機床液壓油缸的泄漏及防治

楊明華

山東泰豐液壓股份有限公司

機床液壓油缸的泄漏及防治

楊明華

山東泰豐液壓股份有限公司

機床設備液壓傳動工作中的油缸是把液壓油的壓力能量轉換為機械能的執行機構部件，它主要是依靠液壓油在油缸中的流動方向變化，把油缸中的活塞推動往復運動，使活塞按一定的速度和推力完成某一項機械運動。泄漏是油缸最常見的故障，主要分為外泄漏和內泄漏。外泄漏是指油缸筒與缸蓋、缸底、油口、缸蓋與活塞桿處的泄漏，外泄很容易從外觀直接觀察出來；內泄漏是指油缸內部高壓腔內的壓力油向低壓腔滲漏，它發生在活塞與缸壁、活塞與活塞桿連接處。因此本文主要就對機床液壓油缸的泄漏及防治相關方面進行分析和探討。

機床液壓油缸；泄漏；防治

1 泄漏的分類

液壓油缸的泄漏形式根據油液流向可分為外泄漏和內泄漏，外泄漏是指油液從液壓系統內流至液壓系統外，主要發生在液壓缸缸筒與缸蓋、缸底、油管接口、排氣閥、緩沖調節閥之間或者缸蓋與活塞桿之間；內泄漏是指油液從液壓系統內高壓腔流至低壓腔，主要發生在活塞與缸筒之間或者活塞內孔與活塞的連接處。通常情況下，外泄漏可以從外部直接觀察發現，內泄漏直接觀察不到，需要單方面注入壓力油，使活塞停在初始點或終點，觀察另一個油口是否漏油以確定是否存在內泄漏。不論是外泄漏還是內泄漏，主要原因都是密封不良、連接處結合不良、部件失效以及環境惡劣等。

液壓缸嚴重的泄漏不僅會使設備周圍的環境受到污染，還會導致液壓缸工作腔的壓力降低，使液壓缸無法正常工作。采取比較先進的方法，有效地防止泄漏，使液壓系統實現“零泄漏”是液壓行業多年來始終追求的目標。

2 液壓油缸泄漏的原因

液壓油缸的泄漏一般都是在使用一段時間后產生。從表面上來看，大多數是由密封件失效、損壞、擠出，或密封表面被拉傷等原因造成。但實際上主要是由油液污染、密封表面粗糙度不當、密封溝槽不合格，配合件間隙增大、油溫過高、密封圈變質、液壓元件未清洗干凈、裝配不當而造成密封件損傷等原因造成的。

2.1 油缸管接頭的泄漏與連接處的加工精度、緊固強度及毛刺是否被除掉等因素有關。主要表現是選用管接頭的加工質量差，不起密封作用；壓力脈動引起管接頭松動，螺栓蠕變松動后未及時擰緊；管接頭擰緊力矩不夠。

2.2 密封件引起的泄漏與密封件的損壞或失效有關。主要表現是密封件的材料或結構類型與使用條件不符；密封件失效、壓縮量不夠、老化、損傷、幾何精度不合格、加工質量低劣、非正規產品；密封件的硬度、耐壓等級、變形率和強度范圍等指標不合要求；密封件的安裝不當、表面磨損或硬化，以及壽命到期但未及時更換。

2.3 由零件結合面引起的泄漏與設計、加工和安裝都有關。主要表現是密封的設計不符合規范要求，密封溝槽的尺寸不合理，密封配合精度低、配合間隙超差；密封表面粗糙度值較大，形位公差過大；密封結構選用不當造成變形，使結合面不能全面接觸；裝配不細心，結合面有沙塵或因損傷而產生較大的塑性變形。

2.4 殼體的泄漏主要發生在焊接件的缺陷上，在液壓系統的壓力脈動或沖擊振動的作用下逐漸擴大。泄漏故障對液壓設備帶來的危害主要表現在以下幾方面：1)使系統壓力下降。2)執行機構推力不足速度緩慢或不穩定，甚至無法工作。3)油液消耗增大，系統效率降低，油溫升高。4)造成油液和其他物質浪費，增加設備運轉成本。5)污染環境，使工作條件惡化，有礙健康。

3 機床液壓油缸泄漏問題的防治

3.1 加強機床液壓油缸密封的重視。液壓缸需要采用密封的原因是因為其存在內泄漏和外泄漏的問題，當液壓缸中存在內泄漏和外泄漏的情況出現時，會導致液壓缸的腔體的容積變小效率變低，使液壓缸在工作中性能降低。情況嚴重時會產生系統壓力上不去，無法工作。同時，站在環境保護的角度，也要盡量的避免泄漏的發生，所以要采取必要的密封措施是非常重要的。

首先，采用的第一種方式被稱其為間隙密封，其工作原理是在兩個運動件之間會保留一點間隙，在間隙中產生的液體摩擦阻力來防止泄露。這種方法有一定的弊端，就是只適用于直徑和壓力都較小的液壓缸和活塞之間密封，優勢為了提高這種密封的效率會在活塞上開出幾條凹槽，這些凹槽會在發生內泄漏的時候讓油液改變路徑或者截斷，，在小槽內形成旋渦而產生阻力，于是使油液的泄漏量減少；另一是阻止活塞軸線的偏移，從而有利于保持配合間隙，保證潤滑效果，減少活塞與缸壁的磨損，增加間隙密封性能。

然后，采用橡膠密封圈的作用，由于液壓缸中密封圈的種類不同，所以采用的密封機理也不盡相同，其中O型密封圈主要是依靠預壓縮量，來抵消間隙實現密封的作用。而Y、YX、V形等依靠密封圈的唇口受液壓力作用變形，使唇口貼緊密封面而進行密封，液壓力越高，唇邊貼得越緊，并具有磨損后自動補償的能力。

最后，是采用橡膠密封組件來實現密封作用。其中主要有格萊圈、蕾形密封圈、斯特封等，這種密封一般都是組合類型具有兩種密封件的特點，在工作中共同發揮起到密封的作用。就拿格萊圈來說，它是由橡膠O形密封圈和聚四氟乙烯的格萊圈組合而成。在工作中利用O型橡膠密封圈良好的彈性產生預壓縮從而使格萊圈貼近密封面，O型橡膠圈不耐磨而格萊圈恰恰彌補了這一點，格萊圈極地的摩擦因素和自潤性，使其在液壓缸密封中使用的壽命更長。

3.2 控制油溫防止密封件變質。密封件過早變質的一個重要原因是油溫過高。在多數情況下，當油溫經常超過60℃時，油液粘度會大大下降，密封圈膨脹、老化、失效，結果導致液壓系統產生泄漏。據研究表明，油溫每升高10℃則密封件的壽命就會減半，所以應使油液溫度控制在65℃以內。為此，應將油箱內部的出油管與回油管用隔板隔開，增加油箱到執行機構(缸或馬達)之間的距離，管路上盡量少用直角彎頭；另外，應注意油液與密封材料的相容性問題，須按使用說明書或有關手冊選用液壓油和密封件的型式與材質。

3.3 重視修理裝配工藝。應強化防漏治漏的修理工藝，如活塞表面、缸內壁的整體或局部均可采用電刷鍍、靜電噴涂增厚后，再經車床切削加工至所需尺寸。鑄造件或焊接件在安裝前應進行探傷檢查和耐壓試驗，耐壓試驗的壓力相當于其最高工作壓力的150%～200%。密封件裝入孔時，應用專用工具導入，防止位置偏斜以及損傷密封件。

結語

總之，油缸的泄漏修復，需要根據具體情況具體分析，采取最簡單有效的方法，使之能滿足工作的需要，既要修復費用低、時間短，又要延長油缸的使用壽命。

[1]段文.滾動摩擦油缸液壓式標準力源技術研究[D].吉林大學，2011.

[2]姚琢.工程機械液壓油缸的泄漏及防治[J].湖北廣播電視大學學報，2007，03：141-142.