礦山機械設備液壓系統泄漏故障研究

文/胡家樂，淮南礦業集團朱集東礦

在液壓傳動系統中，都是一些比較精密的零件。液壓系統泄漏影響著系統工作的安全性，造成油液浪費、污染周圍環境、增加機器的停工時間、降低生產率、增加生產成本及對產品造成污損，因此，對液壓系統的泄漏我們必須加以控制。

人們對機械的液壓傳動雖然覺得省力方便，但同時又感到它易于損壞。究其原因，主要是不太清楚其工作原理和構造特性，從而也不大了解其預防保養的方法。如果液壓系統的制造質量沒有問題，則造成故障的原因大多是預防保養不當，操作不當的因素一般較少。之所以如此，主要是由于對它的工作條件認識不足。如果懂得一些基本原理，弄明白導致故障的有害因素，就能保證系統處于良好的工作狀況進而促進工程項目的效率，使機械設備的功能能夠得到充分的發揮。

1 泄漏的原因

幾乎所有的液壓系統的泄漏都是在使用一段時間后由于以下三個原因引起的：①沖擊和振動造成管接頭松動；②動密封件及配合件相互磨損(液壓缸尤甚)；③油溫過高及橡膠密封與液壓油不相容而變質。

2 控制泄漏的措施

2.1 減少沖擊和振動

為了減少承受沖擊和振動的管接頭松動引起的泄漏，可以采取以下措施：

①使用減震支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動；

②使用低沖擊閥或蓄能器來減少沖擊；

③適當布置壓力控制閥來保護系統的所有元件；

④盡量減少管接頭的使用數量，管接頭盡量用焊接連接；

⑤使用直螺紋接頭，三通接頭和彎頭代替錐管螺紋接頭；

⑥盡量用回油塊代替各個配管；

⑦針對使用的最高壓力，規定安裝時使用螺栓的扭矩和堵頭扭矩，防止結合面和密封件被蠶食；

⑧正確安裝管接頭。

2.2 減少動密封件的磨損

大多數動密封件都經過精確設計，如果動密封件加工合格，安裝正確，使用合理，均可保證長時間相對無泄漏工作。從設計角度來講，設計者可以采用以下措施來延長動密封件的壽命：

①消除活塞桿和驅動軸密封件上的側載荷；

②用防塵圈、防護罩和橡膠套保護活塞桿，防止磨料、粉塵等雜質進入；

③設計選取合適的過濾裝置和便于清洗的油箱以防止粉塵在油液中累積；

④使活塞桿和軸的速度盡可能低。

2.3 對靜密封件的要求

靜密封件在剛性固定表面之間防止油液外泄。合理設計密封槽尺寸及公差，使安裝后的密封件到一定擠壓產生變形以便填塞配合表面的微觀凹陷，并把密封件內應力提高到高于被密封的壓力。當零件剛度或螺栓預緊力不夠大時，配合表面將在油液壓力作用下分離，造成間隙或加大由于密封表面不夠平而可能從開始就存在的間隙。隨著配合表面的運動，靜密封就成了動密封。粗糙的配合表面將磨損密封件，變動的間隙將蠶食密封件邊緣。

2.4 合理設計安裝板

當閥組或底板用螺栓固定在安裝面上時，為了得到滿意的初始密封和防止密封件被擠出溝槽和被磨損，安裝面要平直，密封面要求精加工，表面粗糙度要達到0.8μm,平面度要達到0.01/100mm。表面不能有徑向劃痕，連接螺釘的預緊力要足夠大，以防止表面分離。

2.5 控制油溫防止密封件變質

密封件過早變質可能是由多種因素引起的，一個重要因素是油溫過高。溫度每升高10℃則密封件壽命就會減半，所以應合理設計高效液壓系統或設置冷卻裝置，使油液溫度保持在65℃以下；另一個因素可能是使用的油液與密封材料的相容性問題，應按使用說明書或有關手冊選用液壓油和密封件的型式和材質，以解決相容性問題，延長密封件的使用壽命。

3 液壓系統維護與使用

3.1 有的膠管，未考慮液壓缸的擺動，膠管與金屬設備相互摩擦；有的隨設備運動而受擠壓。在實際使用中，一定要注意檢查，并采取保護措施。

3.2 對液壓執行器、密封件、膠管建立檔案，制定定期更換制度。不要等密封件壞掉，或膠管爆裂時，再采取被動維修。

3.3 要控制液壓系統的油溫。油溫過高，潤滑油膜變薄，摩擦力加大，磨損加劇，密封材料老化增快，使之變硬變脆，并可能很快導致泄漏。

3.4 液壓系統中應盡量減少管接頭，據統計有30%～40%的泄漏在管接頭處。因此要選擇結構合適的管接頭。液壓系統中常用的管接頭有擴口式、卡套式和焊接式三類。三種接頭各有特點，應根據工作可靠性和經濟性進行選擇。

3.5 選擇合適的液壓元件，提高元件的表面精度。如系統不要求有快速切換，則應選擇濕式電磁閥，因它壽命長，沖擊小，推桿處無動密封，消除了推桿部位引起的泄漏。

3.6 在易于進入粉塵、灰塵的液壓元件或密封處，增加擋塵裝置，如防塵環、擋塵罩等。防止設備長時間超壓和超轉速運行。

3.7 保持油液的清潔，定期更換油液。

3.8 操作工是設備的使用者，在實際操作中，他們會首先發現液壓系統報警。如果操作工一旦發現報警，應立即停車，并馬上到液壓站現場查看系統液位的變化情況，如果有異常變化，應及時通知維修人員解決。實際上，只有操作工才能在最短的時間內，抑制液壓系統的繼續泄漏。

事故發生的頻率高低及其零部件工作壽命的長短，直接影響著企業的生產和經濟效益。通過對液壓系統故障的分析，要做到及分析故障原因，及時排查和清楚故障。機械的失效分析要采取正確維護措施為前提；減少失效的有效方法要主動預防性維護；同時也是提高機械零部件的使用可靠性，延長使用壽命。

4 結語

礦山機械作業效率與企業的經濟效益有著密切的聯系,為了確保礦山機械的質量,就要對礦山機械常見的液壓故障分析、處理進行研究和探討.在礦山機械設備中,大多數都應用液壓系統,因為液壓系統動力大、傳動平穩、噪音也比較低,然而礦山機械液壓系統的結構卻十分復雜,并且比較容易出現故障,這種故障多種多樣而且隱蔽性較強,這就成為影響礦山機械工作效率的重要因素之一.事故發生的頻率高低及其零部件工作壽命的長短，直接影響著企業的生產和經濟效益。通過對液壓系統故障的分析，要做到及分析故障原因，及時排查和清楚故障。機械的失效分析要采取正確維護措施為前提；減少失效的有效方法要主動預防性維護；同時也是提高機械零部件的使用可靠性，延長使用壽命。