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传送机械翻译
一、公共传送机械的概念与特征

  随着公路事业的迅速发展,工程机械的品种和数量越来越多,对工程机械的要求也越来越高。液压传动以运动传递平稳、均匀,容易获得大的力和力矩,单位功率质量轻、体积小、结构 紧凑,反应灵敏、操作简单,易于实现自动化,自动润滑,标准 化程度高,元件寿命长等优点,被广泛应用于工程机械中。而液压传动又有对液压油要求高、液压元件价格高、液压设备故障原 因不易查找等缺点,在使用过程中一旦出现故障,则很难准确诊断,尤其是内泄漏故障,既看不见,又摸不着,没有一定的经验和诊断技术更是很难确诊。因此,对于液压系统内泄漏引起的故障,维修人员往往不知所措,盲目乱拆或“头疼拿脚医”的情 况时有发生,甚至在“乱拆”工作中造成零部件的变形和损伤, 给使用单位造成工作被动及一定的经济损失。当费尽周折找到内泄漏故障的部位时,人们通常采用以提高液压元件的几何尺寸精度,表面粗糙度和加强密封以及换件的方法来处理内泄漏问题,而未采取有效防范措施。事隔不久,势必再次发生内泄漏故障,造成较大的浪费和损失。为了进一步做好这些大型贵重设备的使用与维护,延长其使用寿命,使用单位必须重视液压系统的维护管理,必须研究分析找出内泄漏故障的根本原因,采取“对症下 药”的防治措施。

  液压系统出现内泄漏故障的危害及机理分析

  为了减少零件的磨损,两运动零件表面之间必须具有间隙, 因此产生液体的泄漏,而间隙密封是一种最简单而应用最广泛的密封方法。液压系统中存在着很多的间隙密封,由于设计、制造 和装配误差、磨损不均和元件在工作中的变形等而产生缝隙,它们因摩擦磨损而逐渐增大。当油液流经这些缝隙时,必然引起泄漏量加大,直接影响工程机械的正常运用,并造成工程机械操作失灵、运转异常、效率降低、寿命缩短等,带来经济上的损失, 甚至发生安全事故,因此必须采用有效的方法来防止。在液压传动中,常见缝隙形式有两种:一种是由两个平面形成的平面缝隙,如柱塞泵的缸体与配流盘;另一种是由内外圆柱表面形成的环状缝隙,如柱塞泵的柱塞和柱塞孔。油液经过小孔和缝隙的泄漏量究竟有多大呢?一般来讲,液压系统中主要的缝隙及泄漏量是:

    (1)楔形缝隙。这主要是因两配合平面间平行度低,磨损不均 或装配不当而形成的。由该缝隙引起的泄漏量为

式中:Q1——泄漏量 ΔP——缝隙两端压力差 B——与油液流速垂直方向缝隙宽度尺寸 h1、h2——入口和出口缝隙高度,且h12 μ——液压油动力粘度 L——缝隙长度

   (2)平行平面缝隙。如齿轮泵齿端与泵体之间的缝隙,齿轮端 面与端盖间的缝隙等。其泄漏量为

   (3)环形缝隙。它主要产生于柱塞和柱塞孔之间,换向阀的阀 芯与阀体之间,以及液压缸活塞与缸体之间等配合处。其泄漏量为

式中:d——缝隙内圆柱面直径 ε——相对偏心量(ε=e/h,e为偏心距) 其它参数含义同式(1)。

   (4)圆环平面缝隙。如轴向柱塞泵中的油楔处等,其泄漏量为

式中:n——泄漏缝隙处数量 D、d——分别为圆盘的大、小直径。 其它参数含义同上。

  液压系统总的内泄漏量为

  综上所述,内泄漏量Q的大小与缝隙两端压力差,液体粘度,缝隙的长度、宽度和高度等值有关。内泄漏量Q和缝隙高度 h3成正比,说明间隙增加不多,会造成泄漏量大幅度增多;也说明了为什么液压元件的配合尺寸要求具有很高的精度;还说明了可用减少缝隙(磨损量)的办法来减少泄漏。因此,在要求密封的地方应尽量减少缝隙量。内泄漏量Q与粘度μ成反比:当粘度下降(油的粘度往往随工作温度变化)内泄漏量将增加。同时与缝隙长度L成反比,与压力差ΔP成正比,而缝隙长度L与压力差 ΔP是固有尺寸和工作性能指标,不得随意改变,所以只能在 缝隙高度h3与粘度μ上研究分析内泄漏原因及其影响因素。

  从上述内泄漏量公式与技术设计角度及现场观察来看,造成内泄漏的主要原因是缝隙控制问 题和液压油使用及其温升发热,液压油变质,密封圈硬化膨胀; 缝隙控制必须从设计、制造、装配与分析使用条件及其管理等多 方面加以综合控制,这是解决内泄漏的关键。在实际工作中产生 内泄漏的原因有设计、制造、装配方面的问题。如配合间隙选择 不当、几何尺寸精度差、表面粗糙度低、加工粗糙、装配不良、有 污物等;也有设备维护、修理、使用条件等管理方面的问题。而前 者对使用单位来说,只能从设备的购置上去预防。如购置性能设 计优良、质量可靠的产品;而对后者必须加强管理力度,并采取 有效的对策、措施来防止。至此,可以得出结论,与使用有关的影 响液压系统内泄漏的因素是:   ①因润滑不良,油液污染(主要是 磨屑等颗粒污染物)使硬颗粒嵌入缝隙并使零件腐蚀、磨损,导 致缝隙尺寸超差或产生不必要的缝隙;   ②液压油选用牌号不当或 油温过高使液压油粘度μ下降、油液变质,加剧磨损等,其中非 正常磨损造成的缝隙尺寸超差与液压油使用密切相关。

   对液压油的要求

  在液压传动中,液压油既是传递动力的介质,又是润滑剂, 在某些元件中又起密封作用。而液压系统中的热量也往往是通过 油液而逐渐扩散出去,因此又起冷却作用。所以合理地选择、使 用、维护、保管液压油是关系到液压设备工作的可靠性、耐久性 和工作性能好坏的重要问题。早在1965年,美国国家流体协会就做出了“液压系统的故障至少有75%是由于油液的污染所造成”的结论。因此必须正确的掌握液压油的各种理论性质,合理地使用液压油,从而减少液压系统出现故障的次数。要保 证液压系统在各种情况下均能够可靠有效且经济地工作,液 压油必须符合以下几点要求:

  1)具有合适的粘度和良好的粘温特性。粘度是液压油的 重要指标,对一定的液压系统,只能应用粘度变化范围有限的 工作介质才能正常工作。粘度过大,油液流动时阻力增加,温 升快,能量损失大,系统效率降低;粘度过小,增加泵的容积损 失,并使油膜支承能力降低,而导致运动副间产生干摩擦,引 起泄漏增加,系统效率也要降低。

  2)具有良好的润滑性能(抗磨性)。液压油的润滑性能保证 在不同压力、速度和工作温度等运转条件下都有足够的油膜 强度,以便构成液体润滑,减少磨损。

  3)具有良好的抗氧化性。液压油的化学稳定性能好,不易 氧化和变质。

 
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