探傷車液壓控制系統(tǒng)O型圈泄漏故障分析

1、探傷車液壓控制系統(tǒng)O型圈泄漏故障分析 探傷車液壓控制系統(tǒng)O型圈泄漏故障分析 【摘 要】分析GTC-3型鋼軌探傷車液壓控制系統(tǒng)漏油原因，剖析O型密封圈密封失效原因并提出合理的應(yīng)對措施。 【關(guān)鍵詞】泄漏；密封；失效；材料 1 引言 濟(jì)南局GTC-3型探傷車液壓控制系統(tǒng)在2021年上半年頻繁發(fā)生O型圈密封泄漏，且每次泄露的形式和原因并不完全相同，造成各個機(jī)械部件無法正常動作，極大的影響車輛在運(yùn)行區(qū)間的行車平安。針對我局型探傷車液壓系統(tǒng)屢次泄露的現(xiàn)場處理情況，就O型圈密封失效泄露和具體原因及防范措施做以下分析介紹。 2 O型圈密封原理 O型橡膠圈密封圈簡稱O型圈，是一種截面形狀為圓形的橡膠圈。O型密封

2、圈是液壓、氣動系統(tǒng)中使用最廣泛的一種密封件。O型圈有良好的密封性能，既可用于靜密封，也可用于動密封中；不僅可單獨(dú)使用，而且是許多組合式密封裝置中的根本組成局部。它的使用范圍很廣，如果材料選擇得當(dāng)，可以滿足各種介質(zhì)和各種運(yùn)動條件的要求。主要構(gòu)成材質(zhì)分為：丁腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、聚四氟乙烯、天然橡膠等。 O型密封圈是一種擠壓型密封，擠壓型密封的根本工作原理是依靠密封件發(fā)生彈性變形，在密封接觸面上造成接觸壓力，接觸壓力大于被密封介質(zhì)的內(nèi)壓，那么不發(fā)生泄漏，反之那么發(fā)生泄漏。常用的自封式壓緊型液壓密封件主要是O形密封圈，圓形密封圈具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、本錢低廉等優(yōu)點(diǎn)，

3、因此它是液壓傳動系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的動密封元件和靜密封元件。其安裝在密封槽內(nèi)通常產(chǎn)生1025%的徑向壓縮變形，并對密封外表產(chǎn)生較高地初始接觸應(yīng)力，從而阻止無壓力液體的泄漏。 3 探傷車液壓系統(tǒng)O型圈的失效類型 在O型圈無損壞狀態(tài)時發(fā)生的泄漏。O型圈本身沒有發(fā)生任何損壞，但是仍舊有泄漏產(chǎn)生。根本原因是在選擇O型圈時沒有正確的選擇尺寸導(dǎo)致壓縮量過大或過小。壓縮量過大，容易使密封圈出現(xiàn)裂紋、密封圈的運(yùn)動阻力也會大，這樣就影響了密封圈的正常運(yùn)動。壓縮量過小，沒有產(chǎn)生足夠的壓力導(dǎo)致泄漏。 O型圈外表損傷導(dǎo)致泄漏。當(dāng)安裝密封圈溝槽外表粗糙，工作環(huán)境中有雜質(zhì)灰塵，導(dǎo)致密封圈摩擦?xí)r外表損傷?；蛘呤前惭b、運(yùn)輸中導(dǎo)致

4、密封圈外表劃傷，都會加速密封圈的磨損，導(dǎo)致泄漏。 O型圈扭曲產(chǎn)生泄漏。O型圈沿周向發(fā)生扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生泄漏也是O型圈泄漏的常見形式。O型圈在溝槽內(nèi)受到密封介質(zhì)的壓力而發(fā)生滾動，由于密封間隙不均勻，密封圈本身材料不均勻或者是密封零件的同軸度偏大的情況中，密封圈的密封高度不等，由此密封圈各局部受壓縮不等，所受摩擦力不等而造成密封圈發(fā)生扭曲。 O型圈材質(zhì)老化導(dǎo)致泄漏 。O型圈橡膠材料是屬于彈性材料。由于種種原因，如儲存不當(dāng)原因，工況原因。使O型圈彈性降低，產(chǎn)生形變后不能恢復(fù)成原來的形狀，老化變形使的密封圈喪失密封能力導(dǎo)致泄漏。 3 探傷車液壓系統(tǒng)O型圈泄露原因分析 探傷車液壓系統(tǒng)工作液力最高1.5Mpa工作

5、溫度范圍在80-120，客觀原因要求O型密封圈必須具有較高的密封性能和溫度適應(yīng)性，通過對幾次泄露故障的調(diào)查分析有以下主要原因造成泄露： O型圈密封結(jié)構(gòu)、型式不合理。O型圈最大壓縮率不宜超過30%，裝配時如果壓縮率超過30%，那么它的永久變形就會超過設(shè)計密封壓力的極限，從而造成泄漏，這是因?yàn)镺型圈橡膠材質(zhì)在壓縮狀態(tài)下產(chǎn)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象，導(dǎo)致喪失彈性復(fù)原能力。因此在設(shè)計O型圈溝槽時應(yīng)防止壓縮率過大。 材質(zhì)選擇不正確， O型圈材料與工作介質(zhì)不匹配。選用的O型圈橡膠材質(zhì)達(dá)不到使用溫度要求。使用溫度過高，O型圈壓縮永久變形越大，當(dāng)永久變形超過40%以上后，就非常容易發(fā)生泄漏。因此在選用O型圈的時候應(yīng)該根據(jù)

6、探傷車液壓系統(tǒng)的工作溫度在80120攝氏度的特點(diǎn)，選配耐高溫的橡膠材料做成的O型密封圈。 溝槽加工精度、外表粗糙度不符合要求。由于密封溝槽存在著同軸度偏差，密封高度不相等以及O形密封圈截面直徑不均勻等現(xiàn)象，可能使得O形密封圈的一局部壓縮過大，另一局部過小或不受壓縮。當(dāng)溝槽存在偏心即同軸偏差大于O形密封圈的壓縮量時，密封會完全失效。提高密封溝槽的加工精密度以及減小偏心是保證O形圈具有可靠的密封性和壽命的重要因素。 受橡膠焦耳效應(yīng)影響。焦耳效應(yīng)是橡膠材料處于拉伸狀態(tài)的橡膠遇熱產(chǎn)生收縮的現(xiàn)象，在安裝O型圈時為了使它在密封溝槽內(nèi)不產(chǎn)生竄動，在用作往復(fù)運(yùn)動密封時不產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象，一般使它處于某種程度的拉伸

7、狀態(tài)。但如果將這種安裝方法用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，就會產(chǎn)生不良的結(jié)果。焦耳熱效應(yīng)使高速的旋轉(zhuǎn)軸O形圈的接觸處產(chǎn)生磨擦熱，生成的熱量使這些接觸部位的溫度不升，橡膠材料受熱嚴(yán)重變形，壓縮量與伸長量發(fā)生變化的現(xiàn)象。發(fā)熱還加速密封材料老化，降低了O形圈的使用壽命；破壞密封油膜，由此引起斷油現(xiàn)象，加速密封的磨損。 4 如何有效預(yù)防探傷車液壓系統(tǒng)O型圈泄露故障 根據(jù)工作介質(zhì)和工作環(huán)境合理選擇匹配的O型圈。 安裝前要首先檢查進(jìn)行外觀檢查，周邊無飛邊、毛刺、雜質(zhì)、劃痕，斷面直徑要均勻。內(nèi)徑是否去除毛刺 外表有無污染。要用銼修平銳利毛刺或倒角，擦拭干凈外表油污。 安裝前要預(yù)先適當(dāng)涂抹液壓油或潤滑脂。要保證彈性體的介質(zhì)相容

8、性，一般用所密封的液體來潤滑。不得使用含固體添加劑的潤滑脂，如二硫化鉬、硫化鋅等。 安裝時要考慮O型圈的硬度，防止被擠入密封間隙中，根據(jù)密封間隙和工作壓力選擇適當(dāng)?shù)挠捕?，橡膠硬度應(yīng)隨壓力上下和間隙大小而變化，壓力高、間隙大硬度稍大，反之亦然。 安裝時要使用無銳邊的工具，保證O形圈不扭曲，不過量拉伸。盡量使用輔助工具安裝，并保證正確定位，對于用密封條粘接成的O形圈不得在連接處拉伸要防止碰傷。 在往復(fù)運(yùn)動式密封裝置的外伸軸端處必須使用防塵。 5 總結(jié) 橡膠O密封圈廣泛應(yīng)用于探傷車液壓系統(tǒng)。密封件一旦失效，輕那么使設(shè)備不能正常使用、無法正常進(jìn)行探傷檢，重那么將會造成行車的事故。然而預(yù)防密封件的失效常常有是一個復(fù)雜的工作。技術(shù)人員不僅需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和過硬的技術(shù)水平，還要有認(rèn)真仔細(xì)的工作態(tài)度、堅(jiān)忍不拔的毅力和一定的推斷能力。液壓密封對于探傷車來說是剛涉及到的一個重要領(lǐng)域，個別觀點(diǎn)可能與專業(yè)人士存在差異，分析問題不夠透徹，希望通過本文能對其他車型的密封圈出現(xiàn)的問題作為參考和借鑒。 參考文獻(xiàn)： 【1】聞邦椿.機(jī)械設(shè)計手冊第三卷M.機(jī)械工業(yè)出版社，2021. 【2】李耀聞，宋一平等.液壓氣動用O型橡膠密封圈溝槽尺寸 GB/T