工程機械液壓缸泄漏故障的診斷及維修

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本文發(fā)表在《工程機械》2001No5

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工程機械液壓缸泄漏故障的診斷及維修

王福山

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在對履帶式挖掘機故障調查統(tǒng)計分析中，我們發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)泄漏故障占20~30%，而液壓缸的泄漏又占其中的33%,。因此液壓缸的泄漏已成為工程機械液壓系統(tǒng)的主要故障。

液壓缸的泄漏一般為內泄漏和外漏兩種情況,。內泄漏主要影響液壓缸的技術性能,，使之出現(xiàn)出力不足、運動速度緩慢和工作不平穩(wěn)等現(xiàn)象,。外漏將導致環(huán)境的污染和能源的浪費,。

一．液壓缸泄漏原因

造成液壓缸泄漏的因素主要有：密封件的結構形式與材質、密封槽與密封接觸表面的質量,、密封件磨損與安裝,、密封件工作環(huán)境、緩沖閥磨損,、液壓系統(tǒng)的污染及液壓缸焊接缺陷等,。

⒈密封件的結構形式與材質

密封件的結構形式與材質的差異將直接影響液壓缸的泄漏。如果密封材質太軟,，那么液壓缸工作時,，密封件極易擠入密封間隙而損傷，造成液壓油的泄漏,。如果密封材質太硬,，即使在較大的外力作用下，密封件變形也較困難,，顯然它對密封面產生的初始接觸應力和附加接觸應力勢必較低,，從而加劇了液壓缸的泄漏。如果密封材料與液壓油不相容,，密封件將產生溶漲,、軟化、溶解等現(xiàn)象,，使密封件彈性降低喪失密封能力,，造成液壓油的泄漏。

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⒉密封槽與密封接觸表面的質量

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密封件安裝在尺寸精度較低,，表面粗糙度及形位公差較低的密封副內,，將導致密封件的損傷，產生液壓油的泄漏,。

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⒊密封件磨損與安裝

密封件具有較高的尺寸精度和形狀位置精度,。密封件的磨損和在密封件裝配過程中造成的損傷，是液壓缸泄漏的主要原因,。

⒋密封件工作環(huán)境

如果密封件工作在高溫環(huán)境下,，將加速密封件的老化，導致密封件的失效而泄漏,。

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⒌液壓緩沖閥磨損

對于閥緩沖液壓缸,，液壓緩沖閥閥芯與閥座磨損是液壓缸泄漏的主要原因,。

⒍液壓系統(tǒng)的污染

如果液壓系統(tǒng)受到污染，含有顆粒物的液壓油作用在密封件運動表面上,，產生研磨作用,，導致密封件的失效產生泄漏。

⒎因焊接不良產生的外漏

焊接連接在液壓缸中采用較多,，裂紋使焊接中經常出現(xiàn)的問題,，也是液壓缸產生外漏的原因之一。裂紋的產生主要是焊接工藝不當和承受變載荷疲勞所至,。

二．液壓缸泄漏故障診斷方法

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液壓缸的外漏現(xiàn)象非常直觀,，而液壓缸的內泄漏既看不見，也摸不到,。尤其在工程機械上,，液壓缸的內泄漏與液壓閥間有著相互牽連的關系，沒有一定的經驗和診斷技術是很難判斷的,。對于工程機械而言,，液壓系統(tǒng)的泄漏量一般采用液壓缸或工作裝置位移量指標。有關國家和行業(yè)標準對典型工程機械液壓缸或工作裝置因液壓系統(tǒng)內泄漏引起的位移量作了具體規(guī)定如表1所示,。

表1工程機械液壓缸或工作裝置因液壓系統(tǒng)內泄漏引起的位移量

2 Q5 k! C" m/ H0 \: }7 w4 I% O0 t# h3 c- S3 O+ [3 x9 c( M+ ~9 a: P; k/ X+ x# e. w" r, H9 N2 {9 b. C) m' e* g- K) N0 S/ Q- j8 B6 i! y( [- t2 |2 F/ J8 ]6 L( {3 B$ n0 h8 t. y, T" W2 l% B6 d, \: |1 D+ Y2 D5 r7 d6 J) H$ C& N1 w9 d) ~! ]7 _$ j" T1 m" @$ u+ `! g% }0 E: X$ o

序號	標準代號及名稱	+ v" N9 f n% i/ i9 e 試驗方法	- Q( }! k* `; J$ o f3 l( J+ q1 b# |! | 工作裝置（液壓缸）位移量
1	8 o4 c% X1 }5 U! ~0 V+ A6 J JB/T1666-1997《履帶式推土機 型式試驗方法》 JB/SQ9.1-87《履帶式推土機 產品質量分等》	) i% M2 l: M1 j! L, `9 o1 l 1初始油溫50±ffice:smarttags" />3℃ 2將推土鏟提升到最大位置,，發(fā)動機熄火5分鐘后，測量推土鏟鏟尖初始離地高度h1,，在經過15分鐘后,，測量土鏟鏟尖初始離地高度h2。 3計算沉降量：h1-h2	+ ~. ~" a: E/ u9 Q4 v$ { 推土鏟沉降量≤120 mm/15min , j3 U; k/ M* n0 p" Y8 R" r" r
2	JB/T3698.2-1998《輪胎式裝載機技術條件》 # Q8 A2 F* w9 p) c4 | x2 i5 g	1初始油溫50±3℃ 2鏟斗后翻承額定載荷 : R4 H* i: T/ x2 e5 } O 3提升液壓缸使鏟斗至最高位置 4發(fā)動機熄火后測量液壓缸的位移量	鏟斗液壓缸≤20 mm/h 動臂液壓缸≤50 mm/h
9 q6 y0 b. C# `& k; q) c6 _; ~ 3	GB/T9139.2-1996《液壓挖掘機技術條件》	1初始油溫50±3℃ 2 a/ F" x$ B5 _: S9 u+ G 2鏟斗裝滿物料（標準載荷） 9 u( t9 U) H; b' M8 M$ K 3反鏟挖掘機動臂液壓缸,、鏟斗液壓缸全伸 8 o! {7 G+ e0 S: e* J' V 4正鏟挖掘機鏟斗放平,，工作裝置提升至最高位置 5發(fā)動機熄火后測量液壓缸的位移量	動臂液壓缸≤200 mm/h

 

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在工程機械使用過程中，一旦發(fā)現(xiàn)工程機械液壓缸或工作裝置位移量超過規(guī)定值時,，可斷定是由于液壓系統(tǒng)泄漏引起的故障,。通過采用經驗診斷法、相關分析法和試驗方法,，在不拆卸液壓缸的前提下，對液壓系統(tǒng)的泄漏故障進行診斷,，進一步判斷液壓缸泄漏的可能性,。

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⒈經驗診斷法

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診斷液壓缸泄漏的經驗方法可用“問、檢”二字概括,。具體來講：

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“問”就是維修人員向操作人員詢問故障機械的基本情況,。主機有哪些異常現(xiàn)象,；故障是突發(fā)的,，還是漸發(fā)的,；使用中是否有違章操作，液壓系統(tǒng)維護保養(yǎng)情況,；液壓油是否更換過,，等等。在獲得這些信息后,，可基本確定液壓缸內泄漏可能性的大小,。一般來講，突發(fā)性故障,，大多是因液壓系統(tǒng)受到污染或意外載荷造成液壓閥或密封件失效引起的,；漸發(fā)性故障，則多數是因密封件磨損嚴重而出現(xiàn)的,。

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“檢”主要是維修人員親自檢查液壓系統(tǒng)的工作情況,。首先排除非泄漏性故障，然后檢查液壓油的變質和污染程度,。最后維修人員操作液壓換向閥,，使液壓缸運動到極限位置時，可觀測液壓系統(tǒng)工作壓力,，一旦工作壓力達不到規(guī)定值,，而通過調節(jié)安全閥壓力仍不發(fā)生變化時，則是液壓缸內泄造成的,。

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⒉相關分析法

液壓系統(tǒng)的內泄漏與液壓元件有著相互牽連的關系,，根據它們之間的相互關系可縮小故障診斷的范圍。如ZL60裝載機出現(xiàn)鏟掘無力,、動作緩慢的故障現(xiàn)象時,，其液壓系統(tǒng)工作過程為：

 

 

. M! z+ k" u( o$ e4 F' D" {( b

 

液壓油箱      液壓齒輪泵     多路換向閥     鏟斗液壓缸    工作裝置

3 f& O5 q/ [6 }2 l0 G/ e) t$ `

                                           

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液壓缸過載閥

主安全閥

圖2 液壓系統(tǒng)關聯(lián)示意圖

液壓系統(tǒng)中每一個液壓元件的內泄漏都可能是故障的原因。但是從工作裝置液壓系統(tǒng)中可知,，動臂液壓缸與鏟斗液壓缸有相互聯(lián)系,。那么我們可以操作一下動臂液壓缸，如果也出現(xiàn)鏟斗液壓缸工作情況,，則可以肯定內泄漏就是液壓齒輪泵或多路換向閥,；如果動臂液壓缸工作正常，則可以說明內泄漏發(fā)生在鏟斗液壓缸和過載閥中,。通過這種相關分析法,，至少可以確定故障的大致范圍，為下一步準確診斷提高了條件,，節(jié)省故障診斷時間,。

3 S" G$ u2 c) [- m6 ?( S

⒊試驗方法

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首先，在未拆卸液壓系統(tǒng)元件時，按試驗操作規(guī)程將工程機械開機就位（如起重機打出支腿,、墊平支腿）,；然后，操作換向閥使液壓缸的活塞運行至試驗位置,，拆開液壓缸回油腔管路,，通過觀察油口是否有液壓油流出，可判斷液壓缸的泄漏情況,。

 

 

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⑴疊加有過載閥液壓缸   ⑵疊加有平衡閥液壓缸   ⑶疊加有雙向液壓鎖液壓缸

                        圖2 液壓缸原理示意圖

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對于疊加有過載閥液壓缸,，操作換向閥使被試液壓缸的活塞運行至極限位置，當液壓系統(tǒng)升壓后,，拆開液壓缸回油腔管路a和aˊ油口,，觀察油口a和aˊ有無液壓油流出，如果aˊ油口有液壓油流出,，表明液壓缸內泄,。如果a油口有液壓油流出，則是過載閥泄漏,。

對于疊加有平衡閥液壓缸,，可操作換向閥使被試液壓缸的活塞適當伸出，通過工作裝置承載,，使液壓缸無桿腔產生壓力,，然后，操作換向閥至中位,，拆開液壓缸進出油口c和d,，觀察油口c和d的泄漏量。如果c油口有液壓油流出,，表明液壓缸內泄,。如果d油口有液壓油流出，則平衡閥泄漏,。

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對于疊加有雙向液壓鎖液壓缸,，同樣操作換向閥使被試液壓缸的活塞適當伸出，通過工作裝置承載,，使液壓缸無桿腔產生壓力,，然后，操作換向閥至中位,，拆開液壓缸進出油口e和f,，觀察油口e和f的泄漏量。如果e油口有液壓油流出,，說明液壓鎖在無桿腔方向不閉鎖；如果活塞桿受載回縮，油口e無液壓油流出,，而油口f有液壓油流出,，說明液壓缸內泄，同時液壓鎖在有桿腔方向不閉鎖,；如果兩油口均無液壓油流出,，說明雙向液壓鎖工作正常，液壓缸內泄,。

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三．液壓缸拆檢與維修方法

一旦液壓缸出現(xiàn)泄漏故障,，就必須拆卸液壓缸，對液壓缸泄漏原因進行檢查,。針對故障產生的原因應采取相應的維修方法,。

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⒈密封件的檢查與維修

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活塞密封是防止液壓缸內泄的主要元件。對于唇形密封件應重點檢查唇邊有無傷痕和磨損情況,，對于組合密封應重點檢查密封面的磨損量,，然后判定密封件的是否可使用。另外還需檢查活塞與活塞桿間靜密封圈有無擠傷情況,�,；钊麠U密封應重點檢查密封件和支撐環(huán)的磨損情況。一旦發(fā)現(xiàn)密封件和導向支承環(huán)存在缺陷,，應根據被修液壓缸密封件的結構形式,，選用相同結構形式和適宜材質的密封件進行更換，這樣能最大限度地降低密封件與密封表面之間的油膜厚度,，減少密封件的泄漏量,。

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⒉缸筒檢查與維修

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液壓缸缸筒內表面與活塞密封是引起液壓缸內泄的主要因素，如果缸筒內產生縱向拉痕,，即使更換新的活塞密封,，也不能有效地解決故障，缸筒內表面主要檢查尺寸公差和形位公差是否滿足技術要求,，有無縱向拉痕,，并測量縱向拉痕地深度，以便采取相應地解決方法,。

如果缸筒存在微量變形和淺狀拉痕時,，可采用強力珩磨工藝修復缸筒。強力珩磨工藝可修復比原公差超差2.5倍以內的缸筒,。它通過強力珩磨機對尺寸或形狀誤差超差的部位進行珩磨,，使缸筒整體尺寸、形狀公差和粗糙度滿足技術要求,。

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如果缸筒內表面磨損嚴重,，存在較深縱向拉痕時，最好是按照實物進行測繪，由專業(yè)生產廠按缸筒制造工藝重新生產進行更換,。也可采用熱噴涂,、流鍍和粘接等表面修復技術修復缸筒。

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熱噴涂缸筒內表面修復是將熔融狀態(tài)下的噴涂材料,，通過高速氣流使其霧化噴射在缸筒表面上,，形成噴涂層的一種金屬表面處理方法。熱噴涂后,，通過強力珩磨機對缸筒進行珩磨,，使其整體尺寸、形狀公差和粗糙度滿足技術要求,。熱噴涂缸筒表面修復有火焰噴涂,、電弧噴涂、等離子噴涂和粉末爆炸噴涂等方法,。

流鍍缸筒內表面修復是通過電—化學沉積獲得規(guī)定厚度的鍍層,。流鍍前通過強力珩磨機對缸筒進行珩磨，獲得理想的整體尺寸和形狀公差,。流鍍工藝是以液壓缸體為鍍槽,，液壓缸腔置陽極，液壓缸內壁與陰極相連,，且和陽極保證一定的均勻的間隙,，通過直流電的作用，使鍍液中金屬離子在液壓缸內壁上得到電子,，還原成為金屬原子,，沉積在在液壓缸內壁上，獲得所需整體尺寸,、形狀公差和粗糙度滿足技術要求的鍍層,。

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粘接缸筒內表面修復是通過TS311減磨修補劑修復缸筒。TS311減磨修補劑是一種主要用于磨損,、滑傷等金屬零件的修復,。修復過程中，首先用工業(yè)純丙酮清洗缸筒內表面,，清除干凈表層油污,。再用合金刮刀在滑傷表面剃出1mm以上深度的溝槽，然后用丙酮清洗溝槽表面,，用缸筒內徑仿形板將調好的TS311減磨修補劑敷涂于打磨好的表面上,，用力刮平，確保壓實,，并高于缸筒內表面,，待固化后,，進行打磨留出精加工余量，最后通過研磨使缸筒整體尺寸,、形狀公差和粗糙度達到要求,。

⒊活塞桿,、導向套的檢查與維修

活塞桿與導向套間相對運動副是引起外漏的主要因素,，如果活塞桿表面鍍鉻層因磨損而剝落或產生縱向拉痕時，將直接導致密封件的失效,。因此,，應重點檢查活塞桿表面粗糙度和形位公差是否滿足技術要求，如果活塞桿彎曲應按照實物進行測繪,，依據活塞桿加工工藝,，由專業(yè)生產廠進行制造。如果活塞桿表面鍍層磨損,、滑傷,、局部剝落可采取磨去鍍層，重新鍍鉻表面加工處理工藝,。

導向套應重點檢查導向套內表面與活塞桿相對運動表面,，如果產生不均勻的磨損，不圓度在0.3mm以上時,，應按照實物進行測繪,，由專業(yè)生產廠按導向套制造工藝進行生產，然后更換,。

⒋緩沖閥的檢查與維修

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對于閥緩沖液壓缸,，應重點檢查緩沖閥閥芯與閥座磨損情況。一旦發(fā)現(xiàn)磨損量加大,、密封失效時,，最好是按照實物進行測繪，由專業(yè)生產廠按液壓閥制造工藝重新生產進行更換,。也可運用磨料進行閥芯與閥座配磨方法進行修復,。

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參考文獻

⑴張仁杰. 液壓缸設計制造與維修. 機械工業(yè)出版社,1989年

5 C8 ~7 F) }0 o! \) O$ G

⑵李思鼎…工程機械液壓系統(tǒng)內泄漏故障的診斷及預防.建筑機械,1998(3)

0 o% ]8 l4 q3 {+ f6 s

⑶蔡祖光.液壓缸常用密封件的泄漏與預防.液壓與氣動.1998(3)

2 A/ i1 a; v" M. ]' ]

⑷胡岸法…強力珩磨修復缸筒,工程機械 1999(10)

# G5 ]! W+ ?+ y. I4 x" z9 Q

 

( G" }7 Y- p, f9 S! M! u3 x

 

shitou933

謝謝樓主先！但沒有圖解啊,，實在是一大遺憾,！

ljl1187

能發(fā)本電子書上來就好了

gcxyf

大家太偉大了，我挺佩服我們搞機械的
6 Y# p! o( _& v* [我看到了我們國家的希望
8 C6 J$ E5 y  p6 F' ?各位大俠,，努力啊

wsf_123456

不錯,支持.

cq777777

2006年為報廢的“大象”混凝土輸送泵液壓馬達（20MPa）研制的密封至今在使用,；為“大象”混凝土輸送泵制造的兩支主油缸（32MPa）仍在使用中,。技術轉讓參見http://www.sljmf.com。
6 B5 P: m. W! J" a- Z如進口密封件不能滿足要求時不妨聯(lián)系E-mail:[email protected],。

zhenhua1978

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