工程机械液压系统内泄漏故障的原因及预防措施实用版

YF-ED-J3813

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工程机械液压系统内泄漏故障的原因及预防措施实

用版

In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.

（示范文稿）

二零XX年XX月XX日

工程机械液压系统内泄漏故障的原因及预防措施实用版

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1 引言

随着公路事业的迅速发展，工程机械的品

种和数量越来越多，对工程机械的要求也越来

越高。液压传动以运动传递平稳、均匀，容易

获得大的力和力矩，单位功率质量轻、体积

小、结构紧凑，反应灵敏、操作简单，易于实

现自动化，自动润滑，标准化程度高，元件寿

命长等优点，被广泛应用于工程机械中。而液

压传动又有对液压油要求高、液压元件价格

高、液压设备故障原因不易查找等缺点，在使

用过程中一旦出现故障，则很难准确诊断，尤其是内泄漏故障，既看不见，又摸不着，没有一定的经验和诊断技术更是很难确诊。因此，对于液压系统内泄漏引起的故障，维修人员往往不知所措，盲目乱拆或“头疼拿脚医”的情况时有发生，甚至在“乱拆”工作中造成零部件的变形和损伤，给使用单位造成工作被动及一定的经济损失。当费尽周折找到内泄漏故障的部位时，人们通常采用以提高液压元件的几何尺寸精度，表面粗糙度和加强密封以及换件的方法来处理内泄漏问题，而未采取有效防范措施。事隔不久，势必再次发生内泄漏故障，造成较大的浪费和损失。为了进一步做好这些大型贵重设备的使用与维护，延长其使用寿命，使用单位必须重视液压系统的维护管理，

必须研究分析找出内泄漏故障的根本原因，采取“对症下药”的防治措施。

2 液压系统出现内泄漏故障的危害及机理分析

为了减少零件的磨损，两运动零件表面之间必须具有间隙，因此产生液体的泄漏，而间隙密封是一种最简单而应用最广泛的密封方法。液压系统中存在着很多的间隙密封，由于设计、制造和装配误差、磨损不均和元件在工作中的变形等而产生缝隙，它们因摩擦磨损而逐渐增大。当油液流经这些缝隙时，必然引起泄漏量加大，直接影响工程机械的正常运用，并造成工程机械操作失灵、运转异常、效率降低、寿命缩短等，带来经济上的损失，甚至发生安全事故，因此必须采用有效的方法来防

止。在液压传动中，常见缝隙形式有两种:一种是由两个平面形成的平面缝隙，如柱塞泵的缸体与配流盘;另一种是由内外圆柱表面形成的环状缝隙，如柱塞泵的柱塞和柱塞孔。油液经过小孔和缝隙的泄漏量究竟有多大呢?一般来讲，液压系统中主要的缝隙及泄漏量是:

(1)楔形缝隙。这主要是因两配合平面间平行度低，磨损不均或装配不当而形成的。由该缝隙引起的泄漏量为

式中:Q₁——泄漏量

ΔP——缝隙两端压力差

B——与油液流速垂直方向缝隙宽度尺寸

h₁、h₂——入口和出口缝隙高度，且h₁

μ——液压油动力粘度

L——缝隙长度

(2)平行平面缝隙。如齿轮泵齿端与泵体之间的缝隙，齿轮端面与端盖间的缝隙等。其泄漏量为

(3)环形缝隙。它主要产生于柱塞和柱塞孔之间，换向阀的阀芯与阀体之间，以及液压缸活塞与缸体之间等配合处。其泄漏量为

式中:d——缝隙内圆柱面直径

ε——相对偏心量(ε=e/h，e为偏心距)

其它参数含义同式(1)。

(4)圆环平面缝隙。如轴向柱塞泵中的油楔处等，其泄漏量为

式中:n——泄漏缝隙处数量

D、d——分别为圆盘的大、小直径。

其它参数含义同上。

液压系统总的内泄漏量为

综上所述，内泄漏量Q的大小与缝隙两端压力差，液体粘度，缝隙的长度、宽度和高度等值有关。内泄漏量Q和缝隙高度 h³成正比，说明间隙增加不多，会造成泄漏量大幅度增多;也说明了为什么液压元件的配合尺寸要求具有很高的精度;还说明了可用减少缝隙(磨损量)的办法来减少泄漏。因此，在要求密封的地方应尽量减少缝隙量。内泄漏量Q与粘度μ成反比:当粘度下降(油的粘度往往随工作温度变化)内泄漏量将增加。同时与缝隙长度L成反

比，与压力差ΔP成正比，而缝隙长度L与压力差ΔP是固有尺寸和工作性能指标，不得随意改变，所以只能在缝隙高度h³与粘度μ上研究分析内泄漏原因及其影响因素。

从上述内泄漏量公式与技术设计角度及现场观察来看，造成内泄漏的主要原因是缝隙控制问题和液压油使用及其温升发热，液压油变质，密封圈硬化膨胀; 缝隙控制必须从设计、制造、装配与分析使用条件及其管理等多方面加以综合控制，这是解决内泄漏的关键。在实际工作中产生内泄漏的原因有设计、制造、装配方面的问题。如配合间隙选择不当、几何尺寸精度差、表面粗糙度低、加工粗糙、装配不良、有污物等;也有设备维护、修理、使用条件等管理方面的问题。而前者对使用单位来

说，只能从设备的购置上去预防。如购置性能设计优良、质量可靠的产品;而对后者必须加强管理力度，并采取有效的对策、措施来防止。至此，可以得出结论，与使用有关的影响液压系统内泄漏的因素是:①因润滑不良，油液污染(主要是磨屑等颗粒污染物)使硬颗粒嵌入缝隙并使零件腐蚀、磨损，导致缝隙尺寸超差或产生不必要的缝隙;②液压油选用牌号不当或油温过高使液压油粘度μ下降、油液变质，加剧磨损等，其中非正常磨损造成的缝隙尺寸超差与液压油使用密切相关。

3 对液压油的要求

在液压传动中，液压油既是传递动力的介质，又是润滑剂，在某些元件中又起密封作用。而液压系统中的热量也往往是通过油液而