机电一体化毕业论文（设计）-液压系统泄露问题探讨【word-精品】.docx

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江西工业工程职业技术学院

毕业论文

题目 液压系统泄露问题探讨

学生姓名：

X2«

指导老师：

xxx

专业：

机电一体化

班级：

机电09x

学号：

2009xxxx

江西工业工程职业技术学院

2012年4月20日

液压系统泄露问题探讨

【摘要】液压系统的泄漏是液压系统的常见故障之一，它直接影响液压设备的稳定性和可靠性，是一个不可忽视的问题，如果泄漏得不到解决，不仅影响系统的工作性能，损坏液压元件，而且会浪费资源，污染环境，对安全生产造成威胁。

本文主要分析了液压传动的泄漏形式及原因，并提出控制泄漏的措施。

关键词：

液压系统，泄漏，控制措施

液压系统中，泄漏影响产品的质量,是必须要考虑的问题。

例如液压缸,严重的泄漏不仅会使设备周围的环境受到污染,还会导致液压缸工作腔的压力降低，使液压缸无法正常工作。

采取比较先进的方法，有效地防止泄漏，使液压系统实现“零泄漏”是液压行业多年来始终追求的目标。

另外，准确地分析液压系统泄漏产生的最初原因,可以帮助我们及时排除液压系统的泄漏故障。

作为机械专业的学生，我们通过对《液压与气压传动》课程的学习以及查阅相关资料，结合自己专业实习、工程训练和日常生活中的所见和所想，就常见泄漏故障问题，分析了液压传动的泄漏形式及原因，提出控制泄漏的措施。

第一章液压系统简介 -1

1.1液压系统泄露形式 -1

1.2泄漏的原因 -2

1.3液压系统泄漏的防治对策 -3

1.3.1密封元件引起泄漏的防治对策 -3

1.3.2油液污染的控制 -4

1.3.3减少系统的冲击和振动 -4

第二章关于液压系统出现故障的因素 -5

2.1系统污染的危害与原因 -5

2.2液压系统制作、检修中的污染控制 -5

2.2.1液压零件加工的污染控制 -5

2.2.2液压元件、零件的清洗 -5

2.2.3液压件装配中的污染控制 -6

2.2.4液压件运输中的污染控制 -6

2.2.5液压系统总装的污染控制 -6

2.2.6油箱加油 -7

2.2.7系统恢复 -7

结论 -8

致谢 -9

参考文献 -10

江西工业工程职业技术学院

第一章液压系统简介

相对于机械传动,液压传动是一门新的技术，起源于1654年帕斯卡提出的静压传动原理。

它是以液体为工作介质，通过能量转换装置来进行能量传递的一种传动形式。

液压传动具有如下优点：

①工作液体可以用管道输送到任何位置；②执行元件的布置不受方位限制，借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构；③液压传动能将原动机的旋转运动变为直线运动；④可以方便地实现无级调速；⑤载荷控制、速度控制以及方向控制容易实现，也容易进行集中控制、摇控和自动控制；⑥液压传动平稳无振动；⑦具有良好的润滑条件可提高液压元件工作的可靠性和使用寿命；⑧液压元件有利于实现标准化、系列化和通用化。

因此，液压传动在国民经济各部门中得到了广泛的应用。

1.1液压系统泄露形式

泄漏按流向可分为内泄漏和外泄漏。

外泄漏主要是指液压油从系统泄漏到环境中，产生在液压系统的液压管路、液压阀、液压缸和液压泵（液压马达）的外部；内泄漏是指由于高低压侧的压力差的存在以及密封件失效等原因，使液压油在系统内部由高压侧流向低压侧，如液压传动中油液从高压腔向低压腔的泄漏；从换向阀内压力通道向回油通道的泄漏等。

泄漏的主要形式有缝隙泄漏、多孔隙泄漏、粘附泄漏和动力泄漏等。

1.缝隙泄漏

工程机械液压系统的缝隙泄漏主要有两种，固定密封处（静接合面）泄漏和运动密封处（动结合面）泄漏。

固定密封处泄漏的部位主要包括液压缸缸盖与缸筒的接合处等；运动密封处主要包括液压缸活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖导向套之间。

缝隙泄漏量的大小与压力差、间隙等因素有关。

2.多孔隙泄漏

液压元件中的各种盖板，由于表面粗糙度的影响，两表面之间不可能完全接触，在两表面不接触的微观凹陷处，形成许多截面形状多样、大小不等的空隙，空隙的截面尺寸与表面粗糙度有关。

多空隙泄漏，液体需流经弯曲的众多空隙，在做密封性能试验时，需经一定的保压时间，泄漏才能显露出来。

3.粘附泄漏

粘性液体与固体臂之间有一定的粘附作用，二者接触后，在固体表面上粘附上薄薄的一层液体，若固体表面上的膜较厚时，油膜会因相互运动而被密封圈刮落产生粘附泄漏。

防止粘附泄漏的基本办法是控制液体粘附层的厚度。

4.动力泄漏

在旋转轴的密封表面上，若留有螺旋加工的痕迹，当轴转动时，液体在转轴回转力的作用下沿螺旋痕迹的凹槽流动。

若螺旋痕迹的方向与轴的转动方向一致时，由于螺旋痕迹的“泵油”作用，就会产生动力泄漏。

动力泄漏的特点是轴的转速越高，泄漏量越大。

防止动力泄漏，应避免

第-1-页共15页在转轴的密封表面和密封圈的唇边上存在“泵油”作用的加工痕迹或利用动力泄漏的原理，利用螺旋痕迹的泵油作用，将泄漏油泵回，阻止泄漏

5.泄漏的危害

液压系统泄漏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

1.2泄漏的原因

液压系统产生泄漏的原因多而复杂，本文主要从密封件泄漏、工作油液污染、元件制造装配精度超差、油液温升发热以及液压系统压力冲击等方面归纳分析。

（1）密封件方面：

在液压缸中，一提及泄漏就会首先考虑到密封件，因为密封件是液压缸中最主要的防止泄漏的元件。

它主要有YX型密封圈、组合密封圈、U型密封圈、V型密封圈、0形圈、格来圈、斯特封等。

其中YX型密封圈、组合密封圈、U型密封圈主要靠在压力油的压力作用下产生张力，使内、外唇边张开来实现密封的,对内、外唇边线性质量要求很高；V型密封圈、0形圈、格来圈、斯特封主要靠压缩量来密封。

密封件的物化性能等方面的质量直接影响液压缸产品的质量。

密封件泄漏的原因主要有以下几方面：

①密封件质量有问题。

密封件材质为劣质，且制造工艺和精度都达不到要求，以及模具和修边均有缺陷等。

②密封件选用不合理。

选用的密封件不能满足工作压力、工作速度和温度等方面的要求，或者密封件的类型选用不当。

③密封件的安装沟槽设计不当，安装间隙与压缩量选择不合理；配偶件的加工精度和表面粗糙度未达到要求；安装时未加保护而损伤唇口或使外界杂物混入；贮存时温度、湿度不当，受氧和臭氧的侵蚀变质等。

④液体中的气泡经过密封唇边时，气泡被压缩为原来尺寸的几分之一。

这种气泡到达密封件的非压力侧时，便迅速释放出能量，使密封唇边损坏。

另一方面，当含有一定比例的油蒸汽的气泡，因受压达到足够高的温度时，就会自燃，以致烧坏或熔化支承环，甚至会发生密封件的局部烧坏和碳化。

（2）油液污染：

包括气体污染、颗粒污染、水污染等。

①气体污染：

在大气压下，液压油中可溶解10%左右的空气，在液压系统的高压下，在油液中会溶解更多的空气或气体。

空气在油液中形成气泡，如果液压支架在工作过程中在极短的时间内，压力在高低压之间迅速变换就会使气泡在高压侧产生高温在低压侧发生爆裂，如果液压系统的元件表面有凹点和损伤时，液压油就会高速冲向元件表面，加速表面的磨损，引起泄漏，此种由空穴现象造成的腐蚀作用称为气蚀。

②颗粒污染：

由于试验台被颗粒污染,导致泄漏的几率很小，但在实际中仍然存在。

液压缸使用过程中，由于上述原因产生的颗粒,有的粘附在密封元件上,有的粘附在活动面上,刮伤密封元件的密封面,导致密封元件失效,使液压缸产生泄漏。

这种故障通过除去未去干净的毛刺,清洗各个元件,再更换密封元件就可排除；比较严重有的会“拉缸”，这种故障的排除就比较麻烦;更严重的可导致缸筒报废。

③水污染：

由于工作环境潮湿等因素的影响，可能会使水进入液压系统，水会与液压油反应，形成酸性物质和油泥，降低液压油的润滑性能，加速部件的磨损，水还会造成控制阀的阀杆发生粘结，使控制阀操纵困难，划伤密封件，造成泄漏。

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（3）元件制造装配精度超差：

所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、形位公差等要求。

如果在制造过程中超差，例如：

油缸的活塞半径、密封槽深度或宽度、装密封圈的孔和尺寸超差或因加工问题而造成失圆、本身有毛刺或洼点、镀层脱落等，密封件就会有变形、划伤、压死或压不实等现象发生，使其失去密封功能，将使零件本身具有先天性的渗漏点，在装配后或使用过程中发生渗漏。

系统装配粗糙，缺乏减振、隔振措施；系统超压使用，未做到按规定对系统适时检查及易损件寿命到期但未及时更换等都会造成系统泄漏。

（4）油液温升过高：

液压系统工作时，要控制油液温度，温度过高，会产生以下现象：

①多数情况下，当油温经常超过60℃时，油液黏度大大下降，不仅使润滑油膜变薄，摩擦力加大，磨损加剧，而且密封圈膨胀、老化、失效，结果导致液压系统产生泄漏。

据研究表明，油温每升高101则密封件的寿命就会减半。

②油液温度升高后，体积膨胀，压力升高，而泄漏随压力的升高而加大，从而使泄漏增加。

③油温升高使间隙胀缩变化。

一般配合零件材质不同，材料热膨胀系数不同，当油温升高时，配合零件因胀缩变化不同，会使配合间隙发生变化，当间隙变大时，造成泄漏增加。

（5）液压系统压力冲击：

液压系统中由于频繁换向，在较高压力下突然启动油泵或关闭阀门及缸体快速动作都会造成瞬时峰值压力高达工作压力的好几倍，有时足以使密封装置、管道或其它液压元件损坏而造成泄露。

1.3液压系统泄漏的防治对策

仅仅了解泄漏产生的原因是不够的，更重要的是要掌握液压系统泄漏的防治对策。

导致液压系统泄漏的原因是多方面的，以现有的技术和材料，很难从根本上消除液压系统泄漏。

但是，可以从液压系统泄漏的原因出发，采取合理的措施减少泄漏的发生。

1.3.1密封元件引起泄漏的防治对策

首先，要合理设计和加工密封件沟槽。

在教学演示中，直接取出液压缸中的活塞杆，让学生观察沟槽形状，告诉他们如果液压缸密封沟槽的设计、加工达到标准、要求，就能够减少泄漏、防止油封过早损坏；否则，将会影响密封效果。

密封沟槽的形状、尺寸公差、形位公差和密封面粗糙度的设计和选用，应严格按照有关标准及手册的要求执行。

合理设计静密封件的密封槽尺寸及公差，可使安装后的静密封受到一定挤压，产生变形，以便填塞配合表面的微观凹陷，并把密封元件内的压力提高到高于被密封的压力，从而避免泄漏的产生。

其次，密封表面的粗糙度要适当。

液压系统相对运动副的表面粗糙度由密封设计和加工情况决定。

粗糙度过高或出现轴向划伤时，就会发生泄漏；粗糙度过低达到镜面时，密封圈的唇边就会刮去油膜，使油膜难以形成，密封唇口温度迅速升高，加剧磨损。

所以，密封表面及其与密封圈接触的滑动面都要有适当的粗糙度。

当液压缸、滑阀等的杆件出现轴向划伤时，如果划伤的程度较轻，可用金相砂纸打磨，如果划伤严重则需要进行电镀修复。

再次，要正确装配密封圈。

装配前，应对零件进行仔细检查；装配时，应在零件表面涂少许

第-3-页共15页液压油，轻轻压入；清洗时，应该选用柴油，特别是密封圈、防尘圈、。

形圈等橡胶元件一定要用柴油清洗，如果使用汽油则易使其老化失去原有弹性，从而失去密封机能。

上课时，可以拿出挂图让学生观察每种封圈的安装要求。

告诉学生在装配v型、Y型、YX型等有方向性的密封圈时，应该将唇口对着压力油腔，否则密封圈就起不到应有的作用。

还要告诉学生，在操作时应该注意保护唇口，以免因被零件的锐边、毛刺等锋口划伤而失去密封作用。

对于旋转接触密封面（如液压泵输出轴端）而言，应选用双唇密封圈。

0形圈虽然简单，但是，由于它在受到较大油压时，密封效果不理想，所以在使用时，应该加上挡圈。

1.3.2油液污染的控制

液压油污染的原因十分复杂，加之液压油自身也在不断产生油污，因此要彻底防止污染是很困难的。

为了延长液压元件的使用寿命，保证液压系统正常工作，减少泄漏，切实可行的办法就是将液压油污染程度控制在某一限度以内。

实用中常采取如下几种措施控制污染：

第一、减少外来污染。

液压装置组装前后必须进行严格清洗，油箱通大气处要加装空气过滤器，并且通过过滤器向油箱灌油，维修拆卸元件时，应在无尘区进行。

油箱内壁一般不要涂刷油漆，以免在油中产生沉淀物质。

第二、滤除系统产生的杂质。

应在系统的有关部位设置适当精度的过滤器，并且定期检查、清洗或更换滤芯。

新油加入油箱前，要经过静放沉淀，过滤后方可加入系统中，必要时可设中间油箱，进行新油的沉淀和过滤，确保油液的清洁度。

第三、控制液压油的工作温度。

液压油的工作温度过高会对液压装置产生不利影响，且油温升高，会使粘性下降，增加泄漏量。

液压油本身也会加速氧化变质，产生各种生成物，缩短其使用寿命。

液压系统的工作温度最好控制在65C以下，机床液压系统则应控制在55℃以下，若油温过高，则应给油箱加冷却器降温。

第四、定期检查更换液压油。

应根据液压设备使用说明书的要求和维护保养规程的规定，定期检查更换液压油。

比较科学的方法是定期取样化验，观察油液的变质情况，以决定是否需要换油。

换油时要清洗油箱，冲洗系统管道及元件。

1.3.3减少系统的冲击和振动

注塑机液压系统的冲击主要产生在变压、变速、换向的过程中。

此时管路内流动的液体因为快速地换向和阀口的突然关闭，而在瞬间形成很高的压力峰值，使连接件、接头与法兰松动，密封圈挤入间隙或损坏，造成泄漏。

为了减轻冲击和振动，可以采取以下措施：

（1）使用减振支架固定所有管子以便吸收冲击和振动；

（2）延长阀门开、关和运动部件制动换向的时间；（3）适当加大管道直径，尽量缩短管路长度，管道宜采用软管，以增加系统的弹性；（4）尽量减少管接头的使用数量，管接头尽量用焊接连接。

液压系统的泄漏问题是当前机床使用过程中的重要研究课题，要让学生明白不能只是单纯地加强密封，而要系统地消除泄漏的根源，并采取有效措施予以治理。

总之，讲授液压泄漏问题一

第-4-页共15页定要与实际应用相联系，这样才能提高学生分析、解决实际问题的能力，提高学生工程应用的素质。

第二章关于液压系统出现故障的因素

污染是液压系统故障的一个主要原因。

而造成液压系统污染的主要原因有：

1、检修过程中造成液压系统的污染；2、系统内部运行时的污染。

为了确保检修后的液压系统能够安全、可靠运行，针对液压系统检修提出一系列具体措施，以达到施工过程中的污染控制。

2.1系统污染的危害与原因

污染物混入系统后会加速液压零件的磨损、研损、烧伤甚至破坏或者引起阀的动作失灵或者引起噪声。

污染物会堵塞液压元件的节流孔或节流缝隙，改变液压系统的工作性能，引起动作失调甚至完全失灵，产生误动作造成事故。

灰尘颗粒在液压缸内会加速密封件的损坏，缸筒内表面的拉伤，使泄漏增大，推力不足或者动作不稳定、爬行、速度下降，产生异常的声响与振动。

还可能引起滤网堵塞，液压泵吸油困难，回油不畅而产生气蚀、振动和噪声，堵塞严重时会因阻力过大而将滤网击穿，完全丧失过滤作用，造成液压系统的恶性循环。

系统污染的原因很多，从污染产生机理来看，分为2种：

（1）制作、检修过程中潜伏在系统内部的污染物。

（2）系统工作过程中产生的污染。

显然，系统制作、检修过程中潜伏的污染物多为切屑、毛刺、型砂、涂料、磨料、焊渣、锈片和灰尘等固体颗粒，它们对系统的危害比较大，必须在这一阶段加强管理，控制污染，确保检修后的液压系统能够安全可靠地运行。

2.2液压系统制作、检修中的污染控制

2.2.1液压零件加工的污染控制

液压零件的加工一般要求采用“湿加工”法，即所有加工工序都要滴加润滑液或清洗液，以确保表面加工质量。

2.2.2液压元件、零件的清洗

新的液压件组装前，旧的液压件受到污染后都必须经过清洗方可使用，清洗过程中应做到以下几点。

1）液压件拆装、清洗应在符合国家标准的净化室中进行，如有条件操作室最好能充压，使室内压力高于室外，防止大气灰尘污染。

若受条件限制，也应将操作间单独隔离，一般不允许液

第-5-页共15页压件的装配间和机械加工间或钳工间处于同一室内，绝对禁止在露天、棚子、杂物间或仓库中分解和装配液压件。

拆装液压件时，操作人员应穿戴纤维不易脱落的工作服、工作帽，以防纤维、灰尘、头发、皮屑等散落入液压系统造成人为污染。

严禁在操作间内吸烟、进食。

2）液压件清洗应在专用清洗台上进行，若受条件限制，也要确保临时工作台的清洁度。

3）清洗液允许使用煤油、汽油以及和液压系统工作用油牌号相同的液压油。

4）清洗后的零件不准用棉、麻、丝和化纤织品擦拭，防止脱落的纤维污染系统。

也不准用皮老虎向零件鼓风（皮老虎内部带有灰尘颗粒），必要时可以用洁净干燥的压缩空气吹干零件。

5）清洗后的零件不准直接放在土地、水泥地、地板、钳工台和装配工作台上，而应该放入带盖子的容器内，并注入液压油。

6）已清洗过但暂不装配的零件应放入防锈油中保存，潮湿的地区和季节尤其要注意防锈。

2.2.3液压件装配中的污染控制

1）液压件装配应采用“干装配”法，即清洗后的零件，为了不使清洗液留在零件表面而影响装配质量，应在零件表面干燥后再进行装配。

2）液压件装配时，如需打击，禁止使用铁制锤头敲打，可以使用木锤、橡皮锤、铜锤。

3）装配时不准带手套，不准用纤维织品擦拭检修面，防止纤维类脏物侵入阀内。

4）已装配完的液压元件、组件暂不进行组装时，应将它们的所有油口用塑料塞子堵住。

2.2.4液压件运输中的污染控制

液压元件、组件运输中，应注意防尘、防雨，对长途运输特别是海上运输的液压件一定要用防雨纸或塑料包装纸打好包装，放入适量的干燥剂，不允许雨水、海水接触液压件。

装箱前和开箱后，应仔细检查所有油口是否用塞子堵住、堵牢，对受到轻度污染的油口及时采取补救措施，对污染严重的液压件必须再次分解、清洗。

2.2.5液压系统总装的污染控制

1）软管必须在管道酸洗、冲洗后方可接到执行器上，检修前要用洁净的压缩空气吹净。

中途若拆卸软管，要及时包扎好软管接头。

2）接头体检修前用煤油清洗干净，并用洁净压缩空气吹干。

对需要生料带密封的接头体，缠生料带时要注意2点。

a.顺螺纹方向缠绕；b.生料带不宜超过螺纹端部，否则，超出部分在拧紧过程中会被螺纹切断进入系统。

3）液压管道检修的污染控制

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液压管道是液压系统的重要组成部分，也是工作量较大的现场施工项目，马钢热轧H型钢液压管线长达2万多米，而管道检修又是较易受到污染的工作，因此，液压管道污染控制是液压系统保洁的一个重要内容。

管道检修前要清理出内部大的颗粒杂质、绝对禁止管内留有石块，破布等杂物。

管道检修过程中若有较长时间的中断，须及时封好管口防止杂物侵入。

为防止焊渣、氧化铁皮侵入系统，建议管道焊接采用气体保护焊如筑弧焊。

管道检修完毕后，必须经过管道酸洗、系统冲洗后方可作为系统的一部分并入系统。

绝对禁止管道在处理前就将系统连成回路，以防管内污染物侵入执行器、控制件。

管道酸洗分为槽式酸洗和循环酸洗2种，酸洗技术和配方在业内同时使用的有很多种，其中由我单位在引进技术的基础上加以改进的在线循环酸洗技术，在马钢工程中酸洗了液压、润滑管道（DN200〜DN10）近6万米，取得了良好的效果，很值得推广。

系统冲洗在酸洗工作结束后进行，是液压系统投入使用前的最后一项保洁措施，必须确保所有管道和控制元件冲洗达到要求精度。

系统冲洗应分2步进行。

首先将现场检修的管道连成回路,冲洗达到要求精度后，再将阀台、分流器等控制部件接入冲洗回路，达到要求精度后方为冲洗合格。

2.2.6油箱加油

油箱注油前必须检查其内部的清洁度，不合格的要进行清理；油液加入前要检验它的清洁度;注油时必须经过过滤，不允许将油直接注入油箱。

2.2.7系统恢复

系统酸洗、冲洗后，即可将所有元件、管道按要求连成工作回路。

此过程要特别注意管接头保洁，连接完毕后，尽量避免拆卸，必要时要注意用干净的布包扎好，确保管接头、管口不受污染。

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结论

泄漏产生的原因和主要部位在液压系统中，从元件到辅件，从油箱到液压泵、液压缸等各个环节，都可能存在泄漏问题，造成泄漏的原因也很多，本文强调以下几个方面：

（1）振动和冲击。

（2）由间隙变大而使产生泄漏或者使得泄漏增加。

（3）从实际维修中发现，液压系统中的颗粒物污染是加剧间隙增大和密封件失效的重要原因。

油液的清洁、油液的注入、油液的过滤；元件的清洁、装配的清洁、装配的规范；调试及工作中的正确使用等都是对液压系统的保护，同时降低了泄漏的可能性。

泄漏的控制大致可从油液、元件、使用三方面来保证，而保持液压系统的清洁无污染，是维系系统的设计使用寿命并可有效控制泄漏的简单易行的措施。

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致谢

借此论文完稿之际，谨向在我大学三年的学习生活和毕业设计（毕业论文写作）完成过程中给予我指导、关心、支持和帮助的所有老师、同学表示最衷心的感谢和最诚挚的祝福。

首先要感谢我的所有指导老师，在您的悉心指导下我的毕业设计（毕业论文）才得以顺利完成。

老师丰富的学识、扎实的理论功底、严谨的治学态度、执著的敬业精神以及宽阔的胸怀都是我学习的榜样；在这毕业设计（毕业论文写作）中，老师不仅在学术上给我以指导，还身体力行影响着我的学习工作态度及人生价值观，特别是在为人处世方面，每次见面老师都会给我们讲很多人生的大道理，使我们获益匪浅。

在此，我向闫老师致以我最真挚的谢意，并将终生铭记她的教诲。

最后，祝所有的老师身体健康、工作顺利！

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