非標試驗器液壓系統的泄漏分析與控制

劉婭菲，喻 林

(中國航發(fā)貴州紅林航空動力控制科技有限公司工裝設備事業(yè)部，貴州 貴陽 550009)

0 引言

目前，愈來愈多的軍工產品需要專用的試驗器來測試其產品性能，而液壓試驗器則是其中較為廣泛應用的測試機之一。液壓系統能否穩(wěn)定且安全的工作，是其最基本的要求。而泄漏問題則是不可忽視的關鍵，一旦發(fā)生泄漏，不僅影響到液壓系統的性能、有效性，更會造成實驗產品數據的可靠性，造成極大的浪費和環(huán)境污染[1-3]。

1 泄漏的主要位置與原因分析

液壓試驗器的泄漏按照位置，分為內泄漏和外泄漏兩類。內泄漏是指兩兩相鄰配合面間由于相互運動磨損，產生泄漏；相鄰兩零件的結合面處如果存在較大的間隙，亦或密封不好，就會導致泄漏；液壓系統在工作時，常常會受到沖擊和振動載荷，導致安裝螺釘與管接頭等連接件松動；因液壓油的高溫，以及密封件與液壓油的不容導致的變質，使得密封件老化及磨損，造成泄漏。

2 泄漏控制方法與防范措施

2.1 合理的使用管接頭

液壓系統的泄漏主要發(fā)生在元件之間或零件之間的固定結合處，各種管道連接件是漏油的主要部位。如果管接頭的結構設計不合理，或者選用的管接頭類型與實際生產使用條件有出入，亦或管接頭的連接處機械加工精度、螺紋牙型緊固強度及加工毛刺去除等因素都可能導致液壓系統管道的泄漏[4-6]。

1.接管；2.螺母；3.密封圈；4.接頭體圖1 液壓系統常用的管路連接接頭組

液壓系統常用的管路連接接頭組見圖1。管接頭右邊的接管1與管子的某一端通常采用焊接方式連接。接管1與接頭體4通過中部的螺母2連接在一起。在二者的接觸面上，如圖1a所示，其采用球面密封方式，靠球面與錐面的環(huán)形接觸線實現密封；而圖1b所示的平面接頭，采用了密封圈3實現其密封；圖1c的密封靠旋緊螺母使喇叭口式接管受壓，擠貼于接頭體的圓錐面，從而起到密封作用。焊接式管接頭，因為其結構比較簡單，密封性又比較好，因此其對管子尺寸的精度要求不是很高，為高壓管道應用較多的一種管接頭，但要求焊接質量高，裝卸不便。接頭體4與其他元件通過螺紋連接在一起，可采用圓柱形式的螺紋來聯接。這種方式的密封不依靠緊固件的自身螺紋，而是依靠其內部安裝的密封圈實現密封作用。如果螺孔的中心線與密封面不垂直，也就是螺孔的幾何精度與尺寸加工精度未達到要求，即可能產生墊圈密封不嚴從而導致泄漏；如果采用了錐管式螺紋聯接，由于錐管式螺紋采用了內螺紋與外螺紋的牙形表面全螺紋面緊密壓緊，從而實現密封效果，而它的密封性，主要由內螺紋與外螺紋的幾何精度與螺紋表面質量的情況決定。裝配之后，螺紋牙頂與牙底之間，往往存在間隙，因此會產生一條螺旋形狀的泄漏通道，局部剖視圖如圖2所示。故而只能采用增加液態(tài)的密封膠、聚四氟乙烯帶等將泄漏通道填充，也就是填密。而在不常拆卸的地方，或者是低壓的場合，可以使用液態(tài)密封膠進行密封。在用纏繞密封帶時，需要在外螺紋的端部，預留出兩圈螺紋，以防止塑料碎落后進入工作液體影響密封效果。

圖2 錐管螺紋連接的泄露通道

因此，在對各類管接頭選擇時，應依據工作可靠性與經濟性的原則選擇。保證加工精度，避免密封部位的磕碰、劃傷，避免將管接頭擰得過緊和強制對中，設計時盡量減少管道管接頭等連接部位的數量是減少漏油的有效措施之一。

2.2 密封件的使用

密封件是防漏的關鍵元件，而密封件的主要制造材料有塑料、橡膠、皮革以及金屬，結構型式根據不同的使用要求和工藝的可能性而設計。如果密封件產生了損壞亦或是老化時，往往會使密封件喪失密封性能，從而產生泄漏。因此，在使用與保存密封件時，通常需要注意以下幾個方面：

(1)密封件的材料要與工作液體相容，密封件所允許的工作溫度閾值，通常在其材料的容許范圍內。

(2)由于橡膠材料往往易產生老化和變質，因此在保存它時需要避免陽關的直射或受潮。

(3)密封件要定期更換，用過的不宜再用。

(4)密封件工作壓力要與產品說明書相符。

(5)裝配時將零件上的密封表面及安裝密封件的溝槽和密封件清洗干凈，按規(guī)定方法進行正確安裝，防止密封件在裝配時發(fā)生破損。

(6)油溫過高時導致密封件過早變質的一個重要原因。在多數情況下，如果油溫經常超過60 ℃，油液黏度會大幅下降，密封圈會膨脹、老化與失效，結果是導致液壓系統產生了泄漏。所以，油液溫度需要控制。為此，設計它的液壓系統時要合理，盡可能少用元件并取消多余回路；盡可能減少系統在非工作狀態(tài)下的壓力損失；盡量減少接頭、彎頭等的使用；使散熱條件得到改善；油箱的底面放置時，不宜與地面直接接觸；選用導熱系數大的材料制作油箱；操作時一定要嚴格遵守液壓油位的規(guī)定；可以加裝合適的油溫冷卻循環(huán)系統對全系統進行降溫；還要注意避免較長時間的連續(xù)且大負荷運轉，如果油溫過高，可讓設備空載運轉大約十分鐘，待油溫下降后再繼續(xù)工作；定期清洗、更換濾油器，并按情況及規(guī)定更換濾芯。

2.3 減少系統的沖擊與振動

液壓系統產生的沖擊與振動，會使系統中的元件、管道損壞，從而引起連接件的松動，造成漏油。液壓系統工作時，產生的變壓、變速與換向過程會導致沖擊與振動，此時系統管路內的流動液體由于快速換向與閥口的突然關閉，會瞬間產生很高的峰值油壓，造成法蘭和連接件的接頭松動，或密封圈擠入密封間隙而形成損壞，造成系統的液體泄漏。故為了減少由于系統工作的沖擊與振動引起的液體泄漏，可采取下列措施減小沖擊與振動：(1)加大管路的直徑，以此降低液體流速。(2)縮短管子的長度，避免不必要的彎曲。(3)減少使用管道接頭，并且管道接頭盡量采用焊接形式連接。(4)選用帶阻尼的換向閥，開關閥門緩慢，或在液壓缸的端部位置加裝如單向節(jié)流閥等緩沖裝置。(5)可在系統中增加使用儲能器來減少工作沖擊。(6)用減振支架固定固定，以此吸收沖擊和振動的能量。

3 結語

為了確保軍品非標試驗器的穩(wěn)定工作與運行，需要定期檢查與維護液壓系統，對于存在泄漏隱患處，應采用預防與及時處理相結合的方式防止泄漏、減少故障。消除液壓系統的泄漏，能節(jié)約能耗、免除對環(huán)境產生的污染，并改善設備的使用性能，可對企業(yè)產生較大的經濟效益。