泄漏维修

关键词： 密封件 液压 密封 泄漏

泄漏维修

泄漏维修 篇1

机床液压系统泄漏涉及的主要因素有密封件结构形式与材料、密封槽与密封接触表面的质量、密封件磨损、密封件安装与工作环境、液压系统污染及液压缸缺陷。但所有液压系统在使用一段时间后的泄漏, 几乎都可以归结为三个原因:冲击和振动造成管接头松动;动密封件及配合件磨损 (液压缸尤甚) ;油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。

1. 设计因素

液压系统的可靠性, 在很大程度上取决于液压系统密封的设计和密封件的选择, 由于设计的密封结构不合理, 密封件选用不规范, 设计中没有考虑到液压油与密封材料的相容形式、负载情况、极限压力、工作速度大小、环境温度的变化等。另外, 由于设备使用环境中的尘埃和杂质, 设计中没有选用合适的防尘密封, 造成污物进入系统破坏密封、污染油液, 从而产生泄漏。设计中考虑运动表面的几何精度和粗糙度不够全面, 以及在设计中没有进行连接部位的强度校核等, 都会在设备工作中引起不同程度的泄漏。

密封件的结构形式与材料的差异, 将直接影响设备液压系统密封的可靠性。如果密封材料太软, 液压缸工作时, 密封件极易挤入密封间隙而损伤。如果密封材料太硬, 即使在较大的外力作用下, 密封件变形也较困难, 显然对密封面产生的初始接触应力和附加接触应力较低, 从而加剧了液压缸的泄漏。如果密封材料与液压油不相容, 密封件将产生蠕胀、软化、溶解等现象, 使密封件丧失密封能力, 造成泄漏。

2. 制造和装配因素

液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、表面处理、表面粗糙度及形位公差要求。如果在制造过程中超差, 如油缸活塞半径、密封槽深度或宽度、装密封圈的孔尺寸超差或加工失圆、本身有毛刺或有凹点、镀铬脱落等, 密封件就会有变形、划伤、压死或压不实等现象发生, 使其失去密封功能。

液压元件在装配中, 如果过度用力将使零件变形, 特别是用铜棒敲打缸体、密封法兰等。装配时应将零件蘸少许液压油, 轻轻压入, 清洗时应该用柴油, 特别是密封圈、防尘圈、O形圈等橡胶元件, 如果用汽油则易使密封材料老化而失去密封能力。密封件安装在尺寸精度较低, 表面粗糙度及形位公差较低的密封副内将导致密封件损伤。密封件磨损和在密封件装配过程中造成的损伤, 是设备液压系统泄漏的主要原因。

3. 油液污染及零部件损伤

在大气压下液压油中可溶解10%左右的空气, 在液压系统的高压下, 油液中会溶解更多的空气。空气在油液中形成气泡, 如果液压支架工作过程中在极短的时间内压力在高低压之间迅速变换, 就会使气泡在高压侧产生高温在低压侧发生爆裂, 如果液压元件表面有凹点或损伤时, 液压油就会高速冲向元件表面加速表面磨损而引起泄漏。密封件工作在高温环境下将加速密封件老化, 导致密封件的失效。对于阀缓冲式液压缸, 缓冲阀阀芯与阀座磨损是设备液压系统泄漏的主要原因。如果液压系统受到污染, 含有颗粒物的液压油作用在密封件运动表面上, 会产生研磨作用导致密封件失效。焊接裂纹也是机械设备液压系统产生外漏的原因之一。

液压缸工作过程中, 活塞杆裸露在外直接和环境接触, 虽然导向套上装有防尘圈及密封件, 但难免将尘埃、污物带入液压系统, 颗粒污染为液压元件损坏最快的因素之一。由于工作环境潮湿等因素的影响, 水可能会进入液压系统, 与液压油反应生成酸性物质和油泥, 降低液压油的润滑性能并加速部件磨损, 还会造成控制阀与阀杆粘连。

二、液压系统泄漏故障诊断方法

设备液压系统外漏非常直观, 而液压缸内泄漏既看不见, 也摸不到。液压缸内泄漏与液压阀间有着相互牵连的关系。液压系统泄漏量一般采用液压缸或工作装置位移量指标来衡量, 国家和行业标准对典型机械设备液压缸或工作装置因液压系统内泄漏引起的位移量作了具体规定。在机械设备使用过程中, 一旦发现液压缸或工作装置位移量超过规定值时, 可断定是由于液压系统内泄漏引起的故障。通过采用经验诊断法、相关分析法和试验方法, 在不拆卸液压缸的前提下, 对液压系统的泄漏故障进行诊断。

经验方法可用“问、检”二字概括, “问”就是维修人员向操作人员询问故障机械的基本情况。主机有哪些异常现象, 故障是突发的还是渐发的, 使用中是否有违章操作, 液压系统的维护情况, 液压油是否更换过等。一般来讲, 突发性故障, 大多是因液压系统受到污染或意外载荷造成液压阀或密封件失效引起的, 渐发性故障, 则多是因密封件磨损严重而产生的。

“检”主要是维修人员亲自检查液压系统的工作情况。首先排除非泄漏性故障, 然后检查液压油的变质和污染程度。最后维修人员操作液压换向阀, 使液压缸运动到极限位置时, 可观测液压系统工作压力, 一旦工作压力达不到规定值, 而通过调节安全阀压力仍不发生变化时, 则是液压缸内泄问题。拆开液压缸回油腔管路, 通过观察油口是否有液压油流出, 可判断液压缸的泄漏情况。

三、液压缸拆检与维修方法

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, 对于组合密封应重点检查密封面的磨损量, 然后判定密封件是否仍可用。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撑环的磨损情况, 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料的密封件进行更换, 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, 减少泄漏量。

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, 也不能有效解决故障。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, 并测量纵向拉痕深度。如果缸筒存在微量变形和浅状拉痕, 可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, 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。

如果缸筒内表面磨损严重, 存在较深纵向拉痕, 最好按照实物进行测绘, 由专业生产厂重新生产进行更换, 也可采用热喷涂、流镀和粘接等表面修复技术修复缸筒。热喷涂缸筒内表面修复是将熔融状态下的喷涂材料, 通过高速气流使其雾化喷射在缸筒表面上, 形成喷涂层的一种金属表面处理方法。热喷涂后, 通过强力珩磨机对缸筒进行珩磨, 使整体尺寸、形状公差和粗糙度满足技术要求。热喷涂缸筒表面修复有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和粉末爆炸喷涂等方法。

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, 将直接导致密封件失效。如果活塞杆弯曲, 应按照实物进行测绘, 由专业生产厂重新制造。如果活塞杆表面镀层磨损、滑伤、局部剥落可采取磨去镀层, 重新镀铬处理。导向套应重点检查套内与活塞杆相对运动的表面, 如果产生不均匀磨损, 圆度>0.3mm时, 应按照实物进行测绘、更新。

对于阀缓冲液压缸, 应重点检查阀芯与阀座磨损情况。一旦发现磨损量加大、密封失效时, 最好是按照实物进行测绘、更换, 也可更新阀芯, 运用磨料对阀座配磨方法进行修复。

四、液压系统泄漏的预防措施

设备液压系统泄漏是多方面综合影响的结果, 以现有的技术和材料, 要想从根本上消除液压系统的泄漏很难做到。只有在设计、加工、装配和使用的全过程中, 充分考虑各方面影响因素, 才能将泄漏的可能性降至最小。设备液压系统泄漏的常见预防措施如下。

为了减少受冲击和振动的管接头松动引起的泄漏, 可采取减振支架固定所有管子, 以便吸收冲击和振动。使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击, 适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件, 尽量减少管接头的使用数量, 管接头尽量用焊接连接, 使用直螺纹接头、三通接头和弯头代替锥管螺纹接头, 尽量用回油块代替各个配管, 针对系统使用的最高压力, 规定安装时使用螺栓和堵头的扭紧扭矩, 正确安装管接头。

从设计角度讲, 可以考虑采用消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷装置, 用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆, 防止磨料、粉尘等杂质进入, 选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积, 使活塞杆和轴的速度尽可能低等措施。

静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差, 使安装后的密封件产生一定变形以便填塞配合表面的微观凹陷, 并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时, 静结合表面将产生间隙, 静密封松动, 变动的间隙将蚕食密封件边缘。

当阀组或底板用螺栓固定在安装面上时, 为得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽或磨损, 密封面要求精加工, 表面粗糙度要达到0.8μm, 平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕, 连接螺钉预紧力要足够大, 以防止表面分离。密封件材料过早变质是多种因素引起的, 但一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半, 所以应使油液温度保持在65℃以下。

泄漏维修 篇2

空间站的航天员和地面控制人员分别调用手持摄像机和空间站外置摄像头来获取更清晰的画面。10日，地面控制中心调用了空间站机械臂，试图对泄漏点进行定位，但未能成功。当日晚，美航宇局作出决定，于11日派两名空间站航天员进行舱外行走，以确定泄漏点的位置并试图维修。

“突然忙碌起来了！”航天员汤姆·马什本在他的推特上写道。他和另一名航天员克里斯’卡西迪一起被安排进行这次紧急舱外行走。“空间站外的液氨泄漏迫使我和卡西迪在明天进行舱外行走，我们将试图修复它。”

任务控制小组忙活了一整晚来寻找问题的解决方案，以及针对电力系统目前状况的应急措施。任务管理小组在次日早晨开会，明确本次太空行走可能存在的问题和潜在风险，并向国际合作者们征求建议。

“整个空间站乘组都在为出舱做准备，大伙像是运行在钟点上。我为自己能成为组长而感到骄傲。一群多么杰出能干又好玩的人啊。”本次空间站指令长，克里斯·哈德菲尔德在推特上说。

美航宇局宣称，虽然冷却剂泄漏对空间站电力系统影响严重，但对航天员并无任何危险。空间站的每片大型太阳翼都有独立的冷却回路，经确认，受到影响的是编号为2B的太阳翼。为确保空间站的正常运转，所有依靠2B线路供电的仪器设备都已切换至其他供电线路，同时其它线路进行分流以保证所有设备和系统能继续全功率运行。

执行本次太空行走任务的两位航天员克里斯·卡西迪和汤姆·马什本部是经验丰富的老手，他们都进行过三次太空行走，其中一次是在2009年乘坐“奋进”号航天飞机并在如今发生泄漏的同一位置——P6桁架上更换即将老化的蓄电池。他们也进行过针对“12种重大情况”的舱外行走训练，这是每个航天员都必须经历的训练。

与此同时，美航宇局约翰逊航天中心使用名为“中性浮力实验室”——一个12米深，内部装有空间站模型的巨大训练水池来模拟卡西迪和马什本将要在太空进行的任务。欧空局航天员萨曼莎·克里斯托法瑞迪和美航宇局航天员特里·维蒂在水池中演练了本次任务，为的是确保太空人能在适当时间内完成任务，并预先找出潜藏的危险，随后把取得的经验分享给太空中的同事们。

美航宇局并不明确泄漏发生的确切位置。他们将注意力集中到冷却泵和流量计上。这个位置在2007年就发生过液氨泄漏，可能是微陨石撞击造成的。2012年，两名航天员出舱重新布设了冷却管线并安装了一个额外的散热片，这一问题似乎得到解决。那次发生的泄漏在舱外维修时都几乎看不出来，但此次的泄漏从舱内就可以轻易看到。

促使这次太空行走尽快进行的原因之一是目前尚不确定泄漏点的具体位置。如果舱外活动时泄漏仍在发生，航天员用目视就可以轻易确定泄漏位置，但如果液氨已经漏光，定位就变得困难许多。出舱后的第一个任务是锁定泄漏点，随后更换备用的冷却泵和流量计，看看问题是否解决。如果无效，他们将搜索整个区域来寻找泄漏点。美航宇局认为泄漏还可能发生在系统内部的冷却泵上。果真这样，那就不可能快速找到泄漏点了，幸好情况并非如此。

11日晚10时左右，卡西迪和马什本从空间站“寻求”号气闸舱出舱，进行了5小时30分钟的紧急出舱维修任务。与此同时，美航宇局利用舱外的摄像头对全球观众进行了电视直播。两位航天员拆除了P6桁架上被认为引起泄漏的液氨泵和流量计，并安装了备用设施。启用备用设施后，原先的泄漏迹象不再显示。凌晨3时14分，美航宇局宣布，两位航天员成功完成了太空行走，并解决了泄漏问题。“这一天真是令人兴奋，舱外任务完成得顺风顺水。完美的队友，出色的地面指挥，还有热心支持的观众。”哈德菲尔德队长在他的推特上写道。不过，航天员并未发现拆下的设备有明显故障。

此次泄漏并未影响到哈德菲尔德、马什本和俄罗斯航天员罗曼·罗曼年科三名航天员按计划返回地球。他们在5月14日7∶08离开空间站返回地面。另外三名航天员卡西迪、俄国航天员亚历山大·米索金以及帕维尔·维诺格拉多夫继续留守在空间站内。