油管及管接頭的故障分析與排除
1.液壓軟營的故障分析與排除
在使用過程中,由于使用與維護(hù)不當(dāng)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理和軟管制造不合格等原因,經(jīng)常出現(xiàn)液壓軟管滲漏、裂紋、破裂、松脫等故障。液壓軟管的松脫或破裂,輕則浪費(fèi)油液、污染環(huán)境、影響系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮及工作效率,重則危及安全。為了保證液壓系統(tǒng)在良好狀況下工作,預(yù)防液壓軟管早期損壞,延長液壓軟管的使用壽命,平時(shí)一定認(rèn)真做好保養(yǎng)與維護(hù)工作。
(1)使用不合格軟管引起的故障。
1)原因。在維修或更換液壓管路時(shí),如果在液壓系統(tǒng)中安裝了劣質(zhì)的液壓軟管,由于其承壓能力低、使用壽命短,使用時(shí)間不長就會出現(xiàn)漏油現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)液壓系統(tǒng)會產(chǎn)生事故,甚至危及人機(jī)安全。劣質(zhì)軟管則主要是橡膠質(zhì)量差、鋼絲層拉力不足、編織不均,使承載能力不足,在壓力油沖擊下,易造成管路損壞而漏油。軟管外表面出現(xiàn)鼓泡的原因是軟管生產(chǎn)質(zhì)量不合格,或者工作時(shí)使用不當(dāng)。如果鼓泡出現(xiàn)在軟管的中段,多為軟管生產(chǎn)質(zhì)量問題,應(yīng)及時(shí)更換合格軟管。
2)措施。在維修時(shí),對新更換的液壓軟管,應(yīng)認(rèn)真檢查生產(chǎn)的廠家、日期、批號、規(guī)定的使用壽命和有無缺陷,不符合規(guī)定的液壓軟管堅(jiān)決不能使用。使用時(shí),要經(jīng)常檢查液壓軟管是否有磨損、腐蝕現(xiàn)象;使用過程中橡膠軟管一經(jīng)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重龜裂、變硬或鼓泡等現(xiàn)象,就應(yīng)立即更換新的液壓軟管。
(2)違規(guī)裝配引起的故障。
1)原因。軟管安裝時(shí),若彎曲半徑不符合要求或軟管扭曲等,皆會引起軟管破損而漏油。當(dāng)液壓軟管安裝不符合要求時(shí),軟管受到輕微扭轉(zhuǎn)就有可能使其強(qiáng)度降低和松脫接頭,在軟管的接頭處易出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象。當(dāng)軟管在安裝或使用過程中受到過分的扭曲時(shí),軟管在高壓的作用下易損壞。軟管受扭轉(zhuǎn)后,加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)改變,編織鋼絲間的間隙增加,降低了軟管的耐壓強(qiáng)度,在高壓作用下軟管易破裂。
在安裝軟管時(shí),如果軟管受到過分的拉伸變形,各層分離,降低了耐壓強(qiáng)度。軟管在高壓作用下會發(fā)生長度方向的收縮或伸長,一般伸縮量為常態(tài)下的-4%~+2%。若軟管在安裝時(shí)選得太短,工作時(shí)就受到很大的拉伸作用,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)破裂或松脫等故障;另外,軟管的跨度太大,則軟管自重和油液重量也會給軟管一個較大的拉伸力,嚴(yán)重時(shí)也會發(fā)生上述故障。
在低溫條件下,液壓軟管的彎曲或修配不符合要求,會使液壓軟管的外表面上出現(xiàn)裂紋。軟管外表出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象一般在嚴(yán)寒的冬季出現(xiàn)較為常見,特別在嚴(yán)寒的冬季或低溫狀態(tài)下液壓軟管彎曲時(shí)。在使用過程中,如果一旦發(fā)現(xiàn)軟管外表有裂紋,就要及時(shí)觀察軟管內(nèi)膠是否出現(xiàn)裂紋,如果該處也出現(xiàn)裂紋要立即更換軟管。
2)措施。在安裝液壓軟管時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
①軟管安裝時(shí)應(yīng)避免處于拉緊狀態(tài),即使軟管兩端沒有相對運(yùn)動的地方,也要保持軟管松弛,張緊的軟管在壓力作用下會膨脹,強(qiáng)度降低。軟管直線安裝時(shí)要有30%左右的長度余量,以適應(yīng)油溫、受拉和振動的需要。
②安裝過程中不要扭曲軟管。軟管受到輕微扭轉(zhuǎn)就有可能使其強(qiáng)度降低和松脫接頭,裝配時(shí)應(yīng)將接頭擰緊在軟管上,而不是將軟管擰緊在接頭上。安裝軟管擰緊螺紋時(shí),注意不要扭曲軟管,可在軟管上畫一條彩線觀察。
③軟管彎曲處,彎曲半徑要大于9倍軟管外徑,彎曲處到管接頭的距離至少等于6倍軟管外徑。
④橡膠軟管最好不要在高溫有腐蝕氣體的環(huán)境中使用。
⑤如系統(tǒng)軟管較多,應(yīng)分別安裝管夾加以固定或者用橡膠板隔開。
⑥在使用或保管軟管過程中,不要使軟管承受扭轉(zhuǎn)力矩,安裝軟管時(shí)盡量使兩接頭的軸線處于運(yùn)動平面上,以免軟管在運(yùn)動中受扭。
⑦軟管接頭常有可拆式、扣壓式兩種??刹鹗焦芙宇^在外套和接頭芯上做成六角形,便于經(jīng)常拆裝軟管;扣壓式管接頭由接頭外套和接頭芯組成,裝配時(shí)須剝離外膠層,然后在專門設(shè)備上扣壓,使軟管得到一定的壓縮量。
⑧為了避免液壓軟管出現(xiàn)裂紋,要求在寒冷環(huán)境中不要隨意搬動軟管或拆修液壓系統(tǒng),必要時(shí)應(yīng)在室內(nèi)進(jìn)行。如果需長期在較寒冷環(huán)境中工作,應(yīng)換用耐寒軟管。
(3)由于液壓系統(tǒng)受高溫的影響引起的故障。
1)原因。當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)、當(dāng)風(fēng)扇裝反或液壓馬達(dá)旋向不對時(shí)、當(dāng)液壓油牌號選用不當(dāng)或油質(zhì)差時(shí)、當(dāng)散熱器散熱性能不良時(shí)、當(dāng)泵及液壓系統(tǒng)壓力閥調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí),都會造成油溫過高,同時(shí)也會引起液壓軟管過熱,會使液壓軟管中加入的增塑劑溢出,降低液壓軟管柔韌性。另外過熱的油液通過系統(tǒng)中的缸、閥或其他元件時(shí),如果產(chǎn)生較大的壓降會使油液發(fā)生分解,導(dǎo)致軟管內(nèi)膠層氧化而變硬。對于橡膠管路如果長期受高溫的影響,則會導(dǎo)致橡膠管路從高溫、高壓、彎曲、扭曲嚴(yán)重的地方發(fā)生老化、變硬和龜裂,最后油管爆破而漏油。
2)措施。當(dāng)橡膠管路由于高溫影響導(dǎo)致疲勞破壞或老化時(shí),首先要認(rèn)真檢查液壓系統(tǒng)工作溫度是否正常,排除一切引起油溫過高和使油液分解的因素后更換軟管。軟管布置要盡量避免熱源,要遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)排氣管。必要時(shí)可采用套管或保護(hù)屏等裝置,以免軟管受熱變質(zhì)。為了保證液壓軟管的安全工作,延長其使用壽命,對處于高溫區(qū)的橡膠管應(yīng)做好隔熱降溫,如包扎隔熱層、引入散熱空氣等都是有效措施。
(4)由污染引起的故障。
1)原因。當(dāng)液壓油受到污染時(shí),液壓油的相容性變差,使軟管內(nèi)膠材質(zhì)與液壓系統(tǒng)用油不相容,軟管受到化學(xué)作用而變質(zhì),導(dǎo)致軟管內(nèi)膠層嚴(yán)重變質(zhì),軟管內(nèi)膠層出現(xiàn)明顯發(fā)脹。若發(fā)生此現(xiàn)象,應(yīng)檢查油箱,因有可能在回油口處發(fā)現(xiàn)碎橡膠片。當(dāng)液壓油受到污染時(shí),還會使油管受到磨損和腐蝕,加速管路的破裂而漏油,而且這種損壞不易被發(fā)現(xiàn),危害更加嚴(yán)重。
此外,管路的外表面經(jīng)常會沾上水分、油泥和塵土,容易使導(dǎo)管外表面產(chǎn)生腐蝕,加速其外表面老化。由于老化變質(zhì),外層不斷氧化使其表面覆蓋上一層臭氧,隨著時(shí)間延長而加厚,軟管在使用中只要受到輕微彎曲,就會產(chǎn)生微小裂紋,使其使用壽命降低。遇到這種情況,就應(yīng)立即更換軟管。
2)措施。在日常維護(hù)工作中,不得隨意踩踏、拉壓液壓軟管,更不允許用金屬器具或尖銳器具敲碰液壓軟管,以防出現(xiàn)機(jī)械損傷;對露天停放的液壓機(jī)械或液壓設(shè)備應(yīng)加蓋蒙布,做好防塵、防雨雪工作,雨雪過后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行除水、晾曬和除銹;要經(jīng)常擦去管路表面的油污和塵土,防止液壓軟管腐蝕;添加油液和拆裝部件時(shí),要嚴(yán)把污染關(guān)口,防止將雜物、水分帶入系統(tǒng)中。此外,一定要防止把有害的溶劑和液體酒在液壓軟管上。
(5)其他原因引起的故障。液壓軟管外膠層比較容易出現(xiàn)裂紋、鼓泡、滲油、外膠層嚴(yán)重變質(zhì)等不良現(xiàn)象,平時(shí)要注意檢查和維護(hù),以延長液壓軟管的使用壽命,同時(shí)保證液壓軟管在良好的狀態(tài)下工作。液壓軟管內(nèi)膠層還會出現(xiàn)膠層變堅(jiān)硬、裂紋、嚴(yán)重變質(zhì)、明顯發(fā)脹等不良現(xiàn)象,由于這些現(xiàn)象出現(xiàn)在液壓軟管的內(nèi)膠層,隱蔽性較好,一般不容易發(fā)現(xiàn),所以平時(shí)要注意認(rèn)真檢查和維護(hù)。有時(shí)液壓軟管加強(qiáng)層也會出現(xiàn)各種不同的故障現(xiàn)象。有時(shí)軟管破裂,剝?nèi)ネ饽z層檢查,發(fā)現(xiàn)破口附近編織鋼絲生銹,這主要是由于該層受潮濕或腐蝕性物質(zhì)的作用所致,削弱了軟管強(qiáng)度,導(dǎo)致高壓時(shí)破裂。有時(shí)軟管破裂后,剝?nèi)ネ饽z層未發(fā)現(xiàn)加強(qiáng)層生銹,但加強(qiáng)層長度方向出現(xiàn)不規(guī)則斷絲,其主要原因是軟管受到高頻沖擊力的作用。
對于以上情況要根據(jù)具體原因采取相應(yīng)措施。
2.?dāng)U口管接頭的漏油
擴(kuò)口管接頭及其管路漏油以擴(kuò)口處的質(zhì)量狀況最普遍,另外也有安裝方面的原因。
(1)擰緊力過大或過松造成泄漏;使用擴(kuò)口管接頭要注意擴(kuò)口處的質(zhì)量,不要出現(xiàn)擴(kuò)口太淺、擴(kuò)口破裂現(xiàn)象,擴(kuò)口端面至少要與管套端面平齊,以免在緊固螺母時(shí)將管壁擠薄,引起破裂甚至在拉力作用下使管子脫落引起漏油和噴油現(xiàn)象。另外在擰緊管接頭螺母時(shí),緊固力矩要適度??刹捎卯嬀€法擰緊,即先用手將螺母擰到底,在螺母和接頭體間劃一條線,然后用一只扳手扳住接頭體,再用另一扳手扳螺母,只需再擰1/4~1/3圈即可,如圖10所示。
(2)由于管子的彎曲角度不對[見圖11(a)],以及接管長度不對[見圖11(b)],管接頭擴(kuò)口處很難密合,造成泄漏,其泄漏部位如圖所示。為保證不漏,應(yīng)使彎曲角度正確和控制接管長度適度(不能過長或過短)。
(3)接頭位置靠得太近,不能擰緊,有干涉。在若干個接頭靠近在一起時(shí),若采用圖12(a)所示的排列,接頭之間困靠得太近,扳手因活動空間不夠而不能擰緊,造成漏油。解決辦法是拉開管接頭之間的距離,不行的話可按圖12(b)中的方法解決,可方便擰緊,便于維修。
(4)擴(kuò)口管接頭的加工質(zhì)量不好,引起泄漏。擴(kuò)口管接頭有A型和B型兩種形式。圖13所示為A型,當(dāng)管套接頭體紫銅管互相配合的錐面與圖中的角度值不對時(shí),密封性能不良,特別是在錐面尺寸和表面粗糙度太差,錐面上拉有溝槽時(shí),會產(chǎn)生漏油。另外當(dāng)螺母與接頭體的螺紋有效尺寸不夠(螺母有效長度要短于接頭體),不能將管套和紫銅管錐面壓在接頭體錐面上時(shí),也會產(chǎn)生漏油。
3.焊接管及焊接管接頭引起的漏油
管接頭、鋼管及銅管等硬性管需要焊接連接時(shí),如果焊接不良,焊接處出現(xiàn)氣孔、裂紋和夾渣等焊接缺陷,會引起焊接處漏油;另外,雖然焊接較好,但焊接處的形狀處理不當(dāng),用一段時(shí)間后也會產(chǎn)生焊接處的松脫,造成漏油,如圖14和圖15所示。
當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí),可磨掉焊縫,重新焊接。焊后在焊接處需進(jìn)行應(yīng)力消除工作,即用焊槍將焊接區(qū)域加熱,直到出現(xiàn)暗紅色后,再在空氣中自然冷卻。為避免高應(yīng)力,剛性大的管子和接頭在管接頭接上管子時(shí)要對準(zhǔn),點(diǎn)焊幾處后取下再進(jìn)行焊接,切忌用管夾、螺栓或螺紋等強(qiáng)行拉直。以免使管子破裂和管接頭產(chǎn)生歪斜而導(dǎo)致漏油。如果焊接部位難以將接頭和管子對準(zhǔn),則應(yīng)考慮是否采用能承受相應(yīng)壓力的軟管及接頭進(jìn)行過渡。
4.卡套武管接頭的漏油
卡套式管接頭適用于油、氣管路系統(tǒng),壓力范圍有兩級:中壓級(E)16MPa,高壓級(G)32MPa。它靠卡套兩端尖刃變形嵌入管子實(shí)現(xiàn)密封。卡套式管接頭漏油的主要原因和排除方法如下。
(1)卡套式管接頭要求配用冷拔管,當(dāng)冷拔管與卡套2相配部位不密合,拉傷有軸向溝槽(管外經(jīng)與卡套內(nèi)經(jīng))時(shí),會產(chǎn)生泄漏,如圖16所示。此時(shí)可將拉傷的冷拔管鋸掉一段或更換合格的卡套重新裝配。
(2)卡套與接頭體24°內(nèi)錐面不密合,相接觸面拉有軸向溝槽時(shí),容易產(chǎn)生泄漏。應(yīng)使之密臺,必要時(shí)更換卡套。
5.管路的振動和噪聲
液壓管路往往有時(shí)產(chǎn)生激烈振動,特別是若干條管路排在一起時(shí)。振動會產(chǎn)生噪聲、漏油和管接頭的損壞。產(chǎn)生原因如下。
(1)油泵、電機(jī)等振源的振動頻率與配管的振動頻率合拍,產(chǎn)生共振,為防止振動共振,二者的振動頻率之比要在1/3~3的范圍之外。
(2)管內(nèi)油柱的振動。可通過改變管路長度來改變油柱的固有振動頻率,在管路中串聯(lián)阻尼(節(jié)流器)來防止和減輕振動。
(3)管壁振動。盡量避免有狹窄處和急劇轉(zhuǎn)彎處,盡可能不用彎頭,需要用彎頭時(shí),彎曲半徑應(yīng)盡量大。
(4)采用管夾和彈性支架等防止振動,如圖17~圖19所示。
(5)油液匯流處的接頭要考慮,否則會因渦流氣蝕產(chǎn)生振動和噪聲,如圖20所示。
(6)管內(nèi)進(jìn)入空氣,造成振動和噪聲。
(7)遠(yuǎn)程控制油路過長(>1m),管內(nèi)可能有氣泡存在,這樣管內(nèi)壓縮油液會產(chǎn)生振動,并且和溢流閥導(dǎo)閥彈簧產(chǎn)生共振,導(dǎo)致噪聲。因此在系統(tǒng)遙控管長度>1m時(shí),要在遠(yuǎn)程控制口附近加設(shè)節(jié)流元件(阻尼)解決。
(8)在配管不當(dāng)或固定不牢靠的情況下,如兩泵出口很近處用一個三通接頭聯(lián)結(jié)溢流總排管,這樣管路會產(chǎn)生渦流,從而引起管路噪聲。油泵排油口附近一般具有旋渦,這種方向急劇改變的旋渦和另外具有旋渦的液流合流后就會產(chǎn)生局部真空,引起空穴現(xiàn)象,產(chǎn)生振動和噪聲。解決的辦法是在泵出口以及閥出口等壓力急劇變動的地方合流配管,不能靠得太近,而應(yīng)適當(dāng)拉長距離,以避免上述噪聲。
(9)雙泵雙溢流閥的液壓系統(tǒng)也易產(chǎn)生兩溢流閥的共振和噪聲,解決辦法是共用一個溢流閥或兩閥調(diào)成不同壓力(約差1MPa)。
(10)回油管的振動沖擊。當(dāng)回油管不暢通,背壓大或因安裝在回油管油中的過濾器、冷卻器堵塞時(shí),會產(chǎn)生振動沖擊。所以回油管應(yīng)盡可能短而粗,當(dāng)在回油管上裝有過濾器或水冷卻器時(shí),為避免回油不暢,可另辟一支路,裝上背壓閥或溢流閥,在過濾器或水冷卻器堵塞時(shí),回油可通過背壓閥短路至油箱,防止振動沖擊,如圖21所示。