换，也不能有效解决这一故障。缸筒内表面，需要对尺寸公差以及形位公差是否满足技术要求进行检查，并查看无纵向拉痕，并对纵向拉痕深度进行测量。如果缸筒有轻微的变形或者有浅状拉痕，可应用强力珩磨工艺修复缸筒，强力珩磨工艺，可对公差大于2.5倍以内的缸筒，利用强力珩磨机可以对尺寸以及形状误差超差的部位实施相应的珩磨，这样可保障缸筒的整体尺寸、形状公差以及相应的粗糙程度与技术要求相满足。

如果缸筒当中发生了非常严重的磨损，或者存在的深纵向拉痕比较深，可以应用热喷涂、粘接以及流镀的形式，对缸筒进行技术修复。热喷涂缸筒当中的表面修复，属于熔融状态当中的喷涂材料，利用高速气流可以使其产生雾化，之后在缸筒表面进行喷射，这样便产生了喷涂层，使对金属表面进行处理的有效方式。在完成喷涂之后，可利用强力珩磨技术，珩磨缸筒，以便尺寸和形状公差、粗糙度能够对相应的技术要求给予满足。热喷涂筒表面当中的修复包括电弧喷涂、火焰喷涂等形式[6]。

活塞杆与导向套之间产生的相对运动是发生外漏关键性因素，如果活塞杆的表面镀铬层发生了严重的磨损会产生剥落，这时会发生纵向拉痕，或者密封件会失去功能作用。如果活塞杆发生弯曲，需要根据实物进行相应的绘制，由专业生产厂对其进行制造；如果活塞杆表面镀层发生严重的划伤磨损，并且局部产生剥落、可将镀层磨去，重新处理镀层。导向套的相关检查重点为对套内与活塞杆相对运动的表面进行检查，如果有不均匀磨损情况，并且圆度大于0.3mm，需要依照实物重新进行绘制。

对于阀缓冲液压缸，相关检查工作需要检查阀芯与阀座的磨损情况，发现磨损量比较大，并且密封去了效果，需要依照实物进行测绘，并将其更换，也可以对阀芯进行更新，利用磨料对阀座配套方法进行修复。

4 液压系统泄漏的有效预防措施

设备液压系统产生渗漏是由不同的影响因素导致的，结合现在的材料以及技术，从根本上对其进行消除存在一定的技术难度，所以需要在设计、加工以及装配当中，对每一方面的影响因素进行全面考虑，以便降低泄漏的可能性，其中经常使用的预防措施包括：①针对0形密封圈要正确装配；②加工以及制造时，要对活塞与活塞杆的同轴度给予保持；③结合具体的条件，对合适的密封件进行挑选，以便使动密封件的磨损有所减小；④防止液压缸中有铁屑以及硬质异物进入，避免拉缸；⑤IF油温不能过高。