1工(gōng)程機械液壓管(guǎn)路件常見故(gù)障
工程機械中液壓管路件常見故障主要有液壓膠管總成故障和液壓鋼管總成故障(zhàng)!管接頭故障3種"液壓膠管總成是液壓膠管(鋼絲纏繞!編織膠管,棉線膠管等)與管接頭(芯(xīn)子!外套!螺(luó)母或法蘭芯)經專用設備扣壓連接形成組合件,可直接與液壓管路中其它部件裝配連接"液壓鋼管總成一般由無縫鋼(gāng)管與管接頭焊接而成,也有將卡套!螺母直接裝配在鋼管上的卡套式總(zǒng)成"。
1.1液壓膠(jiāo)管總成故障的類型!原因及解(jiě)決辦法
對液壓膠管總成來說,扣壓部位是整個總成的最薄弱部位,發(fā)生的質量問題多集中於此"此外,由於橡膠存在老化問題,當(dāng)超過一定期限時,扣壓部位也會(huì)發生滲漏"因此,液壓膠管總成屬(shǔ)於易損件,應(yīng)定期更換,以免釀成事故"液壓膠管總成常發生的故障類型有如下6類(lèi):扣壓部位滲漏!膠管炸裂(liè)!膠管砂(shā)眼漏油!膠管總成(chéng)接頭(tóu)處漏油!膠管外膠龜裂(liè)!膠管內壁清潔度"。
1.1.1扣壓部位滲漏
由於扣壓(yā)尺寸控(kòng)製不好,橡膠老化(huà)將引起扣壓部分滲漏"在實際操(cāo)作中,橡膠管與芯子(zǐ)的配合尺寸和扣壓量的選擇(zé)至關重要"橡膠本身的伸縮變形造成其尺寸控製較難,目前(qián)國內!外技術都沒有辦法(fǎ)將其公差控製在較小的範圍(wéi)內(nèi)"如沈陽ISR公司生產的19管,公稱直徑內孔為(wéi)19?0.5mm,二層鋼絲編織增強層外徑(jìng)為27.5?0.8mm"而根據國標或部標,選(xuǎn)用的芯子外(wài)徑為19?0.1mm,外套內孔為28.5?0.1mm,外徑為37?0.1mm"要將管芯裝配在一起,累(lèi)積公差就(jiù)有?1.4mm,而橡膠(jiāo)的最佳(jiā)壓縮比為0.42~0.5mm,若再(zài)考(kǎo)慮到扣壓後(hòu)芯子和外套的收縮變形,那麽單靠控製其扣壓量就希翼達到最佳壓(yā)縮比是比較(jiào)困難的"盡管從理論上來(lái)說容易控製,但在批量生產的實際操作中困難(nán)較大"主要原因有:
橡膠管原(yuán)因
橡膠管尺寸精(jīng)度不統一,即使同一批膠管,不(bú)同的(de)部位,其內孔尺寸也不一致,這(zhè)是由目前(qián)膠管的生產工藝決定的"現(xiàn)在的膠管生產工藝有有芯編織和無芯編織兩(liǎng)種,均隻能將尺寸控製在公差範圍內而不能保持均勻一致性(xìng);內膠配方(fāng)和(hé)生產(chǎn)不(bú)能保持其(qí)硬度和成(chéng)形收縮比的一致。
2)芯子!外套尺寸的影響(xiǎng)
芯子外徑和外套內徑尺寸是影響扣壓量的關鍵尺寸,目前國內生產工藝都是根據外套的收(shōu)縮量來控(kòng)製扣壓量的"而芯子和外套的尺寸公差引入的扣壓量誤差卻為0.3mm"。
芯子!外套收縮變形的影響!
芯子!外套材質不同,其機械性能的差異所引起的扣(kòu)壓後變形(xíng)收縮量也不一樣"如果外套硬度低,扣(kòu)壓後塑性變形的內應力小,鎖緊力就小;外套硬度高(gāo),就可能會將鋼絲增強層扣斷,扣壓後內孔收縮後呈多邊形(目前均采用多瓣式哈夫扣壓機扣壓(yā)),因而造成(chéng)鎖(suǒ)緊(jǐn)力不均,對(duì)密封極為不(bú)利"如果芯子硬度不一致,也會造成(chéng)扣壓後(hòu)其收縮變形量(liàng)不同,硬度(dù)高(gāo),變形小,易造成鋼絲斷裂(liè);硬度低,變形(xíng)大,芯子尾(wěi)端與膠管(guǎn)配合處呈鞍形,橡膠實際(jì)壓(yā)縮量小,容易造成滲(shèn)漏"另外,因芯子!外套的內外徑尺寸(cùn)的偏心也會造成扣壓(yā)時變形量(liàng)不均勻,對密封性能也是極(jí)為不利的"所(suǒ)以,改進膠(jiāo)管生產工藝!有效控製芯(xīn)子(zǐ)和外套的材料及扣壓量等措施均可有效控製扣壓部分的滲漏"。
1.1.2膠管炸裂
膠管炸裂有兩種現象,首先(xiān)是炸口位置:一(yī)是炸口位置在膠管兩端離外套25cm之內,二是炸口在距外套25cm之外;其次是炸口形狀:一是炸口(kǒu)無規則狀;二是炸口(kǒu)較規則,呈線形"根據膠管炸口的距離和形狀可以判斷膠管總成故障為膠管總成製造原因!膠管自身原因(yīn)兩類(lèi)。
如果膠管炸裂處在離外套25cm之內,這(zhè)屬於膠管總成的製造原因"扣壓量太大,會使鋼絲被扣斷;係統(tǒng)壓力過高,外套處是總成的最薄弱環節,也會引(yǐn)起炸裂;膠管使(shǐ)用工況較為惡劣,工作時伸縮頻次較快,在工作時同時(shí)有伸縮變形應力和扭曲應(yīng)力,都會影響膠(jiāo)管的使用壽命。
因此控製(zhì)扣壓量及係統壓力,改變工況等都可以較(jiào)好地削弱膠管總成(chéng)的製(zhì)造原因造成的破壞"例如(rú)某機械廠50型裝載機鏟鬥(dòu)升降臂油缸所用的19-L1152BZ油(yóu)管,鏟鬥在工作時,油管不僅要(yào)承受彎曲應力,同時還要承(chéng)受(shòu)扭曲應力,因此其故障(zhàng)頻率高"後經(jīng)技術改進,將膠管長度加(jiā)長為1252mm,減少了彎曲和扭曲應力的影響程度,降低(dī)了(le)故障頻次,在一(yī)定程度上降低了故障的(de)概率"但要徹底解決還得改善工況,改變連(lián)接鋼(gāng)管(guǎn)空間位置,從而改(gǎi)善軟(ruǎn)管的使用工況"如果膠管(guǎn)炸裂處在離外套25cm之外,這屬於膠管(guǎn)本身的原因"一是膠管製造原(yuán)因,二是膠管設計安裝位置不合理"如炸裂口處呈規(guī)則線狀,則是膠管質量原因,如鋼絲生產編織時(shí)的接頭處或鋼絲的(de)機械強度不夠,也有的是膠管的選用不當所(suǒ)造成的"如炸裂口處呈無(wú)規則狀,可能是膠管總成安裝後彎曲半徑過小或彎曲扭曲疲(pí)勞所引起,亦或是膠管受到外力機械損傷所致"例如30F型裝載機(jī)係統改進時,選用一根25/2S-1500C=45F膠管總成替代原有(yǒu)的25管(25二層鋼絲編織膠管,工作壓力為14Mpa;25/2S二層鋼(gāng)絲纏繞管,工作壓力為18Mpa),25/2S管在工作一個月以後陸續出現膠(jiāo)管炸裂現象,炸口位置發生在兩個地方:一是(shì)在距外套20~30cm處,一是在中間位置"炸口形狀沿鋼絲纏繞方向(xiàng)成直線形(xíng)"因25二層鋼絲編織膠管工作(zuò)壓力達(dá)不到設計壓力才選用25/2S二層鋼絲纏(chán)繞管,但設計(jì)人員不了解25/2S二層鋼絲(sī)纏(chán)繞管的實際性能和使用要求:工作時不能小於最小彎曲半徑360mm,不能(néng)在動壓情況下使用"因而設計時隻考慮了其工作壓力是否滿足使用要求"況且25/2S二層鋼絲纏繞管因其結構的局限性,二層鋼絲纏繞,層與層之間的約束力小(xiǎo),隻能使用在靜壓和(hé)膠管基本不動的(de)情況下"所以膠管總成(chéng)發生故障就難以避(bì)免了"最後重新生產了一種25二層鋼絲編織膠管(guǎn),增加鋼絲(sī)層(céng)的強(qiáng)度,將工作壓力提高到21Mpa,才(cái)最終解(jiě)決了問題"。
1.1.3膠管砂眼漏(lòu)油
砂眼漏油的現象(xiàng)一(yī)般表現為(wéi)膠管外膠鼓泡後滲漏或呈線性噴射(shè)"膠管砂眼漏(lòu)油多(duō)是由膠(jiāo)管質量原因引起的"如內膠含有雜質,局部有損傷(shāng)或脫模(mó)時都(dōu)會產生(shēng)缺陷"但有時外膠鼓泡並不一定是砂眼,隻有進行解剖分(fèn)析才能得出正確結論"例如內膠因(yīn)疲勞而破裂,液壓油就會從破裂處滲出,沿著增強鋼絲層滲透擴散,在外膠的薄弱處形成油泡,形(xíng)成和(hé)砂眼漏油(yóu)一樣的現象"這需要(yào)從提高膠管質量著手解決問題。
1.1.4膠管總成接(jiē)頭處漏油
接(jiē)頭處滲漏(lòu)主要是由於膠管總成接(jiē)頭與液壓係統其它部位連接的(de)過(guò)渡接頭(tóu)尺寸精度不符造成的"例如卡套式膠管總成與24b內錐管接頭連接時常會由於卡(kǎ)套裝配不好或內錐(zhuī)管(guǎn)接頭質量(liàng)問題引(yǐn)起配合處滲(shèn)漏"例如C型膠管(guǎn)總(zǒng)成與擴口式管接頭配合連(lián)接時,總成接頭為60b錐,擴口式管接頭為60b外錐,兩者角度公差均為?30c,假設兩者尺寸恰好是分別處於上下極限,則實際是線密封配合,如裝(zhuāng)配時擰緊力不夠或工作中的振動過大都易造成滲漏。
所以,合理設計連接(jiē)裝配尺寸!提高裝配精度是非常必要的"。
1.1.5膠管(guǎn)外膠龜裂(liè)
膠管的內膠是耐油密封層,中間是鋼絲增強層,外膠層隻是一層保護層,似(sì)乎其作用微不(bú)足道,但起著保護!美觀作用"工(gōng)程機械室外作業較多,膠管的外膠應具備(bèi)抗(kàng)紫外線的能力,否(fǒu)則(zé)日曬雨淋,膠(jiāo)管(guǎn)的(de)外膠會老化龜裂,影響美觀,讓用戶誤(wù)以為膠管已損壞"針對特殊用途的膠管應(yīng)選用不同的膠料配方,以滿足(zú)需要"如龍岩工(gōng)程機械有限公司一批發往(wǎng)青藏(cáng)高原的裝載機,專(zhuān)門加了一(yī)層錫箔護在膠管(guǎn)外表麵(miàn)以抵禦高原紫外線,就(jiù)很好地解決了這一問(wèn)題"。
1.1.6膠管內壁清(qīng)潔度
膠管在斷料後(hòu),在(zài)斷口處會積聚大量的橡膠粉末,有芯編織的膠管內壁會殘(cán)留脫模用的矽(guī)油(yóu)和滑石粉,矽油和橡膠粉末混合在一起很難清除"另外,管接頭(tóu)上的毛刺鐵屑或其它髒物如果進入液壓係統會汙染液壓油,造成係統其它部件發生(shēng)嚴重故障"采用新開發的(de)海綿!壓縮空氣的辦法可以(yǐ)很好解決(jué)上述問題,同時要(yào)防止生產過程(chéng)中的其他二次汙染,如車間環(huán)境的清潔,測(cè)試液的清潔(jié)等。
1.2液壓鋼(gāng)管總成常見故障類型!原因(yīn)及解決辦法
因鋼管安(ān)裝時可彎曲程度較小,故對鋼管總成的位置精度要(yào)求較高,故鋼管總成常見故障為(wéi)空間位置精度不符,不能安裝連接"工程機械惡劣的工作條件,如振動,對焊接處焊縫(féng)和與膠管總成!管接頭等連接密封處易鬆動(dòng)而發生滲漏"
1.2.1空間位置精度不符
這類問題一般在裝配連接時就(jiù)可發現,可得到及時糾正,對整輛工程機械(xiè)質量不會發生太大影響"對鋼管總成的測繪設計(jì)!鋼管的彎製!焊接時的工裝夾具等需要提出較高要求,以保證(zhèng)產品的空間位置精度"如果尺寸有誤(wù)差,安裝(zhuāng)時強製(zhì)借位,會使鋼(gāng)管總成產(chǎn)生(shēng)內應(yīng)力,當機械工作時,其振動會造成焊縫或接頭密封處滲漏"。
1.2.2鋼管總成滲漏
鋼管總成滲漏問(wèn)題多發生(shēng)在焊縫處和接頭處"一般鋼管或接頭的砂眼!裂紋引(yǐn)起的滲漏在產品測(cè)試時就可發現,也有一些也會在使用一段(duàn)時間後發(fā)生"鋼管總成滲漏發生在焊縫處。
鋼管總成焊接(jiē)處滲漏的主要原因是由焊接質量問題引起的"無縫鋼管的材質一般為20#鋼,管接頭的材質多用35#或45#鋼,兩種含碳量不一致的材料(liào)焊接在一起,焊接應(yīng)力大,兩種材料難(nán)於熔合,易產生氣孔!砂眼或發生脫焊現象(xiàng)"目前主要采用的焊接(jiē)方法是手工電弧焊!二氧化碳氣體保護焊和釺焊,因此,改善滲漏問題最(zuì)為關鍵的(de)就是焊接前需對焊接部位進行除鏽!除油,開出焊(hàn)接坡口等處理環節,如有(yǒu)條件還(hái)可以進行預熱(rè)等"。
鋼管總成滲漏發生(shēng)在接(jiē)頭處鋼管總成與其它零部件的密封常采用卡套式!擴口式(shì)!法蘭式(shì)等幾種密封形式(shì)"管(guǎn)接(jiē)頭處滲漏的原因有多種,如螺紋連(lián)接(jiē)的鬆動造成密封失效,密封配合處的機械損傷,或(huò)總(zǒng)成與(yǔ)其(qí)它零部件的(de)配合精度都會造成滲(shèn)漏"例如,/O0形圈溝槽(cáo)太深,密封圈的老化,機械振動引起(qǐ)的配合處鬆動,擴口式錐形密封麵的磕碰傷等都會引(yǐn)起密封失(shī)效"所以,鋼管總成一定要注意保護好配合密封麵,避免在生產!運輸!裝配時造成對密封(fēng)麵的機械損傷。
1.2.3鋼(gāng)管總成的清潔度
正如(rú)膠管總成一樣,液壓係統對鋼管總成的清潔度也有較高要(yào)求"鋼管總成的清潔度比(bǐ)膠管總成更難達到要求(qiú)"影(yǐng)響鋼管(guǎn)總成清潔度的(de)主要是毛刺!鐵屑和鏽蝕"其中最難處(chù)理的是鏽蝕問題"對於鋼(gāng)管的表麵,一般可以通過表麵鍍鋅或磷化處理,也可根據要求噴塗油漆,就可達到(dào)要求"但鋼管的內壁比外表更粗糙,也更容易生鏽,即使塗上防鏽油,時間一長,油液蒸(zhēng)發,同樣(yàng)生鏽"可采取的辦法是:對內徑\19mm的(de)鋼管,采用噴砂的方法除鏽;對內
1.3管接頭常見故障
管(guǎn)接頭的常見故障,除了上述膠管總成(chéng)和(hé)鋼管總成中已提及的問題外,還有管接頭開裂和配合(hé)精(jīng)度引起滲漏兩個方麵的故障。
1.3.1管接頭開裂
管接頭開裂是最為(wéi)普遍的問題"夾砂!雜(zá)質(zhì)等材料缺陷以及毛坯的強度!組織形態等都會(huì)引起材(cái)料的開裂"鑄件毛坯本身的氣孔!砂眼嚴重,會直接影響(xiǎng)管接頭的性能"當選材(cái)不當時,也易造成管接頭開裂"如薄壁零件選用冷拉毛坯,其金相組織沿軸線(xiàn)呈拉(lā)長狀,徑向承受(shòu)強度較弱,裝配擰緊時易(yì)造成開裂"例如某廠生產的(de)Z14卡套式焊端直通管接頭,材料選用的是冷拉六角鋼,用(yòng)戶直接將接頭焊接(jiē)在油缸(gāng)上,在(zài)測試時即發現接頭(tóu)配合螺紋處出現縱軸向裂紋"開裂的數量不多,偶爾出現一兩個(gè),不到1%,但(dàn)返工割下重新裝配費時(shí)費(fèi)力"而將材料進行探傷未發現材料有裂紋"後將庫(kù)存(cún)的1200多隻接(jiē)頭(tóu)全部用特殊(shū)設計的內錐壓頭(不損傷配合麵)進行擠壓,發現有8隻開(kāi)裂(liè),這才找到(dào)開裂的原(yuán)因是接頭(tóu)配合處徑向強度不夠,後改用鍛壓毛坯,改善其金相組織,問題得以(yǐ)解決,再也沒有發生過開裂的現象。
1.3.2配合精度引起滲漏
管接頭的尺寸精度問題(tí)容易(yì)引起連接配合處(chù)漏油,即使管接頭的尺寸精(jīng)度符合要求而忽略了其與鋼管(guǎn)總成(chéng),膠管(guǎn)總成或其它部件的配合精度,也會發生問題"因此應合(hé)理設計!生產和嚴格控製其尺寸精度問題,以減少和防止滲漏的發生。