冶金用液壓缸檢修控制要點

程啟濤

（寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限責(zé)任公司 烏魯木齊）

一、前言

液壓傳動控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)，液壓缸作為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件在液壓系統(tǒng)中起著重要作用。液壓缸的種類很多，按供油方式，分為單作用缸和雙作用缸；按活塞桿形式，分為單活塞桿缸和雙活塞桿缸。液壓缸作為執(zhí)行元件直接安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場，最易受環(huán)境的污染。據(jù)統(tǒng)計，液壓系統(tǒng) 70%以上的故障都與液壓介質(zhì)的污染有關(guān)。為保證清潔度，對污染控制必須系統(tǒng)考慮，從設(shè)計、制造、安裝、使用和維修貫穿所有環(huán)節(jié)。因此對在線使用的液壓缸，其檢修過程中質(zhì)量的控制必須給予高度重視。

二、液壓缸檢修

1.拆卸前準(zhǔn)備工作

（1）工作步驟。①清理油污與粉塵。冶金企業(yè)使用的液壓缸大多處于高溫、高粉塵、高潮濕的環(huán)境中，使用工況非常惡劣。從生產(chǎn)現(xiàn)場更換下來的液壓缸體外表面附有大量的油污和粉塵，檢修前如果不能預(yù)先清理，檢修時被帶入缸內(nèi)，進(jìn)入液壓系統(tǒng)，會引起設(shè)備的各種故障。因此，必須按照“先外后內(nèi)”的原則，在液壓缸整體拆卸前，先把外部附著的油污與粉塵徹底清理干凈。②清洗缸體外部。油污與粉塵被清理完后，還需對缸體外部進(jìn)行全面清洗，直到設(shè)備見底色。

（2）注意事項。①在液壓缸外部附著的油污與粉塵尚未清理完全的情況下，不允許打開液壓缸。②在使用汽油或煤油進(jìn)行清洗時，必須作好相關(guān)的安全防范措施，不許在易燃易爆場所或附近作業(yè)，以免發(fā)生事故。③檢修使用的工器具必須保持清潔，零部件的放置場所必須保持清潔，不允許胡亂堆放。

2.拆卸、清洗

拆卸前的準(zhǔn)備工作完成后，就可以進(jìn)行整體拆卸了，在拆卸過程中應(yīng)作好標(biāo)識，以免在裝配中出錯。由于各液壓缸的結(jié)構(gòu)不盡相同，拆卸時應(yīng)根據(jù)缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)按序進(jìn)行。如應(yīng)先從端蓋緊固螺栓開始拆卸，再依次將端蓋（或端蓋兼導(dǎo)向套）、活塞桿、活塞、缸筒等拆下。缸筒內(nèi)表面與活塞桿外表面的精度要求較高，拆卸時應(yīng)避免劃傷。

整體拆卸后，需對拆下的零部件進(jìn)行第二次清洗，因為液壓系統(tǒng)70%以上的故障都與液壓介質(zhì)的污染有關(guān)，所以從維修環(huán)節(jié)比較好控制，也是保障系統(tǒng)清潔度的關(guān)鍵性措施之一。

表1 液壓系統(tǒng)的污染控制等級

考慮到清洗劑的揮發(fā)性和裝配要求，在第二次清洗時最好使用120#溶劑汽油作為清洗液（見機(jī)械工業(yè)部《液壓件清潔度檢測暫行辦法》），使用稠布或的確良布進(jìn)行擦洗，不能用大布或其他易起頭絮的棉布、棉紗等，以免脫落的絮頭進(jìn)入液壓系統(tǒng)堵塞液壓元件。在所有零部件中，缸筒比較難清洗，因此要把缸筒作為重點并反復(fù)清洗。

（1）密封件。液壓缸密封易損壞部位：活塞與缸筒內(nèi)表面的密封；活塞與活塞桿的密封；活塞桿與導(dǎo)向套的密封；導(dǎo)向套與缸筒內(nèi)表面的密封。檢查密封件時，首先要觀察密封件有無損傷，接觸的摩擦面有無磨損，其次要看密封件的變形和材質(zhì)劣化情況。

一般情況，O形圈在靜密封情況下使用壓力可達(dá)35 MPa，在動密封情況下使用壓力可達(dá)10 MPa。當(dāng)系統(tǒng)壓力＞10 MPa時，為防止O形圈擠入縫隙而受損傷，常在承壓面加密封擋圈來保護(hù)O形圈。截面直徑被部分被“啃掉”，見圖1a，在這種情況下O形圈已經(jīng)不能有效的密封，應(yīng)該更換新的，除了要更換損傷的密封件外，對于那些出現(xiàn)變形與材質(zhì)劣化的密封件也要及時更換。

對于Y形圈與V形圈等唇形密封件，除了要看本身有無損傷外，還要看密封面的磨損以及唇邊卷曲情況。對于不能有效密封的，也要及時更換。見圖1b和圖1c。

圖1 常見的密封損傷情況

不同的密封材料都有使用期限，液壓缸日常維護(hù)時對已經(jīng)到期的密封件，即使其表面完好，也要及時更換，以免因密封件材質(zhì)老化而影響密封。

（2）活塞桿?；钊麠U常用的材質(zhì)是45#鋼或40Cr，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理為229～285 HB。表面鍍鉻，鍍層厚度在0.03～0.05 mm。

檢查活塞桿的外表面，看是否有縱狀拉傷、局部點蝕以及鍍層脫落現(xiàn)象。輕微的局部點蝕一般不會影響缸的密封。對于活塞桿外表面較重的縱狀傷痕和鍍層脫落，可能引起液壓缸外部泄露。鍍層脫落較重時，要重新鍍鉻并進(jìn)行拋光加工，縱狀傷痕如果無法修復(fù)處理，則要更換活塞桿。

（3）缸筒與油口。對于普通的液壓缸，缸筒的常用材料為35#、45#無縫鋼管。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理HB241-285。另外常用的材料就是27SiMn。

缸筒內(nèi)表面常有輕微的摩擦痕跡，一般不會影響缸的正常工作。

由于缸筒內(nèi)表面的精度要求較高，一般為Ra 0.4～0.1 μm，礙于加工手段及檢修空間的限制，對于缸筒內(nèi)部出現(xiàn)的各種損傷，大多數(shù)情況下都不做修理，而是直接更換缸筒。

檢查缸筒上的油口主要是看油口螺紋是否損壞，裝管接頭時是否有“滑絲”現(xiàn)象。如果有損傷就要及時處理，否則在安裝使用后管接頭就會因密封不嚴(yán)而出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。以前也有過試圖對缸筒內(nèi)表面的損傷進(jìn)行簡單的修復(fù)處理，但均效果不佳。

（4）導(dǎo)向套與活塞。導(dǎo)向套的內(nèi)表面常有輕微的摩擦痕跡，不會影響缸的工作。如果傷痕較重，如傷痕深度達(dá)0.2～0.3 mm時，就應(yīng)進(jìn)行修復(fù)或重新更換新的導(dǎo)向套。導(dǎo)向套的外表面與缸筒內(nèi)表面之間沒有相對運(yùn)動，屬靜密封狀態(tài)，一般不會出現(xiàn)損傷。

活塞的檢查判定方法與導(dǎo)向套相同。如果表面的傷痕深度達(dá)到0.2～0.3 mm，或者活塞上有裂紋出現(xiàn)時，就應(yīng)進(jìn)行修復(fù)或更換新的活塞。

（5）注意事項。①拆卸時嚴(yán)禁使用蠻力強(qiáng)行拆卸，要根據(jù)缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)按照維修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。②更換或修理過的零部件要經(jīng)過3次清洗，不許未經(jīng)清洗就直接進(jìn)行裝配。③更換下來的密封件要及時處理，嚴(yán)禁與修復(fù)好的密封件混放，以免使用時出錯。

3.裝配

圖2 填充卡鍵圖

（1）裝配準(zhǔn)備。裝配前，除制式工具外，還需準(zhǔn)備橡膠錘、膠木棒和定制的膠木套等輔助工器具。檢查裝配的接觸面是否光滑平整，如果有毛刺要及時去除。缸筒端部有卡鍵槽時，如圖2所示，應(yīng)預(yù)先加工好卡鍵，卡鍵的內(nèi)徑、外徑和寬度與卡鍵槽相等，內(nèi)徑表面的粗糙度應(yīng)與缸筒內(nèi)表面的粗糙度保持一致，根據(jù)裝配需求將卡鍵剖分為不均等的3部分（應(yīng)以斜口形式剖分）。缸筒端部的內(nèi)徑尺寸從前到后如有階梯形或錐形變化的，應(yīng)根據(jù)實際情況預(yù)先加工好填充用的引進(jìn)套，其尺寸、配合、粗糙度根據(jù)需求而定。準(zhǔn)備好潤滑油，潤滑油品最好能與所檢修的液壓缸用油保持一致。檢查待裝的各零部件、所用的工器具是否干燥和清潔。檢查檢修裝配人員的手部是否干凈。檢查經(jīng)汽油清洗過的各零部件（特別是缸筒）是否已經(jīng)揮發(fā)干凈。

（2）裝配作業(yè)。按照缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的維修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，先分部裝配，再進(jìn)行總裝。裝配易損密封件應(yīng)注意以下問題。①有些材料的密封件允許在裝配前放入沸水中加熱以便于安裝。②注意密封件唇口的安裝方向，特別是Y形圈、V形圈等密封件，應(yīng)注意密封方向。③使用卡鍵、引進(jìn)套等輔助器具，避免在裝配中出現(xiàn)密封件唇邊卷曲、扭擠、劃傷現(xiàn)象，缸筒卡鍵槽使用填充卡鍵，活塞密封件平滑地通過卡鍵槽的裝配。④所有的裝配接觸面都要涂好潤滑油，杜絕無潤滑裝配。⑤使用“旋轉(zhuǎn)壓入”的方式，杜絕使用蠻力強(qiáng)行敲擊。⑥上螺栓時，應(yīng)按對角方向分別進(jìn)行緊固。

（3）注意事項。①裝配前，必須保證各零部件清潔、完好、揮發(fā)和干燥，檢修裝配人員要保證工器具和各自手部的清潔干凈，嚴(yán)禁將任何雜質(zhì)帶入缸內(nèi)。②裝配前，要預(yù)先準(zhǔn)備好各類輔助工器具，工器具不全不允許裝配。③裝配時，嚴(yán)禁使用廢油液潤滑，要盡量使用本系統(tǒng)的液壓油作為潤滑用油。④裝配時，應(yīng)在接觸面涂潤滑油，嚴(yán)禁無潤滑裝配，嚴(yán)禁使用蠻力強(qiáng)行錘擊零部件。

三、液壓缸檢測

1.壓力檢測

修復(fù)的液壓缸裝配前必須進(jìn)行壓力試驗，以保證液壓缸達(dá)到使用要求。液壓缸根據(jù)所使用的工作壓力等級，一般可分為≤16 MPa，25 MPa，31.5 MPa，≥40 MPa 等壓力級別。不同的壓力級別對應(yīng)著不同的試驗壓力。例如，液壓缸額定壓力≤16 MPa，試驗壓力為額定壓力的1.5倍，壓力試驗時間為5 min。液壓缸額定壓力＞16 MPa，試驗壓力為額定壓力的1.25倍，壓力試驗時間為5 min。具體情況見表2。

表2 液壓系統(tǒng)的壓力分級表

2.密封檢測

檢查各管接頭的密封狀況，重點檢查液壓缸是否有內(nèi)泄與外泄現(xiàn)象。通常的方法是，用1張干凈的白紙貼在活塞桿上，觀察紙面是否有油跡。只要活塞桿不帶油，則紙面仍舊是干凈的。液壓缸沒有出現(xiàn)外泄現(xiàn)象。液壓缸在帶負(fù)載試壓時，如果壓力表上顯示的壓力低達(dá)不到預(yù)先設(shè)定的壓力值，或缸的運(yùn)行速度明顯較慢，或在保壓狀態(tài)下拆下回油腔一端的管接頭發(fā)現(xiàn)有油液流出，則缸內(nèi)可能有內(nèi)泄情況發(fā)生。參照新液壓缸出廠時的可靠性試驗數(shù)據(jù)，根據(jù)泄露量的大小，可以判定液壓缸是否因內(nèi)泄而檢修失效。

3.緩沖裝置

缸內(nèi)部的緩沖裝置是通過節(jié)流孔的節(jié)流作用形成一個背壓，以減緩活塞和活塞桿的運(yùn)行速度，避免出現(xiàn)活塞與缸底的沖擊碰撞現(xiàn)象。油液密度觀察活塞桿的往復(fù)運(yùn)動，如感覺活塞運(yùn)動到缸底時有明顯的“減速”現(xiàn)象，就說明緩沖裝置在起作用。

4.排氣裝置

液壓缸中如果混入了空氣，則會出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象，排氣裝置可將缸內(nèi)空氣排出，在壓力檢測時，調(diào)節(jié)排氣裝置的松緊螺釘，將缸內(nèi)空氣排出。沒有排氣裝置的液壓缸，可通過油液循環(huán)將缸內(nèi)的空氣排出。凡設(shè)有排氣裝置的液壓缸，安裝時必須做好排氣工作。

5.封口

修復(fù)后的液壓缸，油口要用塑料塞子或透明膠帶封住，避免雜質(zhì)與污物進(jìn)入缸內(nèi)。應(yīng)注意：①壓力試驗時要保證液壓缸內(nèi)的清潔，嚴(yán)禁使用不清潔的液壓油和設(shè)施進(jìn)行試壓。②試壓合格的液壓缸在封口時要用干凈的塑料塞子或透明膠帶，嚴(yán)禁使用棉紗、棉布等物品。③試壓合格的液壓缸在使用前需先排氣，頭部耳環(huán)與銷軸等安裝位置應(yīng)加入潤滑脂，不允許強(qiáng)行安裝。

四、結(jié)語

液壓傳動系統(tǒng)中的液壓缸，絕大多數(shù)都可以由使用單位自行實施檢修。只要在檢修過程中做好質(zhì)量控制工作，認(rèn)真把握好檢修過程中的關(guān)鍵點，經(jīng)過自行檢修的液壓缸完全能夠滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的需求。