机床液压油缸的泄漏及防治

杨明华

山东泰丰液压股份有限公司

机床液压油缸的泄漏及防治

杨明华

山东泰丰液压股份有限公司

机床设备液压传动工作中的油缸是把液压油的压力能量转换为机械能的执行机构部件，它主要是依靠液压油在油缸中的流动方向变化，把油缸中的活塞推动往复运动，使活塞按一定的速度和推力完成某一项机械运动。泄漏是油缸最常见的故障，主要分为外泄漏和内泄漏。外泄漏是指油缸筒与缸盖、缸底、油口、缸盖与活塞杆处的泄漏，外泄很容易从外观直接观察出来；内泄漏是指油缸内部高压腔内的压力油向低压腔渗漏，它发生在活塞与缸壁、活塞与活塞杆连接处。因此本文主要就对机床液压油缸的泄漏及防治相关方面进行分析和探讨。

机床液压油缸；泄漏；防治

1 泄漏的分类

液压油缸的泄漏形式根据油液流向可分为外泄漏和内泄漏，外泄漏是指油液从液压系统内流至液压系统外，主要发生在液压缸缸筒与缸盖、缸底、油管接口、排气阀、缓冲调节阀之间或者缸盖与活塞杆之间；内泄漏是指油液从液压系统内高压腔流至低压腔，主要发生在活塞与缸筒之间或者活塞内孔与活塞的连接处。通常情况下，外泄漏可以从外部直接观察发现，内泄漏直接观察不到，需要单方面注入压力油，使活塞停在初始点或终点，观察另一个油口是否漏油以确定是否存在内泄漏。不论是外泄漏还是内泄漏，主要原因都是密封不良、连接处结合不良、部件失效以及环境恶劣等。

液压缸严重的泄漏不仅会使设备周围的环境受到污染，还会导致液压缸工作腔的压力降低，使液压缸无法正常工作。采取比较先进的方法，有效地防止泄漏，使液压系统实现“零泄漏”是液压行业多年来始终追求的目标。

2 液压油缸泄漏的原因

液压油缸的泄漏一般都是在使用一段时间后产生。从表面上来看，大多数是由密封件失效、损坏、挤出，或密封表面被拉伤等原因造成。但实际上主要是由油液污染、密封表面粗糙度不当、密封沟槽不合格，配合件间隙增大、油温过高、密封圈变质、液压元件未清洗干净、装配不当而造成密封件损伤等原因造成的。

2.1 油缸管接头的泄漏与连接处的加工精度、紧固强度及毛刺是否被除掉等因素有关。主要表现是选用管接头的加工质量差，不起密封作用；压力脉动引起管接头松动，螺栓蠕变松动后未及时拧紧；管接头拧紧力矩不够。

2.2 密封件引起的泄漏与密封件的损坏或失效有关。主要表现是密封件的材料或结构类型与使用条件不符；密封件失效、压缩量不够、老化、损伤、几何精度不合格、加工质量低劣、非正规产品；密封件的硬度、耐压等级、变形率和强度范围等指标不合要求；密封件的安装不当、表面磨损或硬化，以及寿命到期但未及时更换。

2.3 由零件结合面引起的泄漏与设计、加工和安装都有关。主要表现是密封的设计不符合规范要求，密封沟槽的尺寸不合理，密封配合精度低、配合间隙超差；密封表面粗糙度值较大，形位公差过大；密封结构选用不当造成变形，使结合面不能全面接触；装配不细心，结合面有沙尘或因损伤而产生较大的塑性变形。

2.4 壳体的泄漏主要发生在焊接件的缺陷上，在液压系统的压力脉动或冲击振动的作用下逐渐扩大。泄漏故障对液压设备带来的危害主要表现在以下几方面：1)使系统压力下降。2)执行机构推力不足速度缓慢或不稳定，甚至无法工作。3)油液消耗增大，系统效率降低，油温升高。4)造成油液和其他物质浪费，增加设备运转成本。5)污染环境，使工作条件恶化，有碍健康。

3 机床液压油缸泄漏问题的防治

3.1 加强机床液压油缸密封的重视。液压缸需要采用密封的原因是因为其存在内泄漏和外泄漏的问题，当液压缸中存在内泄漏和外泄漏的情况出现时，会导致液压缸的腔体的容积变小效率变低，使液压缸在工作中性能降低。情况严重时会产生系统压力上不去，无法工作。同时，站在环境保护的角度，也要尽量的避免泄漏的发生，所以要采取必要的密封措施是非常重要的。

首先，采用的第一种方式被称其为间隙密封，其工作原理是在两个运动件之间会保留一点间隙，在间隙中产生的液体摩擦阻力来防止泄露。这种方法有一定的弊端，就是只适用于直径和压力都较小的液压缸和活塞之间密封，优势为了提高这种密封的效率会在活塞上开出几条凹槽，这些凹槽会在发生内泄漏的时候让油液改变路径或者截断，，在小槽内形成旋涡而产生阻力，于是使油液的泄漏量减少；另一是阻止活塞轴线的偏移，从而有利于保持配合间隙，保证润滑效果，减少活塞与缸壁的磨损，增加间隙密封性能。

然后，采用橡胶密封圈的作用，由于液压缸中密封圈的种类不同，所以采用的密封机理也不尽相同，其中O型密封圈主要是依靠预压缩量，来抵消间隙实现密封的作用。而Y、YX、V形等依靠密封圈的唇口受液压力作用变形，使唇口贴紧密封面而进行密封，液压力越高，唇边贴得越紧，并具有磨损后自动补偿的能力。

最后，是采用橡胶密封组件来实现密封作用。其中主要有格莱圈、蕾形密封圈、斯特封等，这种密封一般都是组合类型具有两种密封件的特点，在工作中共同发挥起到密封的作用。就拿格莱圈来说，它是由橡胶O形密封圈和聚四氟乙烯的格莱圈组合而成。在工作中利用O型橡胶密封圈良好的弹性产生预压缩从而使格莱圈贴近密封面，O型橡胶圈不耐磨而格莱圈恰恰弥补了这一点，格莱圈极地的摩擦因素和自润性，使其在液压缸密封中使用的寿命更长。

3.2 控制油温防止密封件变质。密封件过早变质的一个重要原因是油温过高。在多数情况下，当油温经常超过60℃时，油液粘度会大大下降，密封圈膨胀、老化、失效，结果导致液压系统产生泄漏。据研究表明，油温每升高10℃则密封件的寿命就会减半，所以应使油液温度控制在65℃以内。为此，应将油箱内部的出油管与回油管用隔板隔开，增加油箱到执行机构(缸或马达)之间的距离，管路上尽量少用直角弯头；另外，应注意油液与密封材料的相容性问题，须按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式与材质。

3.3 重视修理装配工艺。应强化防漏治漏的修理工艺，如活塞表面、缸内壁的整体或局部均可采用电刷镀、静电喷涂增厚后，再经车床切削加工至所需尺寸。铸造件或焊接件在安装前应进行探伤检查和耐压试验，耐压试验的压力相当于其最高工作压力的150%～200%。密封件装入孔时，应用专用工具导入，防止位置偏斜以及损伤密封件。

结语

总之，油缸的泄漏修复，需要根据具体情况具体分析，采取最简单有效的方法，使之能满足工作的需要，既要修复费用低、时间短，又要延长油缸的使用寿命。

[1]段文.滚动摩擦油缸液压式标准力源技术研究[D].吉林大学，2011.

[2]姚琢.工程机械液压油缸的泄漏及防治[J].湖北广播电视大学学报，2007，03：141-142.