剪式举升机防爆油缸失效研究及改进

李智敏

摘  要：剪式举升机防爆油缸失效研究工作的落实，既能够找寻出目前油缸产品设计及加工过程中存在的问题与难点，通过相应的改进措施，可有效解决此类风险，使防爆油缸产品的整体质量得以保障，避免漏油等问题出现，同时凭借设计优化、工艺优化、仓储优化，更便于构建全程管控平台，使防爆油缸的生产质量可控性得以增强。而在各项改进措施落实后，可知防爆油缸的生产水准确实得到了显著提升，并且漏油等潜在问题也得到了解决，使剪式举升机防爆油缸的市场份额得到了保障。

关键词：剪式举升机防爆油缸;失效研究;改进措施;设计要点;生产要点

中图分类号：TH137.51 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）18-0112-03

Abstract： The implementation of the research work on the failure of explosion-proof cylinder of shear hoist can not only find out the problems and difficulties existing in the process of cylinder product design and processing， but also solve this kind of risk effectively through the corresponding improvement measures. So that the overall quality of explosion-proof cylinder products can be guaranteed to avoid oil leakage and other problems. At the same time， with the help of design optimization， process optimization， warehousing optimization， it is more convenient to build the whole process control platform， so that the production quality controllability of explosion-proof cylinder can be enhanced. After the implementation of various improvement measures， we can know that the production level of explosion-proof cylinder has been significantly improved， and the potential problems such as oil leakage have been solved， so that the market share of explosion-proof cylinder of shear hoist has been guaranteed.

Keywords： explosion-proof cylinder of shear hoist; failure study; improvement measures; key design points; keyproduction points

引言

剪式舉升机防爆油缸是国外小剪举升机的主要机构件，在油缸加工技术方面要求较高，并且对于油缸品质的要求更有非常严格的审核标准。从防爆油缸生产角度来看，其生产工艺流程涵盖了下料、内孔加工、标刻序列号、超声波清洗、焊机、二次清洗、安装、喷漆及包装环节。在上述生产环节中，内孔加工、超声波清洗与焊接装配的流程都极易产生油缸漏油风险，若对此类问题未给予重视，则势必会影响此类油缸使用的安全性，因此技术及厂家必须结合漏油问题提供解决方案，才能使剪式举升机防爆油缸的生产质量得以保障。

1 失效因子

结合调查资料可知，致使防爆油缸出现漏油问题的失效因子主要可分为产品因子及过程因子，即设计问题和工艺问题，具体因子可分为以下几方面：

1.1 产品因子

结合产品资料可知，产品因子可细分为缸体、密封件及设计。其中，缸体失效因子主要与缸体内壁表面的粗糙度、锈蚀程度、缸体内径与圆柱度有关;而密封件失效因子主要与O型圈、槽尺寸、粗糙度、同轴度和外径精准度有关;设计失效因子主要与图纸密封耐久试验和结构有效性有关。若是上述防爆油缸在产品参数和细节出现问题，便极易产生漏油等问题，使防爆油缸的生产质量遭到严重影响。

1.2 生产因子

结合生产工艺资料可知，生产失效因子主要产生在产品清洗、缸体测试与工件装配方面。其中，产品清洗失效因子主要与清洗温度、防尘保护、清洗时间、清洗液配比和洗液洁净度有关;而缸体测试失效因子则主要与测试油清洁度、测试设备和参数有效性有关;工件安装失效因子主要与零件防护、装配流程与操作水准有关。若是在防爆油缸生产及测试过程中对上述影响因素造成影响，则缸体结构封闭性和整体性极易受影响，甚至还会产生漏油等问题，使防爆油缸的生产质量受损。[1]

2 防爆油缸设计分析及改进优化

根据防爆油缸设计调查资料可知，设计中影响油缸生产质量因素主要与密封耐久度试验、结构有效性有关，其中密封耐久度指的是活塞及端盖处的密封性能，若以上两个部位密封性存在问题，则防爆油缸内的油品势必会受到温度、振动等问题的影响，使油品漏出油缸。

因此，在防爆油缸设计过程中，设计者理应结合防爆油缸的结构与密封性元件参数选定适宜的密封措施，确保密封装置能够提供较长时间的维护，并且缸体结构稳定，不会与密封装置产生缝隙，才能使漏油问题得到较好的解决。所以，在改善活塞及端盖密封性期间，需从以下两个方面着重分析：

2.1 安装O型圈

为避免油气蒸发或水汽进入等问题出现在防爆油缸内，在端盖端口位置可安置O型圈，以便在端盖关闭时借助O型圈贴合端盖，使端盖内部气密性和水密性得到显著提升。期间O型圈的选用理应根据端盖与防爆油缸的结构进行选择，确保O型圈的材料具备较好的塑性，且不易受温度等因素影响受损，才能使油缸漏油问题得以避免。其次，在方形圈密封件应用过程中，还需结合沟槽实际尺寸进行分析，确保总理论压缩量满足1.5，且单边理论压缩量高于0.75，才能使沟槽密封性得以增强。最后，挡圈设计时，需结合O型圈、沟槽尺寸进行分析，确保三者尺寸相互贴合，并能够将总理论压缩量控制于1.4以上，使单边理论压缩量高于0.7，才能使漏油等问题得到较好的解决。[2]

2.2 导向套的应用

结合外界先进资料可知，绝大部分厂家在O型圈安装过程中，同样选择了导向套辅助措施，此种装置能够为O型圈提供适当压力，使其直接封住缸筒内侧预设的合止口，如此防爆油缸内部的密封性能够得到更好的保障，并且凭借导向套分体式设计，更能够有效避免对O型圈造成损伤。另外，在导向套和O型圈设计期间，导向套的宽度需结合O型圈的直径分析密封效果，若存在导向套宽度不足的状况，则势必会影响活塞杆挤压防尘圈的密闭性，使油缸漏油问题难以被解决。对于此种问题，设计者必须将导向套的宽度适当增加，确保能够完全贴合O型圈的设计要求，并且适当缩减活塞杆直径，留出充足的贴合空间，才能使端盖和油缸的密闭性得以增强。

2.3 活塞杆改造

在调整导向套及O型圈宽度过程中，能够增强防爆油缸的密封性，并且也能够有效降低活塞杆运动失稳的发生概率，通过调节活塞杆的尺寸，提高失稳临界下限或安全溢流阀的压力，使油缸推力更加稳定，使活塞杆失稳动力持续保持在临界值以下。但结合调查资料可知，若采用加大活塞直径的措施增强油缸推力的稳定性，则势必会导致油缸小腔的推力降低，因此为使活塞杆的安全溢流压力保持在某合理水准内，则决定在油缸杆件部位调高溢流阀压力至32MPa，以避免活塞杆失稳，造成漏油等问题出现。另外，在活塞杆或相关密封件采购期间，设计者还需结合油缸结构的特点，确定各类装置的可利用性，确保工件质量贴合防爆油缸的标准要求，并且各项参数精准无受损、受腐蚀或尺寸偏差，才能应用于防爆油缸内，缩减活塞外径与缸筒内径之间的间隙，以便提升整体油缸的性能，使油缸密封性得以保障。[3]

3 生产工艺分析及改进优化

结合国外油缸漏油问题的调查资料可知，生产工艺相关的影响因素主要可分为产品清洗、工件装配与缸体测试。因此在生产工艺选择期间，应结合上述影响要素进行控制，才能确保防爆油缸生产质量得以保障。

首先，产品清洗需根据缸体材料特性深入分析，判断清洗液的配比是否会对缸体结构造成损伤，并且能够有效的将缸体材料内的锈蚀部分清理干净，而在清洗时间与防尘保护措施的管理方面，则需要制定完善的调控方案，确保清洗时间充裕且不会有多余的尘土混入缸体，才能确保后续工件的安装更紧密，而清洗液的洁净度也应着重把控，以便清洗液的清洗功能性得以保障，避免清洗不全面等问题出现。

其次，在生产测试阶段，试验液压油应保证清洁度，避免油品受污染，使油缸缸体受到污染，在内部积攒油泥状杂质，使密封件寿命受影响。并且若缸体与端盖存在锈蚀状况，理应做好清理工作，期间判断缸体功能有效性，若密封结构受损，导致密封功能失效，则需要查看能否进行弥补，若无法修补则需要对密封件进行更换。

最后，在缸体制造与安装期间，技术人员应认真审核设计图纸内容，并在此基础上分析可否对制造技术进行改良，以便防爆缸体的质量可控性得以增强。期间，结合国外先进资料可知，缸体加工方式可由传统的珩磨变更为滚压工艺，既增强了缸体结构的整体性，同时也使得缸体的分子致密度显著提升，使内腔粗糙度与表面预应力的可控性增强。[4]

4 防爆油缸仓储分析及改进优化

在防爆油缸存储至厂房指定区域时，管理人员需严格控制存储区域的环境，避免存在潮湿、污染等问题，并做好缸体防护措施，才能使防爆油缸的质量得以保障。

首先，在防爆油缸进出仓库过程中，管理人员需对油缸质量进行检查，并将各项检测数据记录在案，以便提升防爆油缸存储管理的可控性，使存储潜在风险更便于管控。

其次，为避免油缸缸体内存有锈蚀风险，应事先在缸体内注油，而后再均匀翻转，确保油脂遍布防爆缸体内部，形成一层抗氧化膜，隔绝外界水汽对缸体材料的影响，才能使缸体内壁锈蚀问题得以预防。

再次，在防爆油缸存储期间，管理人员需借由密封螺钉将缸体表面的透气孔封堵，确保封堵密实且不会对透气孔带来过大的压力，使缸体结构受损，才能有效避免存储空间水汽进入缸体内部，如此同样也隔绝了缸体内部与水汽反应的环境。

最后，当防爆油缸存储至仓库内超过六个月，则管理人员需借助入库记录逐一对油缸进行拆卸处理，将其送至专业的检验与测试平台，分析油缸内部是否存在锈蚀或结构受损等问题，若存在则需要在最小限度内进行修补，否则需更换元件，并重新做好防护措施，将其重新存储至仓库内。

另外，在防爆油缸保修期间内，厂家应提醒客户对油缸进行定期保养，而后列举油缸存在的问题，并逐一对问题进行解决，以便油缸潜在的漏油隐患被预防，并能够将已存在的问题解决。而在防爆油缸处理及存储期间，应尽量减少人员在物料堆放区域频繁走动，以避免造成剐蹭或污物粘连等问题，使防爆油缸的出库质量受影响。[5]

5 改进后应用效果

将上述防爆油缸设计、生产与存储等改进措施落实后，结合调查资料可知，被测防爆油缸在市场销售后的一年多，均未出现过油缸漏油客诉，比较以往防爆油缸客诉的情况有了极为明显改善，更使得防爆油缸的使用寿命得到了显著提升。另外，结合测验数据可知，在设计、生产与存储等工作环节得以改良后，产品出库良率改善目标定在了99.5%，比较以往油缸良率目标提升了1.82%，但借助实际数据可知，防爆油缸的良率目前已经达到了100%，比较以往目标提升了2.28%，良率提升幅度较大。

其次，其防爆油缸生产节拍目标定在了100min/pcs，整体提升9.5%，但结合实际调查资料可知，生产节拍改善至98min/pcs，整体提升了11.31%。

另外，在生产流程与存储流程得以严格管理后，在清洗、设计、测试及装配过程中，防爆油缸的生产效率与质量水准得到了显著提升，而从油缸产能目标角度来看，预先定值为12pcs/d，产能效率提升为9.1%，而结合实际调查资料可发现，人均产能目标已经得以满足，能够为后续防爆油缸的生产提供较好的保障平台。

6 结束语

防爆油缸失效研究及改进措施的有效落实，既能够为防爆油缸设计、生产及存储工作提供更加全面的技术管控平台，以便防爆油缸的出厂质量符合标准，降低客诉的出现概率，同时凭借清洗、测试及装配等生产流程的管控，更便于解决防爆油缸受侵蚀、漏油与密封性不足等问题。故而，在论述防爆油缸失效研究与改进措施期间，必须结合失效因子对每个环节潜在的风险进行研究，以便防爆油缸的生产质量得到更好的保障。

参考文献：

[1]王博.液压缸基础零件制造车间MES的研究与设计[D].南京理工大学，2017.

[2]刘鑫.液壓缸型式试验系统设计及操控性能研究[D].沈阳工业大学，2017.

[3]田建忠.油缸缸体内孔可调式滚压加工装置的设计[J].现代工业经济和信息化，2017（17）：28-30.

[4]何炜坤，李艳梅，金耀辉.液压支架油缸喷涂生产线工装改造研究与实践[J].中国科技纵横，2017（14）.

[5]宋西华，岳亚军，刘强强.叉车起升油缸防爆阀的设计[J].液压气动与密封，2017（9）.