矿用设备液压胶管总成损坏原因分析及对策

李再有

摘要：液压传动技术被广泛应用于各种矿用设备，液压胶管总成作为液压传动系统中的辅助元件之一，在矿用设备实际使用过程中经常会出现损坏情况，导致液压系统出现渗漏油、液压元件损坏等现象，使矿用设备无法正常工作而造成损失。通过对各类型液压胶管总成在矿用设备实际使用过程中的损坏原因进行分析，提出相应的解决对策，从而提高液压胶管总成的使用寿命，使液压系统在矿用设备使用过程中能够安全可靠地运行。

Abstract： Hydraulic transmission technology is widely used in various mining equipment. The hydraulic hose assembly is one of the auxiliary components in the hydraulic transmission system. During the actual use of mining equipment， damage often occurs， resulting in oil leakage in the hydraulic system. The reason of damage to various types of hydraulic hose assemblies are analyzed， and countermeasures are proposed to increase the life of hydraulic hose assemblies and enable the hydraulic system to operate safely and reliably during the actual use of mining equipment.

关键词：液压系统;液压胶管总成;原因分析;扣压量;对策

Key words： hydraulic system;hydraulic hose assembly;cause analysis;withhold amount;countermeasures

中图分类号：TH137.8+6                                 文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）05-0279-03

0  引言

随着液压传动与控制技术的发展，液压系统被应用的领域也越来越广泛，尤其是在各种矿用设备上，如各种矿用胶轮车、掘进机、锚杆钻车等，其液压系统的组成主要包括动力源、执行元件、各种控制阀、液压辅助元件及工作介质等几部分，其中液压辅助元件又包括油箱、各种过滤装置、液压胶管总成及各种管接头、仪器仪表等，而液压胶管总成作为液压系统中必不可少的辅助元件，主要用于连接液压系统中各种液压元件，作为工作介质传递系统能量的载体，从而实现液压系统的各种功能。可见，液压胶管总成的使用寿命成为了液压系统能否平稳、安全可靠地运行的关键因素之一，本文通过矿用设备在实际使用过程中发生的各类型液压胶管总成损坏的典型案例进行原因分析，提出相应的解决对策，从而使矿用设备正常运行，保证生产需要。

1  液压胶管总成的结构组成

1.1 液压胶管的类型

矿用设备上常用的液压胶管主要分为两层钢丝编织液压胶管（一般代号为2T）和四层钢丝缠绕液压胶管（一般代号为4SP）两种类型，这两种液压胶管主要由内胶层、中胶层、钢丝增强层、外胶层四部分组成，如图1所示。

内胶层与液压系统中的输送介质直接接触，对钢丝增强层起到保护作用，防止介质对其进行侵蚀，并在鋼丝增强层的作用下起到一定的承压能力;钢丝增强层作为液压胶管的骨架，决定了其在液压系统中承压能力的大小;外胶层作为液压胶管的最后一道屏障，粘在钢丝增强层上起保护作用，防止其受到外部环境的影响而导致液压胶管的承压能力下降。各类型的液压胶管根据其本身承压能力的不同被应用于不同的液压系统中。矿用设备常用液压胶管的类型与参数值如表1所示。

1.2 液压胶管总成的结构组成与型号分类

1.2.1 结构组成

液压胶管总成是由钢丝编织或缠绕胶管管体及扣压式胶管接头经专用扣压设备扣压而成的组合件，其中扣压式胶管接头又包括安装螺母、接头芯子以及套筒，液压胶管总成的结构与扣压剖面图如图2、图3所示。

1.2.2 型号分类

液压胶管总成型号主要以液压胶管的承压能力与胶管接头的型式进行分类，并根据液压系统的流量与最大许用压力对照表1的数据来选取液压胶管的通径与钢丝层数，同时还要根据液压系统中各元件的连接方式与布置管路的距离，确定胶管接头类型与液压胶管总成的长度，常用扣压式胶管接头的类型见表2。

如果液压系统的工作压力为20MPa，需要一根长度3米，通径为二分之一的液压胶管总成进行连接系统中的液压元件，胶管接头可以按照表2任意进行选择，其型号可以表示为：C（1/2）-2T-3000，该型号中C表示选用的胶管接头型式为74°锥面硬密封，1/2表示液压胶管的公称通径为12.7mm，2T表示两层钢丝编织液压胶管，3000表示长度为3米。

2  常用液压胶管总成损坏的类型及原因

矿用设备经过长期的实际使用与从出现损坏的液压胶管总成的售后服务统计数据上来看，常用的液压胶管总成出现的损坏类型主要有以下几种情况：

①胶管接头拔脱。液压胶管总成的胶管接头出现拔脱现象的原因除了与自身的胶管原材料的质量有关外，胶管接头的扣压量是否合理准确也是关键因素之一，如果扣压量太小，套筒的齿不能够扣压到钢丝增强层而使其达到一定的变形量，以至于不足以形成对胶管的咬合力，肯定会使液压胶管总成在液压系统的工作中出现拔脱现象，如图4所示。

②内胶破损或堆积。液压胶管总成在使用一段时间后，偶尔会出现在胶管接头的扣压处有渗漏油的情况，如果将该胶管接头剖切开会发现，与接头芯子接触的胶管內胶发生破损或堆积，出现此种现象的原因除了与内胶层的橡胶材质的质量有关外，还与生产液压胶管总成时扣压量的合理性有关，若扣压量过大，就会造成内胶过度压缩而失去塑性，一旦经过液压系统中的高压油液长期的冲洗，就会出现破损，最终导致渗漏油，如图5所示。

③外胶破损。液压胶管总成在液压系统安装时有交叉或者在工作时与设备的机械表面有摩擦，长期的相互运动造成外胶破损。如果不及时更换破损的液压胶管总成，一旦裸露在外的钢丝增强层受到外部环境的影响出现锈蚀或损伤，就会导致液压胶管的承压能力大大降低而发生爆裂，如图6所示。

④液压胶管爆裂。产生爆裂的原因可能有四种：第一、液压胶管自身制造质量问题;第二、如序号③所述，外胶破损最终导致爆裂;第三、液压胶管总成选型错误，未达到液压系统的承压要求;第四、液压胶管总成在安装或者使用过程中发生过度的弯曲或扭转，在使用一段时间后引起钢丝增强层结构改变，钢丝间出现相互摩擦而产生间隙，降低了承压能力而产生爆裂，如图7所示。

⑤胶管接头的密封损坏。矿用设备常用的液压胶管总成的密封型式可参考表2，液压系统在使用过程中如果频繁拆卸胶管总成或安装螺母的拧紧力过大，均会造成密封损坏，主要表现形式为O型圈失去弹性压缩量和锥面密封损坏，而导致液压系统渗漏。

3  针对液压胶管总成损坏原因而提出的对策

3.1 确定正确合理的扣压量

在生产液压胶管总成时，首先要充分测量选用的各类型液压胶管的外径、内径以及钢丝层外径，再根据所测量的尺寸值来选择合适的胶管接头与之配合，达到安装正确合理;其次，在扣压过程中要结合胶管接头与液压胶管的配合尺寸，设置合理的扣压量，不能过大也不能过小，避免出现胶管接头拔脱、内胶破损或者扣断钢丝层的情况。每种规格的液压胶管总成的扣压量的值不能一成不变，要根据所测的两者尺寸值的变化而随之调整扣压量。

3.2 液压胶管总成合理安装与布置

根据矿用设备液压系统的设计参数与液压元件的安装布局，选用合理的液压胶管的类型，并综合考虑长度尺寸、液压系统工作压力、液压胶管弯曲半径以及相互运动的空间等因素。在液压系统安装之初，就要对液压胶管总成合理排列布置，切勿过度弯曲和扭转，防止造成钢丝增强层的结构发生改变而导致液压胶管提前发生疲劳而爆裂。在液压胶管总成安装过程中无法避免交叉或在设备工作时与机械表面发生摩擦的地方，应采用耐磨护套等保护装置，避免外胶层磨损破裂。在检修液压系统需要反复拆解或安装液压胶管总成时，一定要检查胶管接头的密封，一旦发现损坏立即进行更换，避免安装后出现渗漏。

3.3 加强检验

在液压胶管总成扣压前必须依照相应的检验标准对液压胶管与胶管接头的外观、规格尺寸、公差配合等进行严格检验，确保符合使用要求，同时也要加强扣压过程中的质量控制，应严格按照生产工艺进行扣压。在液压胶管总成出厂前必须对规格型号、长度、胶管接头类型、承载静压能力、外观质量等进行全面检验，对于胶管接头抗拔脱能力、爆破试验以及脉冲寿命试验可进行抽检，从而保证液压胶管总成符合矿用设备液压系统的各性能指标与使用要求。

4  结论

液压胶管总成的可靠性与使用寿命直接影响矿用设备的使用性能，本文从实际应用中总结并分析了液压胶管总成损坏的原因，提出了相应的解决对策。由此可得出结论：要想提高液压胶管总成的可靠性与使用寿命，首先要加强检验，确保液压胶管与胶管接头本身的质量合格;其次在生产过程中执行严格的质量控制与检查，精确把握扣压量，以及对液压胶管总成合理进行布局、安装和保护，才能根本解决好液压胶管总成的问题。

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