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液压缸的安装与维护


 

4.2.1  液压缸安装的注意事项

 

在将液压缸安装到系统之前,应将液压缸标牌上的参数与订货时的参数进行比较。

 

液压缸的基座必须有足够的刚度,否则加压时缸筒成弓形向上翘,使活塞杆弯曲。

 

缸的轴向两端不能固定死。由于缸内受液压力和热膨胀等因素的作用,有轴向伸缩。若缸两端固定死,将导致缸各部分变形。拆装液压缸时,严禁用锤敲打缸筒和活塞表面,如缸孔和活塞表面有损伤,不允许用砂纸打磨,要用细油石精心研磨。导向套与活塞杆间隙要符合要求。

 

液压缸及周围环境应清洁。油箱要保证密封,防止污染。管路和油箱应清理,防止有脱落的氧化铁皮及其他杂物。清洗要用无绒布或专用纸。不能使用麻线和粘结剂做密封材料。液压油按设计要求,注意油温和油压的变化空载时,拧开排气螺栓进行排气。

 

拆装液压缸时,严防损伤活塞杆顶端的螺纹、缸口螺纹和活塞杆表面。更应注意,不能硬性将活塞从缸筒中打出。

 

4.2.2  液压缸检查与维护

 

1  密封件的检查与维护

 

活塞密封是防止液压缸内泄的主要元件。对于唇形密封件应重点检查唇边有无伤痕和磨损情况,对于组合密封应重点检查密封面的磨损量,然后判定密封件的是否可使用。另外还需检查活塞与活塞杆间静密封圈有无挤伤情况。活塞杆密封应重点检查密封件和支承环的磨损情况。一旦发现密封件和导向支承环存在缺陷,应根据被修液压缸密封件的结构形式,选用相同结构形式和适宜材质的密封件进行更换,这样能最大限度地降低密封件与密封表面之间的油膜厚度,减少密封件的泄漏量。

 

2  缸筒检查与维护

 

液压缸缸筒内表面与活塞密封是引起液压缸内泄的主要因素,如果缸筒内产生纵向拉痕,即使更换新的活塞密封,也不能有效地排除故障,缸筒内表面主要检查尺寸公差和形位公差是否满足技术要求,有无纵向拉痕,并测量纵向拉痕的深度,以便采取相应的解决方法。

 

缸筒存在微量变形和浅状拉痕时采用强力珩磨工艺修复缸筒。强力珩磨工艺可修复比原公差超差2.5倍以内的缸筒。它通过强力珩磨机对尺寸或形状误差超差的部位进行珩磨,使缸筒整体尺寸、形状公差和粗糙度满足技术要求。

 

缸筒内表面磨损严重,存在较深纵向拉痕时按照实物进行测绘,由专业生产厂按缸筒制造工艺重新生产进行更换。也可运用TS311减磨修补剂修复缸筒。TS311减磨修补剂主要用于对磨损、滑伤金属零件的修复。修复过程中,用合金刮刀在滑伤表面剃出1mm以上深度的沟槽,然后用丙酮清洗沟槽表面,用缸筒内径仿形板将调好的TS311减磨修补剂敷涂于打磨好的表面上,用力刮平,确保压实,并高于缸筒内表面,待固化后,进行打磨留出精加工余量,最后通过研磨使缸筒整体尺寸、形状公差和粗糙度达到要求。但这种修复缸的寿命及可靠性都不高。

 

活塞杆、导向套的检查与维护

 

活塞杆与导向套间相对运动副是引起外漏的主要因素,如果活塞杆表面镀铬层因磨损而剥落或产生纵向拉痕时,将直接导致密封件的失效。因此,应重点检查活塞杆表面粗糙度和形位公差是否满足技术要求,如果活塞杆弯曲应校直达到要求或按实物进行测绘,由专业生产厂进行制造。如果活塞杆表面镀层磨损、滑伤、局部剥落可采取磨去镀层,重新镀铬表面加工处理工艺。

 

4  缓冲阀的检查与维护

 

对于阀缓冲液压缸,应重点检查缓冲阀阀芯与阀座磨损情况。一旦发现磨损量加大、密封失效,应进行更换。也可运用磨料进行阀芯与阀座配磨方法进行修复。

 

4.2.4  提高液压缸的寿命的途径

 

1  在使用方面,应增加防止污染物侵入的措施

 

应采取有效措施控制污染物的侵入,如在油箱呼吸孔增装高效能的空气滤清器、新油必须过滤等外,还必须提高液压缸自身的抗污染能力。污染严重的环境下更要注意,如井下用液压缸应采用氟橡胶(FRM)和丁腈橡胶(NBR)防尘圈,地面机械液压缸应采用丁腈橡胶防尘圈;自卸车、工程机械、工作平台及其它设备的液压缸的进油口处增加过滤装置,而为了减少进油阻力,应尽量提高(增大)其过流面积,这样可有效地减少来自系统的颗粒污染。

 

2  设计方面,改进密封

 

采用组合式密封和混合密封相结合的密封形式(结构),如在EQ3092自卸车液压缸中,活塞的密封形式改为图4-7,液压缸的寿命将显著延长。

4-7  活塞的密封形式

 

1.耐磨环(导向环)  2.滑环式密封圈:3.“O”形圈

 

耐磨环和滑环的材质一般为聚四氟乙烯+石墨,因纯聚四氟乙烯容易产生塑性蠕变,仅适用于低压、低耐磨性的工况。如果所用的密封圈为加石墨填充剂后形成的复合材料,性能可得到有效的改善,抵御塑性蠕变的能力提高23倍,由负荷作用引起的初始变形降低3060%:刚性提高23倍:受热尺寸稳定性增加2倍,硬度增大l015%。图4-7中“O”形圈的弹性力使密封滑环紧贴密封表面,产生密封压力实现密封。当内部液压压力增大时,会使“O”形圈进一步变形挤压滑环,从而增大密封压力,提高密封性能。该结构具有摩擦系数低、耐磨性好,并有自动补偿磨损和能吸收油缸内的硬质颗粒的特点,而且能够完全密封。如果活塞杆的密封采用“O”形圈+Yx形密封圈混合,如图4-8

4-8  O”形圈+Yx形密封圈混合

 

1.缸体  2.导向套  3.活塞杆

 

为了防止在Yx形密封和“O”形圈之间造成内压,应在其中间加工的放气孔。使用经验表明,当活塞杆退回时,存在于两密封件问的“漏油”(低压使用的油膜积聚)均被带回缸体内,没有漏液通过小孔流出。采用该结构,不管液压缸处于何工况,活塞杆的油膜都能控制在最小的程度。“O”形圈的压缩量(动密封)一般控制在其截面尺寸的10%左右。

 

3  配件的选择方面

 

密封件的材质、形状、压缩量对液压缸的使用寿命、工作效率影响很大,除要求有可靠的密封外,还应有较长的使用寿命和少的摩擦损失。目前全国密封件生产厂家很多,选择质量可靠稳定的优质密封件也是至关重要的。

 

4.制造加工方面

 

活塞杆表面镀铬后,应将镀后抛光改为镀后磨光的方法。这虽然需要增加磨前的镀层厚度(一般直径方向增加0.02左右),但能很好的清除镀铬缺陷,而且考验了镀层的结合力。另外,由于磨削表面的微观不平,波谷可贮存润滑油,既提高耐磨,又可延长使用寿命。如套筒缸产品,采用镀后抛光和镀后磨光的使用寿命就有很大的差距,特别是大批量生产更明显。严格清理机械构件的飞边、毛刺,特别是密封沟槽处的棱边,微小金属毛刺,严格组装前清洗。缸体内孔的光整加工采用滚压,能显著地提高缸体表面的疲劳强度和抗应力腐蚀性能。摩擦副表面的粗糙度一般控制在Ra0.40.8之间。

 

4.2.5  液压缸气蚀的预防

 

对液压缸进行维修时,可以看到液压缸内壁、活塞或活塞杆表面有一些蜂窝状的孔穴,这都是气蚀所致。对液压缸的气蚀作针对性的预防。是十分必要的。

 

1.产生气蚀的主要原因

 

1)气蚀的实质。随着压力的逐渐升高,油液中的气体会变成气泡,当压力升高到某一极限值时,这些气泡在高压的作用下就会发生破裂,从而将高温、高压的气体迅速作用到零件的表面上,导致液压缸产生气蚀,造成零件的腐蚀性损坏。

 

2)液压油质量不合格导致气蚀。保证液压油的质量,是防止产生气蚀的一个重要因素。如果油液的抗泡沫性差,就很容易产生泡沫,从而导致气蚀的发生。其次,油液压力的变化频率过快、过高,也将直接造成气泡的形成,加速气泡的破裂速度。试验证明,压力变化频率高的部位出现气蚀的速度就会加快。如液压缸进、回油口处等,由于压力变化的频率相对较高,气蚀的程度也相对高于其他部位。除此之外,油液过热也会增加气蚀发生的机率。

 

3)制造及维修不当导致气蚀。由于在装配或维修时未注意使液压系统充分排气,从而导致系统中存在气体,在高温、高压的作用下即可产生气蚀。

 

4)冷却液质量有问题导致气蚀。当冷却液中含有腐蚀介质,如各种酸根离子、氧化剂等,则易发生化学、电化学腐蚀等,在它们的联合作用下,也会加快气蚀的速度;若冷却系统维护得好,可预防气蚀的发生。例如冷却系统散热器的压力盖,如果维护得好,就可以使散热器的冷却液压力始终高于蒸气压力,从而防止气蚀的产生。

 

2.预防气蚀的措施

 

1)严把液压油选用关。严格按照用油标准选用液压油。选用质量好的液压油,可以有效地防止液压系统在工作过程中出现气泡。在选用油液时,应根据不同地区的最低气温进行选择,并按油尺标准加注液压油,同时还应保持液压系统的清洁(加注液压油时,应防止将水分和其他杂质带入),经常检查液压油的油质、油位和油色。如果发现液压油中出现水泡、泡沫。或油液变成乳白色时,应认真地查找油液中空气的来源,并及时加以消除。

 

2)防止油温过高,减少液压冲击。合理设计散热系统、防止油温过高是保持液压油油温正常的关键。应使系统的温度保持在合适的范围内,以降低气泡破裂时释放的能量。在不影响冷却液正常循环的同时,可以适当地添加一定量地防腐添加剂来抑制锈蚀。在操纵液压系统时,要力求平稳,不宜过快、过猛,尽量减轻液压油对液压元件的冲击。

 

3)保持各液压元件结合面的正常间隙。在制造或修理液压缸的主要零件(如缸体、活塞杆等)时,应按照装配尺寸的公差下限值进行装配,这样可以很好地减少气蚀现象的发生。如果液压元件已经出现气蚀现象,则只能采用金相砂纸抛光技术除去气蚀的麻点和表面积炭,切不可用一般的细砂纸进行打磨处理。

 

4)维修时要注意排气。液压缸在维修后,应使液压系统平稳地运转一定的时间,以使液压系统中的液压油得到充分循环;必要时,可将液压缸进油管(或回油管)拆开。使液压油溢出,以达到单只液压缸排气的效果。

 

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