工程机械液压系统内泄漏故障的原因及预防措施实用版

YF-ED-J3813 可按资料类型定义编号

In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.

（示范文稿）

二零XX年XX月XX日

工程机械液压系统内泄漏故障的原因及预防措施实用版 方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813

第 2 页 文件名 工程机械液压系统内泄漏故障的原因及预防措施实用版 日期 20XX年XX月 版次 1/1 编制人 XXXXXX 审核 XXXXXX 批准 XXXXXX

工程机械液压系统内泄漏故障的

原因及预防措施实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。

1 引言

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，在使方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813 第 2 页 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，方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813 第 2 页 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。 2 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方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813 第 2 页 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h₁μ——液压油动力粘度 方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813 第 2 页 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 方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813

第 2 页 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成反方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813 第 2 页 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 者对使用单位来方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813 第 2 页 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。 3 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 油液而方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813 第 2 页 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，方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813 第 2 页 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。 4)良好的抗剪切安全性。 5)防锈性能要好，不产生腐蚀。 6)抗乳化性和水解安全性好。即使有水混入，也能有较大 的分离性能，起泡少，消泡容易。 7)具有良好的抗泡沫性和空气释放性。 8)有良好的相容性，对密封材料的影响方案示范文本 文件编号：YF-ED-J3813 第 2 页 小，即油液与各种 材料不起或少起化学作用，以免变质失效。 9)清洁度好和可流性优良。液压油质量应纯净，不允许有 沉淀，应尽量减少机械杂质、水份和灰尘等含量。 10)燃点、闪点应满足环境温度，挥发性要小，润滑油符合 这方面要求，即可保证其工作安全可靠。 正确合理地选择液压油是保证整个液压系统高效率、正 常运转的前提。我们要根据机械设备的工作环境和使用条件 (如工作温度范围、压力范围、液压系统设计的特点、泵的类型、 防磨损及防泄漏的要求、工作寿命、介质与材料的相容性、经 济性及环境因素等)选择适当的液压油。工程机械出厂时厂家 根据液压