车装石油钻机液压系统讲解.docx

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车装石油钻机液压系统讲解

车装钻机液压系统泄露的控制及维护

总装一分厂

李湛

2007年6月

车装钻机液压系统泄露

的控制及维护

摘要：

“漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。

液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。

因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。

关键词：

液压系统（hydraulicsystem）泄漏（leak）管线（pipeline）

冲击（impact）振动（vibration）磨损（abrasion）

控制（control）措施（measure）维护（maintenance）

设备（Equipment）

目录：

一、装钻机的液压系统

二、液压系统存在的泄漏现象

三、液压系统泄漏的原因

四、控制泄漏的措施

五、液压设备的维护

车装钻机液压系统泄露

的控制及维护

一、车装钻机的液压系统

液压系统贯穿车装钻机的各个部分，是每一台设备的重要组成，它由：

（1）动力装置——液压泵；

（2）控制调节装置——溢流阀、截止阀、换向伐、单向伐等伐件；

（3）执行装置——液压缸、液压马达、钻杆动力钳等；

（4）辅助装置——油箱、滤油器、管道接头等。

四个部分组成，它的主要部件包括：

动力源系统、控制阀件、液压支腿系统、液压绞车及崩扣缸系统、井架起升系统等。

二、液压系统存在的泄露现象

“漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。

液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。

因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。

三、液压系统泄漏的原因

提起泄漏的原因，可能很多人首先想到的就是安装不到位，该拧紧的地方没有拧紧或是生料带没有缠够。

这些可能是造成泄漏的原因，但仅此而已吗？

单单是安装失误就如此难以解决吗？

问题远远不是这么简单，造成泄漏的原因是多样的：

（1）安装操作失误造成液压管线发生泄漏

1管线接头安装过程中没有拧紧；

2扣没有对正，使锥面结合偏差。

常用的液路接头如下：

（图3-1）

（2）设计及制造的缺陷所造成的

1液压元件外配套的选择。

2安装面和密封面的设计。

3在制造及运输过程中关键表面的磕碰，划伤。

（3）冲击和振动造成管接头松动

这是我要提到的一个重点问题，车装钻机中液路管线都是由金属管线或扣压胶管组成，如下：

（图3-3金属管线）

（图3-2扣压胶管）

我询问了车间几位负责液路的师傅，几乎所有的泄漏现象都发生在由扣压胶管连接的液压管线中。

从几个关系到泄漏的方面来比较两种管线：

结论1：

扣压胶管发生泄漏几率＞金属管线泄漏几率

结论2：

制作中扣压过程可能引起胶管的泄漏问题

金属管线焊接过程中焊接质量关系到管线的泄漏问题

※结论3：

扣压胶管无固定，在油压及外部震动下连接部易产生松动，金属管线有固定，震动时受影响较小。

这时我得到这一关键结论，再回想我们车间的车，很多在路试及负荷试验前并无泄漏现象，经过空、重载路试和负荷试验后出现泄漏，于此有一定关联。

（4）动密封件及配合件相互磨损（液压缸尤甚）

1液缸受侧载荷，加剧磨损

2活塞杆运动速度快

3活塞杆表面粘附粉尘泥水、盐雾、表面磕碰伤等

（5）油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。

车装钻机中经常用到带有密封圈的直螺纹接头：

（图3-4）

温升发热造成较严重的泄漏现象，可使油液粘度下降或变质，使内泄漏增大；温度继续增高，会造成密封材料受热后膨胀增大摩擦力，使磨损加快，使轴向转动或滑动部位很快产生泄漏。

O形圈膨胀和变形造成热老化，冷却后不能恢复原状，失去弹性而失效，逐渐产生渗漏。

四、控制泄漏的措施

针对以上提出的5种泄漏可能，浅谈一下控制泄漏的措施。

方案1：

避免安装过程中出现的失误：

1按规定操作，该用生料带包裹的接头一定要用生料带；

2所有接头要一次性上紧；

3接头扣要对正，避免结合锥面偏离。

方案２：

设计及制造缺陷的解决方法：

①液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。

这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中，对缸、泵、阀件，密封件，液压辅件等的选择，要本着好中选优，优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。

   ②合理设计安装面和密封面：

如板式阀、叠加阀等接合面间的漏油主要是与O形圈安装面磕碰、划伤、安装螺钉长、强度不够引起的。

当阀组或管路固定在安装面上时，为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损，安装面要平直，密封面要求精加工，表面粗糙度要达到０．８μｍ，平面度要达到０．０１／１００ｍｍ。

表面不能有径向划痕，连接螺钉的预紧力要足够大，以防止表面分离。

   ③在制造及运输过程中，要防止关键表面磕碰，划伤。

同时对装配调试过程要严格的进行监控，保证装配质量。

 ④对一些液压系统的泄露隐患不要掉已轻心，必须加以排除。

方案3：

减少冲击和振动：

为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏，可以采取以下措施：

①使用减震支架固定管子以便吸收冲击和振动；

②使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击；

③适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件；

④尽量减少管接头的使用数量，管接头尽量用焊接连接；

⑤使用直螺纹接头，三通接头和弯头代替锥管螺纹接头；

⑥尽量用回油块代替各个配管；

⑦针对使用的最高压力，规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩，防止结合面和密封件被蚕食。

方案4：

减少动密封件的磨损：

大多数动密封件都经过精确设计，如果动密封件加工合格，安装正确，使用合理，均可保证长时间相对无泄漏工作。

可以采用以下措施来延长动密封件的寿命：

①消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷；

②用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆，防止磨料、粉尘等杂质进入；

③设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积；

④使活塞杆和轴的速度尽可能低。

方案5：

对静密封件的要求：

    静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。

合理设计密封槽尺寸及公差，使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷，并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。

当零件刚度或螺栓预紧力不够大时，配合表面将在油液压力作用下分离，造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。

随着配合表面的运动，静密封就成了动密封。

粗糙的配合表面将磨损密封件，变动的间隙将蚕食密封件边缘。

方案6：

控制油温防止密封件变质：

密封件过早变质可能是由多种因素引起的，一个重要因素是油温过高。

温度每升高１０℃则密封件寿命就会减半，所以应合理设计高效液压系统或设置强制冷却装置，使最佳油液温度保持在６５℃以下；工程机械不许超过８０℃；另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题，应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质，以解决相容性问题，延长密封件的使用寿命。

五、液压设备的维护

如果把一台车装钻机当成人来看，动力相当于人的心脏，传动系统相当于人的骨架，那液压系统就是动脉。

液压系统直接决定钻机能否正常工作。

定期检查、定期维护、及时处理是防止泄漏、减少故障最基本保障。

很多泄漏并不一定在组装中出现，用户在使用过程中也会遇到漏油的问题，为了减少因使用不当、维护不及时而引起的泄漏，我们发车时应给客户配发齐全的液压设备维护手册，我经过资料搜集将主要液压设备的维护制成下表：

检查项目

检查方法（测量仪器名称）

周期（次/数期间）

检查时

保养基准

维修基准

备注

运转

停止

泵吸油阻力

真空表（装在泵吸入管处）

1/季

√

正常运转时，要在127KPa以下

阻力较大时检查过滤器和工作油

工作油混入空气、水、过滤器堵塞及溢流阀振动

泵体温度

点温计（贴在泵体上）

1/年

√

比油温高5～7℃

温度急剧上升时要检修

泵出口压力

压力表

1/季

√

保持规定的压力

压力剧烈变化或不能保持时修理

注意压力表共振

马达异常声音

耳听

1/季

√

不能有异常声音

定子环、叶片及弹簧破损，更换零件

压力流量超过额定值产生异常声音

液压缸动作状况

检查动作平稳性

1/季

√

按设计要求

动作不良（密封老化、卡死），修理

与泵和溢流阀有关

液压缸外泄漏

目视、手摸

1/季

√

活塞杆处及外部均不能有泄漏

密封老化，换密封

液压缸内泄漏

打开回油管观察内泄漏情况

1/季

√

根据液压缸工作状况确定

若密封老化引起内泄漏，换密封

过滤器杂质附着情况

取出观察

1/季

√

表面不能有杂质，不能有损坏

杂质较多时，更换滤芯或工作液

压力表的压力测量

用标准表测量

1/年

√

误差不应超过±1.5%

误差大或损坏时需更换

蓄能器的充气压力

用带压力表的充气装置测量

1/年

√

应保持所规定的压力

如设定压力不足时应充气

当液体压力为0时，进行测量

油箱的液位

目视液位计

1/季

√

应保持油箱高度80%液位

油液中的污染状况

用专用仪器测定

1/季

√

应符合标准油液特性

超标时过滤油液

压力阀设定值动作状况

检查设定值及动作状况

1/季

√

根据型号来检查动作的可靠性

根据检查情况更换或修理

方向阀换向状况

换向时看执行机构动作状况

1/季

√

方向阀动作可靠外部不允许漏油

漏油时更换密封圈

液压装置漏油

目视、手摸

1/季

√

不允许漏油（尤其管接头部分）

修理（更换密封件）

管接头结合面结合要可靠

橡胶软管外部损伤

目视、手摸

1/季

√

不能损伤

损伤时更换

（表5-1）

另附油液清洁度的控制表格2份：

污染物的来源与危害：

种类

来源

危害

固体

切削、焊渣、型砂

制造过程残留

加速磨损、降低性能，缩短寿命，堵塞内阻尼空，卡住运动件引起失效，划伤表面引起漏油甚至使系统压力大幅下降，或形成漆状沉淀膜使动作不灵活

尘埃和机械杂质

从外界侵入

磨削、铁锈、油液氧化和分解产生的沉淀物

工作中生成

水

通过凝结从油箱侵入，冷却器漏水

腐蚀金属表面，加速油液氧化变质，与添加剂作用产生胶质引起阀芯粘滞和过滤器堵塞

空气

经油箱或低压区泄漏部位侵入

降低油液体积弹性模量，使系统响应缓慢和失去刚度，引起气蚀，促使油液氧化变质，降低润滑性

化学污染物

溶剂、表面活性化合物、油液气化和分解产物

制造过程残留，维修时侵入，工作中生成

与水反应形成酸类物质腐蚀金属表面，并将附着于金属表面的污染物洗涤到油液中

微生物

易在含水液压油中生存和繁殖

引起油液变质劣化，降低油液润滑性，加速腐蚀

能量污染

热能、静电、磁场、放射性物质

由系统或环境引起

黏度降低，泄漏增加，加速油液分解变质，引起火灾

（表5-2）

控制污染物的措施：

污染来源

控制措施

残留污染物

*液压元件制造过程中要加强各工序之间的清洗、去毛刺,装配液压元件前要认真清洗零件。

加强出厂试验和包装环节的污染控制,保证元件出厂时的清洁度并防止运输和储存中被污染。

*装配液压系统之前要对油箱、管路、接头等彻底清洗,未能装配的管子要及时加护盖密封。

*在清洁的环境中用清洁的方法装配系统。

*在试车之前要清洗系统。

暂时拆掉的精密元件及伺服阀用冲洗盖板代之。

与系统连接之前要保证管路及执行元件内部清洁。

侵入污染物

*从油桶向油箱注油或从中放油都要经过过滤装置过滤。

*保证油桶或油箱的有效密封。

*从油桶取油之前先清除桶盖周围的污染物。

*加入油箱的油液要按规定过滤，加油所用器具要先行清洗。

系统所漏的油不经过滤不得返回油箱。

*与大气相通的油箱必须装有空气过滤器，通气量要由机器的工作环境与系统流量相适应。

要保证过滤器安装正确和固定紧密。

污染严重的环境可考虑采用加压式油箱或呼吸袋。

*防止空气进入系统，尤其是经泵吸油管进入系统。

在负压区或泵吸油管的接口处应保证气密性。

*防止冷却器或其他水源的水漏进系统。

*维修时应严格遵守清洁操作规程。

生物污染物

*要在系统的适当部位设置一定精度和一定纳污容量的过滤装置，并在使用中经常检查、维护，及时清洗或更换滤芯。

*使液压系统远离或隔绝高温热源。

设计时应使油温保持在最佳值，需要时设置冷却器。

*发现系统污染物超过规定时，要查明原因，及时消除。

*单靠系统在线过滤器无法净化污染严重的油液时，可使用其他过滤装置进行系统外过滤。

*定期取油样分析，以确定污染物的种类，针对污染物确定需要对哪些因素加强控制。

*定期清洗油箱，要彻底清理掉油箱中所有残留污染物。

（表5-3）