淺談硫化機(jī)液壓系統(tǒng)泄漏的原因及防治

1、第34卷 第11期·50·CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技術(shù)與裝備作者簡介：王衛(wèi)峰（1980-），男，本科，益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)助理工程師，主要從事液壓硫化機(jī)的設(shè)計(jì)工作，現(xiàn)正在青島科技大學(xué)攻讀在職碩士研究生。收稿日期：2008-07-03王衛(wèi)峰(青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，山東 青島 266042摘要：液壓系統(tǒng)泄漏是液壓硫化機(jī)液壓故障的一個(gè)主要因素，針對這個(gè)問題，本文分析了油壓系統(tǒng)泄漏的種類、泄漏的原因，并提出了具體的防治措施，以確保其液壓系統(tǒng)能夠長期安全可靠地運(yùn)行。關(guān)鍵詞：液壓硫化機(jī)；液壓系統(tǒng)；泄漏種類；泄漏

2、原因；泄漏防治中圖分類號(hào)：TQ330.47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-797X(200811-0050-03淺談硫化機(jī)液壓系統(tǒng)泄漏的原因及防治輪胎硫化是輪胎制造的最后一道工序，液壓硫化機(jī)由于較徹底的解決了機(jī)械式硫化機(jī)很難保證輪胎的均勻性的弱點(diǎn)，具有生胎對中性好，合模平行精度高，運(yùn)動(dòng)快速平穩(wěn)，控制系統(tǒng)先進(jìn)，設(shè)備利用高等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)高等級(jí)子午線輪胎較機(jī)械式硫化機(jī)具有更大的優(yōu)勢，因此國內(nèi)外輪胎廠家生產(chǎn)高等級(jí)子午線輪胎時(shí)普遍采用液壓硫化機(jī)，使用比例也越來越高。液壓硫化機(jī)經(jīng)常工作在潮濕、塵埃、高溫，以及有一定腐蝕的環(huán)境中，要求其液壓系統(tǒng)能夠長期可靠地工作。而液壓系統(tǒng)泄漏則會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的

3、安全性及可靠性，造成油液浪費(fèi)、污染周圍環(huán)境、增加機(jī)器的停工時(shí)間、降低生產(chǎn)率、增加生產(chǎn)成本及造成產(chǎn)品污損或報(bào)廢，因此，我們必須對液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏加以控制。1 泄漏的種類液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏部位主要分為兩種：一是固定不動(dòng)部位，如液壓缸缸蓋與缸筒的接合處的泄漏、油壓法蘭聯(lián)接面處的泄漏；二是滑動(dòng)部位，如液壓缸活塞桿與缸蓋導(dǎo)向套之間的泄漏。也可以分為內(nèi)泄漏和外泄漏：內(nèi)泄漏主要指油液在液壓元件中從高壓腔流向低壓腔時(shí)泄漏；外泄漏主要指油液向液壓元件的外面滲漏，具體表現(xiàn)為管路連接焊接處、管接頭、密封件、元件接合面、殼體及系統(tǒng)自身原因而引起的油液泄漏。2 泄漏的原因液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏一般都是在

4、使用一段時(shí)間后產(chǎn)生。主要原因有：（1）油液遭到污染。污染物混入系統(tǒng)后會(huì)加速液壓零件的磨損，堵塞液壓元件的節(jié)流孔或節(jié)流縫隙。灰塵顆粒在液壓缸內(nèi)會(huì)加速密封件的損壞，導(dǎo)致缸筒內(nèi)表面的拉傷，使泄漏增大。油液被污染的原因很多，從污染產(chǎn)生機(jī)理來看，主要分為2種：一是在制作、安裝過程中潛伏在系統(tǒng)內(nèi)部的污染物；二是在系統(tǒng)工作過程中產(chǎn)生的污染。顯然，系統(tǒng)制作、安裝過程中潛伏的污染物多為切屑、毛刺、型砂、涂料、磨料、焊渣、銹片和灰塵等固體顆粒，它們對系統(tǒng)的危害比較大，是造成油液污染的主要原因。（2）密封件損壞或失效引起的泄漏。主要表現(xiàn)是密封件的材料或結(jié)構(gòu)類型與使用條件不符；密封件幾何精度不合格、加工質(zhì)量低劣；王衛(wèi)

5、峰·淺談硫化機(jī)液壓系統(tǒng)泄漏的原因及防治 2008年 第34卷·51·密封件老化、磨損，壽命到期但未及時(shí)更換。另外，密封件安裝不當(dāng)也會(huì)引起油液的泄漏。（3）元件結(jié)合面引起的泄漏。主要表現(xiàn)是密封的設(shè)計(jì)不合理，密封結(jié)構(gòu)選用不當(dāng)；密封溝槽的尺寸不合理，配合間隙超差；密封表面粗糙度和平面度誤差過大，加工質(zhì)量差，造成變形，使接合面不能全面接觸；裝配不細(xì)心，接合面有沙塵或因損傷而產(chǎn)生較大的塑性變形。（4）管接頭的泄漏。主要表現(xiàn)是選用管接頭的類型與使用條件不符；管接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理加工質(zhì)量差；壓力脈動(dòng)引起管接頭松動(dòng)后未及時(shí)擰緊；管接頭擰緊力矩過大或不夠。（5）殼體的泄漏。主要發(fā)

6、生在鑄件和焊接件的缺陷上，如液壓管路焊接部位焊接厚度不夠，焊接質(zhì)量不過關(guān)，使泄漏點(diǎn)在液壓系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)或沖擊振動(dòng)的作用下逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致油液泄漏。（6）系統(tǒng)的自身泄漏。主要表現(xiàn)在：系統(tǒng)超壓使用；未做到按規(guī)定對系統(tǒng)適時(shí)檢查及處理；易損件壽命到期但未及時(shí)更換。3 泄漏的防治（1）防止油液污染液壓管道是液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)的重要組成部分，也是工作量最大的現(xiàn)場施工項(xiàng)目，而管道安裝又是較易受到污染的工作，因此，液壓管道污染控制是防止油液污染的一個(gè)重要內(nèi)容。管道焊接前應(yīng)檢查鋼管內(nèi)表面是否生銹，切口部位是否已倒角，毛刺是否已清除干凈，檢查合格后方可對管道進(jìn)行焊接。為防止焊渣、氧化鐵皮侵入系統(tǒng)，管道焊接應(yīng)采用氣體

7、保護(hù)焊如氬弧焊。管道安裝前要清理出內(nèi)部大的顆粒雜質(zhì)，絕對禁止管內(nèi)留有石塊、破布等雜物。安裝過程中若有較長時(shí)間的中斷，須及時(shí)封好管口防止雜物侵入。管道安裝完畢后，必須經(jīng)過管道酸洗、系統(tǒng)沖洗后方可作為系統(tǒng)的一部分并入系統(tǒng)。系統(tǒng)沖洗分兩步進(jìn)行：首先將現(xiàn)場安裝的管道連成回路，沖洗達(dá)到要求精度后，再將閥臺(tái)、分流器等控制部件接入沖洗回路，達(dá)到要求精度后方為沖洗合格。絕對禁止管道在處理前就將系統(tǒng)連成回路，以防管內(nèi)污染物侵入執(zhí)行器、控制件。系統(tǒng)酸洗、沖洗后，即可將所有元件、管道按要求連成工作回路。此過程要特別注意管接頭保潔。連接完畢后，盡量避免拆卸，必要時(shí)要注意用干凈的油紙包扎好，確保管接頭、管口不受污染。另

8、外，液壓站上泵的吸油口應(yīng)安裝粗濾器，且吸油口處應(yīng)距油箱底部一定距離；每臺(tái)液壓硫化機(jī)總進(jìn)油口處應(yīng)安裝高壓精濾器，其過濾效果應(yīng)符合系統(tǒng)的工作要求，防止污物堵塞而引起系統(tǒng)故障；液壓油箱隔板上應(yīng)加裝過濾網(wǎng)，以除去回油過濾器未濾去的雜質(zhì)。定期檢查液壓油，一旦發(fā)現(xiàn)油液變質(zhì)、泡沫多、沉淀物多、油水分離等現(xiàn)象，應(yīng)立即清洗系統(tǒng)并換油。新油加入油箱前應(yīng)經(jīng)過靜置沉淀，過濾后方可加入。（2）要正確裝配密封圈，盡量減少導(dǎo)致動(dòng)密封件的磨損、老化的因素安裝密封圈時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守廠家對密封件的安裝說明，應(yīng)注意保護(hù)密封圈不被零件的銳邊、毛刺等劃傷。動(dòng)密封件是液壓系統(tǒng)中比較容易受傷的部位，更換難度大。如果動(dòng)密封件加工合格、安裝正確、

9、使用合理，可以保證長時(shí)間無泄漏。從設(shè)計(jì)角度來講，可以采用以下措施延長動(dòng)密封件的壽命：a. 安裝時(shí)要保證活塞桿的運(yùn)動(dòng)方向與受力方向一致，以消除活塞桿和驅(qū)動(dòng)軸密封件上的徑向載荷。b. 用防塵圈、防護(hù)罩和橡膠套保護(hù)活塞桿，防止粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入。c. 設(shè)計(jì)、選取合適的過濾裝置和便于清洗的油箱，以防止粉塵在油液中累積。d. 在保證整機(jī)性能的前提下，使活塞桿和軸的速度盡可能低。另外，油溫過高是密封件失效的一個(gè)重要原因。多數(shù)情況下，當(dāng)油溫經(jīng)常超過60 時(shí)，油液黏度大大下降，密封圈膨脹、老化、失效，結(jié)果導(dǎo)致液壓系統(tǒng)產(chǎn)生泄漏。據(jù)研究表明，油第34卷 第11期·52·CHINA RUBBER/P

10、LASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技術(shù)與裝備溫每升高10 則密封件的壽命就會(huì)減半，所以應(yīng)使油液溫度控制在65 以內(nèi)。為此，油箱內(nèi)部的出油管與回油管必須用隔板隔開，減少油箱到執(zhí)行機(jī)構(gòu)（缸或馬達(dá)）之間的距離，管路上盡量少用直角彎頭，同時(shí)要注意油液與密封材料的相容性問題，須按使用說明書或有關(guān)手冊選用液壓油和密封件的型式與材質(zhì)。（3）合理設(shè)計(jì)和加工密封溝槽液壓缸、油壓法蘭聯(lián)接面密封溝槽的設(shè)計(jì)或加工的好壞，是減少泄漏、防止油封過早損壞的先決條件。如果活塞與活塞桿、法蘭聯(lián)接面的靜密封處溝槽尺寸偏小，密封圈在溝槽內(nèi)沒有微小的活動(dòng)余地，密封圈的底部就會(huì)因受反作用力的作用使其損

11、壞而導(dǎo)致漏油。為防止油液由靜密封件處向外泄漏，須合理設(shè)計(jì)靜密封件密封槽尺寸及公差，使安裝后的靜密封件受擠壓變形后能填塞配合表面的微觀凹坑，并能將密封件內(nèi)應(yīng)力提高到高于被密封的壓力。密封溝槽的設(shè)計(jì)，主要是溝槽部位的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、形位公差和密封面的粗糙度等，應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。（4）減少?zèng)_擊和振動(dòng)液壓系統(tǒng)的沖擊主要產(chǎn)生于變壓、變速、換向的過程中，此時(shí)管路內(nèi)流動(dòng)的液體因很快的換向和閥口的突然關(guān)閉而瞬間形成很高的壓力峰值，使連接件、接頭與法蘭松動(dòng)或密封圈擠入間隙損壞等而造成泄漏。為了減少因沖擊和振動(dòng)而引起的泄漏，可以采取以下措施：a. 正確安裝管接頭，使用螺紋直接頭、三通接頭和彎頭代替錐管螺紋接

12、頭。盡量減少管接頭的使用數(shù)量，且管接頭盡量用焊接連接。b. 用減振支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動(dòng)的能量。c. 采用帶阻尼的換向閥、緩慢開關(guān)閥門、在液壓缸端部設(shè)置緩沖裝置（如單向節(jié)流閥）。d. 使用低沖擊閥或蓄能器來減少?zèng)_擊，適當(dāng)布置壓力控制閥來保護(hù)系統(tǒng)的所有元件。e. 針對使用的最高壓力，規(guī)定安裝時(shí)使用的螺栓扭距和堵頭扭距，防止接合面和密封件被損壞。（5）合理設(shè)計(jì)安裝板當(dāng)液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)閥組或底板用螺栓固定在安裝面上時(shí)，為了得到滿意的初始密封和防止密封件被擠出溝槽與被磨損，安裝面要平直，密封面要求精加工，表面粗糙度要小于Ra0.8 m ，平面度誤差要小于0.01/100 mm；表面不能有

13、徑向劃痕，連接螺釘?shù)念A(yù)緊力要足夠大，以防止表面分離。（6）重視修理裝配工藝應(yīng)強(qiáng)化防漏治漏的修理工藝，如閥桿、活塞表面、缸內(nèi)壁的整體或局部均可采用電刷鍍、靜電噴涂增厚后，再經(jīng)車床切削加工至所需尺寸。安裝帶螺紋的管接頭時(shí)，應(yīng)在螺紋上纏繞適當(dāng)?shù)木鬯姆蚁┥蠋?。鑄造件或焊接件在安裝前應(yīng)進(jìn)行探傷檢查和耐壓試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)的壓力相當(dāng)于其最高工作壓力的150%200%。油封裝入座孔時(shí)，應(yīng)用專用工具導(dǎo)入，防止位置偏斜。4 總結(jié)對液壓硫化機(jī)液壓系統(tǒng)油液泄漏的防治貫穿于整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用過程，這就要求我們在每一個(gè)階段都必須注意：設(shè)計(jì)是否合理，制造是否達(dá)到要求，安裝是否按規(guī)定的章程來裝配，使用是否正確，是否定期對整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)維修，更換油液。只有這樣，我們才能最大限度地減少導(dǎo)致液壓系統(tǒng)油液泄漏的因素，確保液壓硫化機(jī)在交付使用后，其液壓系統(tǒng)能夠長期安全可靠地運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1 張利平. 液壓站的設(shè)計(jì)與使用S. 北京，海洋出版社， 2004，365