1.液壓元件及系統(tǒng)泄露控制
液壓系統(tǒng)中的工作液體是在液壓元件(包括管道)的容腔內(nèi)流動或暫存的。循環(huán)的工作液體之間的間隙等種種原因,有少量的液體越過容腔邊界流出,液體的“越界流出”現(xiàn)象稱為泄露。在單位時間內(nèi)漏出的液體的容積為泄漏量,泄露分為內(nèi)泄露和外泄露兩種
內(nèi)泄露指液壓元件內(nèi)部有少量液體從高壓腔泄露到低壓腔,如液體從液壓泵高壓腔向低壓腔的泄露,從閥門的壓力通道向回油通道的泄露等。
外泄露指少量液體的向液壓系統(tǒng)外部泄漏,如管接頭,受壓或不受壓的固定結(jié)合面的靜密封處和軸向滑動表面,旋轉(zhuǎn)軸伸的動密封外的泄露。據(jù)統(tǒng)計,外泄露中:配管外泄露量占44.5%,液壓缸外泄漏量占21%,液壓泵外泄露量占9%,閥門外泄露量占21.5%,其他占4%。
泄露造成下列危害:
a. 系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定
b. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度不穩(wěn)定,不能滿足控制的要求
c. 使系統(tǒng)效率降低,油(液)溫度升高
d. 可能引起控制失靈,元件損壞,造成設(shè)備故障甚至停產(chǎn)
e. 造成油(液)和其他物資的浪費(fèi),污染環(huán)境,可能引起火災(zāi),造成人身事故。
2.泄露的機(jī)理
1) 縫隙泄露
縫隙中液體在兩端壓力差下流動,便產(chǎn)生泄露。
2) 多孔泄露
液壓元件的各種蓋板、法蘭、接頭、連接底板等,因接合表面粗糙,在密封不良的情況下,在兩種表面上下接觸的微觀凹陷處,形成許多截面形狀多樣,大小不等的孔隙,液體在壓力作用下,通過這些孔隙二產(chǎn)生泄露。
3) 粘附泄露
粘性液體與固體表面之間有一定的黏附作用,兩者接觸后,會在固體表面上年負(fù)一層液體。當(dāng)粘附的液層過厚時,就會形成泄露的液滴或者當(dāng)活塞桿縮進(jìn)缸筒時被密封圈刮落。。防止粘附泄露的基本方法是控制液體粘附層的厚度。
4) 動力泄露
在轉(zhuǎn)軸的密封表面上若留有螺旋形加工痕跡時其痕跡具有“泵油”作用。當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時,液體在轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)力的作用下會沿著凹下的螺旋形痕跡流動,為了防止動力泄露,應(yīng)避免子啊轉(zhuǎn)軸密封表面和密封圈的唇邊上留有“加工痕跡”,或者限制痕跡的方向。
3.回轉(zhuǎn)運(yùn)動的泄露控制
回轉(zhuǎn)軸泄露是指回轉(zhuǎn)軸伸出端承處的外泄露。該處密封具有下述特點(diǎn),被密封的內(nèi)部液體壓力一般小于0.1MPa 內(nèi)部液體向外泄露是沿轉(zhuǎn)軸表面的軸向,軸表面旋轉(zhuǎn)并且密封件在軸上的位置不變,故不利于油膜的更換和冷卻,密封面的限速度較高,通常用回轉(zhuǎn)軸油封圈(簡稱油封)來防止泄露。
1) 油封密封原理
油封的基本結(jié)構(gòu)。彈簧圈的彈力使唇部的棱帶貼緊在軸表面上達(dá)到密封。
因此,油封的密封壓力要適度、均勻和持久。用彈簧圖箍緊油封唇部是保持密封壓力持久所采用的重要措施。
2) 回流油封
若在轉(zhuǎn)軸的密封表面上制有螺旋溝槽,當(dāng)軸以圖示方向轉(zhuǎn)動時,間隙中液體受到螺旋轉(zhuǎn)動力的推壓所產(chǎn)生的壓力與內(nèi)部液體壓力相平衡。若在間隙長度L范圍內(nèi)的B點(diǎn)液體壓力與外部大氣壓相等時,液體就不會向外泄露。B點(diǎn)的軸向位置與間隙值h,內(nèi)部液體壓、液體粘度μ,州的轉(zhuǎn)速n及螺旋槽的參數(shù)等有關(guān)。如果螺旋槽開在孔表面上,也會產(chǎn)生同樣的密封效果。值得注意的是,只有軸轉(zhuǎn)動時回流密封才起作用,而且軸的轉(zhuǎn)速愈高密封效果愈好,軸若停轉(zhuǎn)就會泄露。