浅析日本顶级坦克的液压系统泄露问题

2015-6-8 14:59| 发布者: 高华华| 查看: 3086| 评论: 0|来自: 液压圈

摘要: 5月17日，日本陆上自卫队在东京附近霞浦基地举行开放日活动，活动中一个重头戏是带让观众试乘90式主战坦克。然而正当观众们为坦克卓越的机动性叫好的时候，突然发生了尴尬的情况，90式坦克的底部突然开始泄露大量红色油液，漏了一地……

5月17日，日本陆上自卫队在东京附近霞浦基地举行开放日活动，活动中一个重头戏是带让观众试乘90式主战坦克。然而正当观众们为坦克卓越的机动性叫好的时候，突然发生了尴尬的情况，90式坦克的底部突然开始泄露大量红色油液，漏了一地……
那么今天来了解下这个液压泄漏问题。

前言：液压传动是一种以液压油作为工作介质，利用液体压力传递动力和进行控制的传动方式。它具有传送能量大、布局容易、结构紧凑、传动平稳、便于频繁换向和过载保护，并且各种元件容易实现系列化、标准化、通用化等优点，因而液压传动技术已经成为机械工业发展的一个重要推动力。液压系统一旦发生泄漏，将会引起系统压力建立不起来，液压油泄漏还会造成环境污染，影响生产甚至产生无法估计的严重后果。

概念：在液压系统和液压元件中，由于加工误差和配合表面相对运动要求，总会存在一定的间隙，同时油液在液压元件和管路中流动时产生压力差，压力油液流经这些间隙时就会产生泄露现象。

      分类：泄露的形式从油液上区分有两种：
        一是油液由高压区流向低压区的泄露为内泄露；

       二是系统内的油液泄露到液压系统外面的泄露为外泄露。另外也可分为固定密封处泄漏和运动密封处泄漏，固定密封处泄漏的部位主要包括缸底、各管接头的连接处等，运动密封处主要包括油缸活塞杆部位、多路阀阀杆等部位。

      危害：泄露会使液压系统的效率降低，并污染环境，内泄漏的损失转化为热能，使系统油温升高，影响液压元件的性能和液压系统的正常工作，影响系统工作的安全性，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。

      原因分析：液压系统的泄漏一般都是在系统运行一段时间之后产生的，主要是由密封元件的设计加工和装配、配件磨损、油液受到污染等不良现象引起的。
1.元器件制造或设计原因。液压系统的可靠性，在很大程度上取决于液压系统密封的设计和密封件的选择，由于设计中密封结构选用不合理，密封件的选用不合乎规范，在设计中没有考虑到液压油与密封材料的相容型式、负载情况、极限压力、工作速度大小，这些都在不同程度上直接或间接造成液压系统泄漏。

      另外，由于机械的使用环境中具有尘埃和杂质，所以在设计中要选用合适的防尘密封，避免尘埃等污物进入系统破坏密封、污染油液，从而产生泄漏。所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、表面处理、表面粗糙度及形位公差等要求。如果在制造过程中超差等，将使零件本身具有先天性的渗漏点，在装配使用过程中发生渗漏。

      2.装配中人为损坏或使用中密封件损坏。液压元件在装配中应杜绝野蛮操作，如果过度用力将使零件产生变形，装配前应对零件进行仔细检查，装配时应将零件蘸少许液压油，轻轻压入。动密封件一般是耐油橡胶材料制成，长时间的使用会发生老化，龟裂。油液中的磨料、粉尘、杂质，对动密封件的运动，久而久之，也会加速密封件老化，损坏。如果零件在工作过程中受碰撞而损伤，就会划伤密封件。这些情况最容易造成内泄漏。

      3.油液污染等环境因素致使泄露。油液受到污染引起的泄漏油液受到污染就会引起液压系统的各种故障。

      ㈠.液压油缸作为机械液压系统的主要执行元件，由于工作过程中活塞杆裸露在外直接和环境接触，虽然在导向套上装有防尘圈及密封件等，但也难免将尘埃、污物带入液压系统，加速密封件和活塞杆等的划伤和磨损，从而引起泄漏。

      ㈡.工作环境潮湿，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。

      ㈢.温度每升高10℃则密封件寿命就会减半，最佳油液温度在65℃以下。否则密封件会过早变质，造成泄露。

      ㈣.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。空气在油液中形成气泡，如果液压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。

      预防对策：了解了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，一定要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.在设计和加工环节中要保证各元件的几何精度。合理设计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。

      2.正确选择密封件。密封表面的粗糙度要适当，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。

      3.选择正确的装配和修理方法。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、O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；发现液压元件损坏要及时处理，特别是活塞杆、缸筒损坏后最易影响密封件，另外在密封件的装配中尽量采用专用工具。

      4.在液压系统工作环境控制上，要从污染源头入手，可采取定期化验油质，清洗过滤装置及油箱，切断外界因素（水、尘埃、颗粒等）对液压元件的污染。　

      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，防止密封件变质。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。若油温过高，则应给油箱加冷却器降温。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

      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较科。比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。

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