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

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(diào)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,。

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液壓缸的泄漏一般為內(nèi)泄漏和外漏兩種情況,。內(nèi)泄漏主要影響液壓缸的技術(shù)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(dǎo)致環(huán)境的污染和能源的浪費,。

一．液壓缸泄漏原因

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造成液壓缸泄漏的因素主要有：密封件的結(jié)構(gòu)形式與材質(zhì)、密封槽與密封接觸表面的質(zhì)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(jié)構(gòu)形式與材質(zhì)

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密封件的結(jié)構(gòu)形式與材質(zhì)的差異將直接影響液壓缸的泄漏。如果密封材質(zhì)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(zhì)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(chǎn)生的初始接觸應(yīng)力和附加接觸應(yīng)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(chǎn)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(zhì)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(nèi),，將導(dǎo)致密封件的損傷，產(chǎn)生液壓油的泄漏,。

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,。

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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(dǎo)致密封件的失效而泄漏,。

⒌液壓緩沖閥磨損

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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。

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⒍液壓系統(tǒng)的污染

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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(chǎn)生研磨作用，導(dǎo)致密封件的失效產(chǎn)生泄漏,。

⒎因焊接不良產(chǎn)生的外漏

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焊接連接在液壓缸中采用較多,，裂紋使焊接中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，也是液壓缸產(chǎn)生外漏的原因之一,。裂紋的產(chǎn)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

液壓缸的外漏現(xiàn)象非常直觀，而液壓缸的內(nèi)泄漏既看不見,，也摸不到,。尤其在工程機械上，液壓缸的內(nèi)泄漏與液壓閥間有著相互牽連的關(guān)系,，沒有一定的經(jīng)驗和診斷技術(shù)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(guān)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(nèi)泄漏引起的位移量作了具體規(guī)定如表1所示,。

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表1工程機械液壓缸或工作裝置因液壓系統(tǒng)內(nèi)泄漏引起的位移量

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+ w4 d6 h) G: \& M6 K! @8 _. ~- ~9 v1 k2 @: {- r3 f' k. L4 p- {. n# j$ q. X; x) _& C+ a% W. J5 F5 T& o( A$ G6 u( q. o2 k7 H# _3 i8 _+ q* s0 _6 Y7 U" B6 X

1 p$ B8 @+ y! S6 T 序號	+ U: T, y' V' ]# M) s" p6 C 標準代號及名稱	試驗方法	工作裝置（液壓缸）位移量
+ K' F7 Z$ g( x, d! R: y 1	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(chǎn)品質(zhì)量分等》	1初始油溫50±ffice:smarttags" />3℃ / x6 ?' w0 |0 U! q* _ 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(jīng)過15分鐘后，測量土鏟鏟尖初始離地高度h2。 % i5 u( F& J+ `/ S" k" w 3計算沉降量：h1-h2	( U6 q2 t' A9 ^8 |9 R, J 推土鏟沉降量≤120 mm/15min 1 X& ]" w- N, |; w
+ N2 d3 I3 @8 w2 Y 2	JB/T3698.2-1998《輪胎式裝載機技術(shù)條件》 : `2 m2 C/ ]- F' Y! x9 |- G7 w	1初始油溫50±3℃ 2鏟斗后翻承額定載荷 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
3	+ N& Y. \2 O# c, u! R GB/T9139.2-1996《液壓挖掘機技術(shù)條件》	2 p0 }4 b. h6 l T) y 1初始油溫50±3℃ 2鏟斗裝滿物料（標準載荷） , i6 ?; f) Y+ b3 V( T; | 3反鏟挖掘機動臂液壓缸,、鏟斗液壓缸全伸 + T( J4 E) b' F% L# d% O 4正鏟挖掘機鏟斗放平,，工作裝置提升至最高位置 7 A9 a) \# Y& D- x 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

 

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(jīng)驗診斷法、相關(guān)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(jīng)驗診斷法

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診斷液壓缸泄漏的經(jīng)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�,，F(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(nèi)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(shù)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(zhì)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(diào)節(jié)安全閥壓力仍不發(fā)生變化時，則是液壓缸內(nèi)泄造成的,。

⒉相關(guān)分析法

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液壓系統(tǒng)的內(nèi)泄漏與液壓元件有著相互牽連的關(guān)系,，根據(jù)它們之間的相互關(guān)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：

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

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液壓缸過載閥

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主安全閥

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圖2 液壓系統(tǒng)關(guān)聯(lián)示意圖

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液壓系統(tǒng)中每一個液壓元件的內(nèi)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(nèi)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(nèi)泄漏發(fā)生在鏟斗液壓缸和過載閥中,。通過這種相關(guān)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,。

⒊試驗方法

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

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                        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(nèi)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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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(nèi)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(nèi)泄,。

 

三．液壓缸拆檢與維修方法

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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(chǎn)生的原因應(yīng)采取相應(yīng)的維修方法,。

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⒈密封件的檢查與維修

活塞密封是防止液壓缸內(nèi)泄的主要元件。對于唇形密封件應(yīng)重點檢查唇邊有無傷痕和磨損情況,，對于組合密封應(yīng)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(yīng)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(dǎo)向支承環(huán)存在缺陷,，應(yīng)根據(jù)被修液壓缸密封件的結(jié)構(gòu)形式,，選用相同結(jié)構(gòu)形式和適宜材質(zhì)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,。

⒉缸筒檢查與維修

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液壓缸缸筒內(nèi)表面與活塞密封是引起液壓缸內(nèi)泄的主要因素,，如果缸筒內(nèi)產(chǎn)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(nèi)表面主要檢查尺寸公差和形位公差是否滿足技術(shù)要求，有無縱向拉痕,，并測量縱向拉痕地深度,，以便采取相應(yīng)地解決方法。

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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(fù)缸筒,。強力珩磨工藝可修復(fù)比原公差超差2.5倍以內(nèi)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(shù)要求。

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如果缸筒內(nèi)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(chǎn)廠按缸筒制造工藝重新生產(chǎn)進行更換,。也可采用熱噴涂、流鍍和粘接等表面修復(fù)技術(shù)修復(fù)缸筒,。

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熱噴涂缸筒內(nèi)表面修復(fù)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(shù)要求,。熱噴涂缸筒表面修復(fù)有火焰噴涂、電弧噴涂,、等離子噴涂和粉末爆炸噴涂等方法,。

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流鍍缸筒內(nèi)表面修復(fù)是通過電—化學(xué)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(nèi)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(nèi)壁上得到電子,，還原成為金屬原子,，沉積在在液壓缸內(nèi)壁上，獲得所需整體尺寸,、形狀公差和粗糙度滿足技術(shù)要求的鍍層,。

粘接缸筒內(nèi)表面修復(fù)是通過TS311減磨修補劑修復(fù)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(fù),。修復(fù)過程中，首先用工業(yè)純丙酮清洗缸筒內(nèi)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(nèi)徑仿形板將調(diào)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(nèi)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。

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⒊活塞桿,、導(dǎo)向套的檢查與維修

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活塞桿與導(dǎo)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(chǎn)生縱向拉痕時，將直接導(dǎo)致密封件的失效,。因此,，應(yīng)重點檢查活塞桿表面粗糙度和形位公差是否滿足技術(shù)要求，如果活塞桿彎曲應(yīng)按照實物進行測繪,，依據(jù)活塞桿加工工藝,，由專業(yè)生產(chǎn)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,。

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

⒋緩沖閥的檢查與維修

對于閥緩沖液壓缸,，應(yīng)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(chǎn)廠按液壓閥制造工藝重新生產(chǎn)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(fù),。

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參考文獻

% C3 U5 T" V9 Q

⑴張仁杰. 液壓缸設(shè)計制造與維修. 機械工業(yè)出版社,1989年

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

⑶蔡祖光.液壓缸常用密封件的泄漏與預(yù)防.液壓與氣動.1998(3)

0 p& F& J3 T0 w# E) _, S

⑷胡岸法…強力珩磨修復(fù)缸筒,工程機械 1999(10)

 

, B3 W, g9 q7 w5 H

 

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
我看到了我們國家的希望
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(shù)轉(zhuǎn)讓參見http://www.sljmf.com。
* Y) T: D( |# ~7 `, J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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