工程機械中液壓管路(lù)件常見故障主要有液壓(yā)膠管總成故障和液壓鋼管總成故障!管接頭故(gù)障3種"液壓膠管總成是液壓膠管(鋼絲纏繞!編織膠管(guǎn),棉線膠管等)與(yǔ)管接頭(芯子!外套!螺母或法蘭芯)經(jīng)專用設備扣壓連接(jiē)形成組合件,可直(zhí)接與液壓管路中其它部件裝配連接(jiē)"液壓鋼管總成(chéng)一般由無縫鋼管與管接頭焊接而(ér)成,也有将卡套!螺母直接(jiē)裝配在鋼管上的卡套式總成(chéng)"。
1.1液壓(yā)膠管總成(chéng)故障的類型!原因及解決辦法
對液壓膠管總(zǒng)成來說,扣(kòu)壓部位是整個總成的最(zuì)薄弱部位,發生的質(zhì)量問(wèn)題多集中于此"此外,由(yóu)于橡膠(jiāo)存在老化問題,當超過一定期限時,扣壓部位也會發生滲漏"因此,液壓膠管總成屬于易損件(jiàn),應定期更換,以免釀(niàng)成事故(gù)"液壓膠(jiāo)管(guǎn)總成常發生的(de)故障類型有如下6類:扣壓部位滲漏(lòu)!膠管炸裂!膠管砂眼漏油!膠管總(zǒng)成接頭(tóu)處漏油!膠管外膠龜裂!膠管(guǎn)内壁清潔度"。
1.1.1扣壓部(bù)位滲漏
由于扣壓(yā)尺寸控(kòng)制不好,橡膠老化将引(yǐn)起扣壓部分滲漏"在實際操作(zuò)中,橡膠管與芯子的配合尺寸和扣壓量的選擇至關重要"橡膠本身的伸縮變形造成其尺寸控制較難(nán),目前國内!外(wài)技術都沒有辦法将其公差控制在較小的範圍内"如沈陽ISR公司生産的19管,公稱直(zhí)徑(jìng)内(nèi)孔為19?0.5mm,二層鋼絲(sī)編織增強層外徑為27.5?0.8mm"而根據國标或(huò)部标,選用的芯(xīn)子外徑為19?0.1mm,外套内孔為28.5?0.1mm,外徑為37?0.1mm"要将管芯裝配在一起,累積公(gōng)差就有?1.4mm,而橡膠的最佳壓縮比為0.42~0.5mm,若再考慮到扣壓後芯子和外套的收(shōu)縮變形,那麼單靠控制其扣壓量就(jiù)希翼(yì)達到最佳壓縮比是比較困難(nán)的"盡管從理論上來說容易控(kòng)制,但在批量生産的實(shí)際操作中困難較(jiào)大"主要原因有:
橡膠(jiāo)管原因
橡膠管尺寸精度不統一,即使同一批膠管,不同的部(bù)位,其内(nèi)孔尺寸也不一緻,這是由目前膠管的生産工藝決定(dìng)的"現在的膠管生(shēng)産工藝有有芯編織和無芯編織兩種,均隻能将尺寸(cùn)控(kòng)制在公差範圍内而不能保持均勻一緻性;内膠配方和生産不能保持(chí)其硬度(dù)和成(chéng)形收縮比的一緻。
2)芯子!外(wài)套尺寸的影響
芯子外徑和(hé)外(wài)套内徑尺寸是影(yǐng)響扣壓量的(de)關鍵(jiàn)尺寸,目前國内生(shēng)産工藝(yì)都(dōu)是根據外套的收縮(suō)量來(lái)控(kòng)制扣壓量的"而(ér)芯子和外套的尺寸公差(chà)引入的扣(kòu)壓量誤差卻為0.3mm"。
芯子!外套收縮(suō)變形的影(yǐng)響!
芯子(zǐ)!外套材質不同,其機械性能的差異所引起的扣壓後(hòu)變形收縮量也不一樣"如果外套硬(yìng)度(dù)低,扣壓後塑性變形的内(nèi)應力小(xiǎo),鎖緊力就小;外套硬度高,就可能會将鋼絲增強層扣斷,扣壓(yā)後内孔收縮後呈多邊形(目前均采用多瓣式哈夫(fū)扣壓機扣壓),因而(ér)造成鎖緊力(lì)不均,對(duì)密封極為不利"如果芯子硬度不(bú)一緻(zhì),也會造(zào)成扣壓後其收縮變形(xíng)量不同,硬度高(gāo),變形小,易(yì)造成鋼絲斷裂;硬度低,變形大,芯(xīn)子尾端與膠管配(pèi)合處呈鞍形,橡(xiàng)膠實際壓縮量小,容易(yì)造成滲漏"另外,因芯子!外套的内外徑尺寸的(de)偏心也會造成扣(kòu)壓時變形量不均勻,對密封性能也是極(jí)為不利的"所以,改進膠管生産工藝!有效(xiào)控制芯子(zǐ)和外套(tào)的材料(liào)及扣(kòu)壓量等措施均(jun1)可有效控制扣(kòu)壓部分的滲漏"。
1.1.2膠(jiāo)管炸(zhà)裂
膠管(guǎn)炸裂有兩種現象,首先是炸口位置:一(yī)是(shì)炸口位置在膠管兩端離外套25cm之内(nèi),二是炸口在距外(wài)套(tào)25cm之外;其次是炸口形狀:一(yī)是炸口(kǒu)無規則(zé)狀;二是炸口較規則,呈線形"根據膠管炸口的距離和形狀可以判(pàn)斷(duàn)膠管總成故障為膠管總成制造原因(yīn)!膠管自身(shēn)原因兩類。
如果膠管炸裂處在離外套25cm之内,這屬于膠管總成的(de)制造原因"扣壓量太大,會使鋼絲被扣斷;系統壓力(lì)過高,外套處是總成的最薄弱環節,也會引起炸裂;膠管使用工(gōng)況較為惡劣,工作(zuò)時伸縮頻次較快(kuài),在工作時同時有(yǒu)伸縮變形應力和(hé)扭曲應力,都會(huì)影響膠管(guǎn)的使用壽命(mìng)。
因此控制扣壓量及系統壓力,改變工(gōng)況等都可以較好地削弱膠管(guǎn)總成的制造原因造成的破壞"例如某機械廠50型裝載機鏟鬥升降臂油缸所用的19-L1152BZ油管,鏟鬥在工作時,油管不僅要承受彎(wān)曲應力,同時還要承受扭曲應力(lì),因此(cǐ)其故障頻率高"後經技(jì)術改(gǎi)進,将膠(jiāo)管長度加(jiā)長為1252mm,減少了彎曲(qǔ)和扭曲應力的影響程度,降低了故障頻(pín)次,在一定程度上降(jiàng)低了故障的概率"但要徹底解決還(hái)得改善工況,改變(biàn)連接(jiē)鋼(gāng)管空間位(wèi)置,從而改善軟管的使用工況"如果膠管炸裂處在離外(wài)套25cm之外,這屬于(yú)膠管本身的原因"一(yī)是膠(jiāo)管制造原(yuán)因,二是膠管設計安裝位置不合理"如炸裂口處呈規(guī)則(zé)線狀,則(zé)是膠管(guǎn)質量原因,如鋼絲生産編織時的接(jiē)頭處或鋼絲的機械強度不夠,也有的是膠管的選用不當所造成的"如炸裂口處(chù)呈無規(guī)則狀,可能是膠管(guǎn)總成安裝後彎(wān)曲(qǔ)半徑過(guò)小或彎曲(qǔ)扭(niǔ)曲疲勞所引起,亦(yì)或是膠管受到外力機械損傷所緻"例如30F型裝載機(jī)系統改進時,選(xuǎn)用(yòng)一根25/2S-1500C=45F膠管總成替代原有的25管(25二層鋼絲編織膠管,工作壓力為14Mpa;25/2S二層鋼絲纏繞管(guǎn),工(gōng)作壓力(lì)為18Mpa),25/2S管在工作一個月以後陸續出現膠管炸裂(liè)現象,炸口位置發生在(zài)兩個地方:一是(shì)在距外套20~30cm處,一是(shì)在中間位置"炸口(kǒu)形狀沿鋼絲纏繞方(fāng)向成直線形"因25二層鋼絲編織(zhī)膠管(guǎn)工作壓力(lì)達不到設(shè)計壓力才選用(yòng)25/2S二層鋼絲纏繞管,但設計人員不了(le)解25/2S二層(céng)鋼絲纏繞(rào)管的實際性能和使用要求:工作(zuò)時不能小于最小彎(wān)曲半徑360mm,不(bú)能在動壓情況下使用"因而設計時隻考慮了(le)其工作壓力是否滿足使用要求"況且25/2S二層鋼(gāng)絲纏繞管因其結構的局限性,二層鋼絲纏繞,層與層之間(jiān)的約束力小,隻能使用在靜壓和膠管基本不動(dòng)的情況下"所以膠管總(zǒng)成發生故障就難以避(bì)免了"最後重(zhòng)新生産了一種25二層鋼絲編織膠管,增加鋼絲層(céng)的強度,将工作壓力提高到(dào)21Mpa,才最終解決了問題"。
1.1.3膠管砂眼漏油
砂眼漏油的現象一(yī)般表現(xiàn)為膠管外膠鼓泡後滲漏(lòu)或呈(chéng)線性噴射"膠管砂眼漏油多(duō)是由膠管質量原因引(yǐn)起的"如内(nèi)膠含有雜質,局(jú)部有損傷或脫模時都會(huì)産生缺陷"但有時外膠鼓泡并不一定是砂眼,隻有進行(háng)解剖分析才能得出正确結論"例如内膠因疲勞而破裂,液壓油就會從(cóng)破裂處滲(shèn)出,沿(yán)着增強鋼絲層(céng)滲透擴散(sàn),在外膠的薄弱處形成油泡,形成和砂眼漏油一樣的現(xiàn)象"這需要(yào)從提高膠(jiāo)管質量着手(shǒu)解決問題。
1.1.4膠管總成接(jiē)頭處漏油
接頭處滲漏主要是由于膠管總成接頭(tóu)與液壓系統其它部位連(lián)接的過渡接頭尺寸精度不符造成的"例如卡套式(shì)膠管總成與(yǔ)24b内錐管接頭連接時常會由于卡套裝配不好或内錐管接頭質量問題引(yǐn)起配合處滲漏(lòu)"例如C型(xíng)膠管總成與擴口式管接頭配合連接時,總(zǒng)成接(jiē)頭為60b錐,擴口式管接頭為(wéi)60b外錐,兩者(zhě)角度公差均為?30c,假(jiǎ)設兩者尺寸恰好是分别處于上下(xià)極限,則實際是線密封配合,如裝配時擰緊力(lì)不夠或工作中的振動過大都易造成滲漏。
所以,合理(lǐ)設計連接裝配(pèi)尺寸!提高裝配精度是非常必要的"。
1.1.5膠管外膠(jiāo)龜裂
膠管的内膠是(shì)耐油(yóu)密封層,中間是鋼絲增強層,外膠層隻是一層(céng)保護層,似乎其作用(yòng)微不足道,但起着保護!美觀作用"工程機械室外作(zuò)業較多,膠管的外(wài)膠應具備抗紫外線的(de)能力,否則日曬雨淋(lín),膠管的外膠會老化龜裂,影響美觀,讓用戶誤(wù)以為(wéi)膠管已損壞"針對特殊用途的膠管應選用不同的(de)膠料配方,以滿足需要"如(rú)龍岩(yán)工程機械有限公司一批發往青藏高原的裝載機,專門加了一層錫箔護在膠管(guǎn)外表面以(yǐ)抵禦高原紫外線,就很好地解(jiě)決了這一問題(tí)"。
1.1.6膠管内壁清潔度
膠管在(zài)斷料後,在斷口處(chù)會積聚大量的橡膠粉末,有芯編織的膠管内壁會殘(cán)留脫模用的矽(xī)油和滑石粉,矽油和橡膠粉末混合在一起很(hěn)難清除"另(lìng)外,管接頭上的毛刺鐵屑或其它髒物如果進(jìn)入液壓系統會污染液壓(yā)油,造成系統其它部(bù)件發生嚴重故障"采用新開發(fā)的海綿!壓縮空氣的辦法(fǎ)可以很好解決上述問題(tí),同時要防(fáng)止生産(chǎn)過程中的其他二次污染,如車間(jiān)環境的清潔,測試液的清(qīng)潔(jié)等。
1.2液(yè)壓鋼管總成常見故障類型!原因及解決辦法
因鋼管安裝時可彎曲程度較小,故對鋼管總成的位(wèi)置精度要求較高,故鋼管總成常見故障為空間位置精(jīng)度不符,不能安裝連接"工程機械惡劣的工作條件,如振動,對焊接處焊縫和與膠管總成!管(guǎn)接頭等連接密封處易松動而發生滲漏"
1.2.1空間位置(zhì)精度(dù)不符
這類(lèi)問題一般(bān)在裝配(pèi)連接時(shí)就可發現,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(zǒng)成的測繪設計!鋼管的彎(wān)制!焊接(jiē)時的工裝夾具等需要提出較高要求,以保證産(chǎn)品的空(kōng)間位置精度"如果尺寸有誤差,安裝時強制借位,會使(shǐ)鋼管(guǎn)總成産生内應力,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(zǒng)成滲漏
鋼管總成滲漏問題多發生在焊縫處和接頭處"一般鋼管或接(jiē)頭(tóu)的砂眼!裂紋引起的滲漏在産品測試時就可發現,也有一些也會在使(shǐ)用(yòng)一段時間後發生"鋼管總成滲漏發生在焊縫處。
鋼管總(zǒng)成焊接處滲漏的主要原因是由焊接質量問題引起的"無縫鋼管(guǎn)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(liàng)不一緻的材料焊接在一起(qǐ),焊接應力大,兩種材料(liào)難于熔合(hé),易産生氣孔!砂眼或發生脫焊現象"目前主要采用(yòng)的焊接方(fāng)法是手工電弧焊!二(èr)氧化碳氣體保護焊和釺焊,因此,改善滲漏問題最為關鍵的就是焊接前需對焊(hàn)接部位進(jìn)行除鏽!除油,開出焊接坡口等處理環節,如有條件還可以進(jìn)行預熱等(děng)"。
鋼(gāng)管總成滲漏發生在接頭處(chù)鋼管總成與其它零部件的密封常(cháng)采用卡套式!擴口(kǒu)式(shì)!法蘭式等幾種(zhǒng)密封形式"管接頭處(chù)滲漏的原因有多種,如螺紋連接的松動造成密封失效,密封配合處的機械損傷,或總成與其它零部(bù)件的配合精度都會(huì)造成滲漏"例如,/O0形圈(quān)溝槽太深,密封圈的老化,機械振動引起的配合處(chù)松動,擴口式錐形(xíng)密封面(miàn)的磕碰傷等都(dōu)會引起密(mì)封失效"所以,鋼管總成一定要注意保護好配合密封面(miàn),避免(miǎn)在生産!運輸!裝配時(shí)造成對密封面的機械損傷。
1.2.3鋼管總成的(de)清潔度
正如膠管總成一樣,液壓系(xì)統對(duì)鋼管總成(chéng)的清潔(jié)度也有較高要求"鋼管總(zǒng)成的清潔度比膠(jiāo)管總成更(gèng)難達到要求"影響鋼管總成清(qīng)潔度(dù)的主要是(shì)毛刺!鐵屑和鏽蝕"其中最(zuì)難處理的是鏽蝕問題"對于鋼管的(de)表面,一般可以通過表面鍍鋅(xīn)或磷(lín)化處理,也可根據(jù)要求噴塗油(yóu)漆,就可達(dá)到要求"但鋼管的内壁比外表更粗糙,也(yě)更容易生鏽,即使(shǐ)塗上防鏽油,時間一長,油液(yè)蒸發,同樣生鏽"可采取的辦(bàn)法是:對(duì)内徑\19mm的鋼管,采用噴砂的方法(fǎ)除鏽;對内
1.3管接頭常見故障
管接頭的常見故障,除了上述膠管總成(chéng)和鋼管總成中已提及(jí)的問題外(wài),還有管接頭開裂和配合(hé)精度引起滲漏(lòu)兩個方面的故障。
1.3.1管接(jiē)頭開裂
管接頭開(kāi)裂是最為普遍的問題"夾砂!雜質等材料缺陷以及毛坯的強度!組織形态等都會引起材料的開裂"鑄件(jiàn)毛坯本身的氣孔!砂眼嚴重,會直接影響管接頭的性能"當選材不當時,也易造成管接頭(tóu)開裂"如薄壁零件(jiàn)選用冷拉毛(máo)坯,其金相組織沿軸線(xiàn)呈拉長狀,徑向承受強度較弱,裝配擰緊時(shí)易造成開裂"例(lì)如某(mǒu)廠生産的Z14卡套式焊端直(zhí)通管接頭(tóu),材料選用的是冷拉(lā)六角鋼,用戶直接将接(jiē)頭焊接在油缸上,在測試時即發現接頭配合螺紋處(chù)出現縱軸向裂紋"開裂的數量不多(duō),偶爾出現一兩個,不到1%,但返工割下(xià)重新裝配費時費力(lì)"而将材料進行(háng)探傷未發現(xiàn)材料有裂紋"後将庫存的1200多(duō)隻接頭全部用特殊(shū)設計的内(nèi)錐壓頭(不損傷配合(hé)面)進行擠壓,發(fā)現有8隻開裂,這才找到開裂的原因是接(jiē)頭配合處徑(jìng)向強度不夠,後改(gǎi)用鍛壓毛坯,改善其(qí)金相組織,問題(tí)得以解決,再(zài)也沒有發生過開裂的(de)現象。
1.3.2配合精度引(yǐn)起滲漏
管接頭的尺寸精度問題(tí)容易(yì)引起連接配合處漏(lòu)油,即使管(guǎn)接頭的尺(chǐ)寸精度符合要求而忽略了其與鋼管總成,膠管總成或(huò)其它部件(jiàn)的配合精度,也(yě)會發生問題"因此應合理設計!生産和嚴格控制其尺寸精度(dù)問題,以減少和(hé)防止滲漏的發生。