非标试验器液压系统的泄漏分析与控制

刘娅菲，喻 林

(中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司工装设备事业部，贵州 贵阳 550009)

0 引言

目前，愈来愈多的军工产品需要专用的试验器来测试其产品性能，而液压试验器则是其中较为广泛应用的测试机之一。液压系统能否稳定且安全的工作，是其最基本的要求。而泄漏问题则是不可忽视的关键，一旦发生泄漏，不仅影响到液压系统的性能、有效性，更会造成实验产品数据的可靠性，造成极大的浪费和环境污染[1-3]。

1 泄漏的主要位置与原因分析

液压试验器的泄漏按照位置，分为内泄漏和外泄漏两类。内泄漏是指两两相邻配合面间由于相互运动磨损，产生泄漏；相邻两零件的结合面处如果存在较大的间隙，亦或密封不好，就会导致泄漏；液压系统在工作时，常常会受到冲击和振动载荷，导致安装螺钉与管接头等连接件松动；因液压油的高温，以及密封件与液压油的不容导致的变质，使得密封件老化及磨损，造成泄漏。

2 泄漏控制方法与防范措施

2.1 合理的使用管接头

液压系统的泄漏主要发生在元件之间或零件之间的固定结合处，各种管道连接件是漏油的主要部位。如果管接头的结构设计不合理，或者选用的管接头类型与实际生产使用条件有出入，亦或管接头的连接处机械加工精度、螺纹牙型紧固强度及加工毛刺去除等因素都可能导致液压系统管道的泄漏[4-6]。

1.接管；2.螺母；3.密封圈；4.接头体图1 液压系统常用的管路连接接头组

液压系统常用的管路连接接头组见图1。管接头右边的接管1与管子的某一端通常采用焊接方式连接。接管1与接头体4通过中部的螺母2连接在一起。在二者的接触面上，如图1a所示，其采用球面密封方式，靠球面与锥面的环形接触线实现密封；而图1b所示的平面接头，采用了密封圈3实现其密封；图1c的密封靠旋紧螺母使喇叭口式接管受压，挤贴于接头体的圆锥面，从而起到密封作用。焊接式管接头，因为其结构比较简单，密封性又比较好，因此其对管子尺寸的精度要求不是很高，为高压管道应用较多的一种管接头，但要求焊接质量高，装卸不便。接头体4与其他元件通过螺纹连接在一起，可采用圆柱形式的螺纹来联接。这种方式的密封不依靠紧固件的自身螺纹，而是依靠其内部安装的密封圈实现密封作用。如果螺孔的中心线与密封面不垂直，也就是螺孔的几何精度与尺寸加工精度未达到要求，即可能产生垫圈密封不严从而导致泄漏；如果采用了锥管式螺纹联接，由于锥管式螺纹采用了内螺纹与外螺纹的牙形表面全螺纹面紧密压紧，从而实现密封效果，而它的密封性，主要由内螺纹与外螺纹的几何精度与螺纹表面质量的情况决定。装配之后，螺纹牙顶与牙底之间，往往存在间隙，因此会产生一条螺旋形状的泄漏通道，局部剖视图如图2所示。故而只能采用增加液态的密封胶、聚四氟乙烯带等将泄漏通道填充，也就是填密。而在不常拆卸的地方，或者是低压的场合，可以使用液态密封胶进行密封。在用缠绕密封带时，需要在外螺纹的端部，预留出两圈螺纹，以防止塑料碎落后进入工作液体影响密封效果。

图2 锥管螺纹连接的泄露通道

因此，在对各类管接头选择时，应依据工作可靠性与经济性的原则选择。保证加工精度，避免密封部位的磕碰、划伤，避免将管接头拧得过紧和强制对中，设计时尽量减少管道管接头等连接部位的数量是减少漏油的有效措施之一。

2.2 密封件的使用

密封件是防漏的关键元件，而密封件的主要制造材料有塑料、橡胶、皮革以及金属，结构型式根据不同的使用要求和工艺的可能性而设计。如果密封件产生了损坏亦或是老化时，往往会使密封件丧失密封性能，从而产生泄漏。因此，在使用与保存密封件时，通常需要注意以下几个方面：

(1)密封件的材料要与工作液体相容，密封件所允许的工作温度阈值，通常在其材料的容许范围内。

(2)由于橡胶材料往往易产生老化和变质，因此在保存它时需要避免阳关的直射或受潮。

(3)密封件要定期更换，用过的不宜再用。

(4)密封件工作压力要与产品说明书相符。

(5)装配时将零件上的密封表面及安装密封件的沟槽和密封件清洗干净，按规定方法进行正确安装，防止密封件在装配时发生破损。

(6)油温过高时导致密封件过早变质的一个重要原因。在多数情况下，如果油温经常超过60 ℃，油液黏度会大幅下降，密封圈会膨胀、老化与失效，结果是导致液压系统产生了泄漏。所以，油液温度需要控制。为此，设计它的液压系统时要合理，尽可能少用元件并取消多余回路；尽可能减少系统在非工作状态下的压力损失；尽量减少接头、弯头等的使用；使散热条件得到改善；油箱的底面放置时，不宜与地面直接接触；选用导热系数大的材料制作油箱；操作时一定要严格遵守液压油位的规定；可以加装合适的油温冷却循环系统对全系统进行降温；还要注意避免较长时间的连续且大负荷运转，如果油温过高，可让设备空载运转大约十分钟，待油温下降后再继续工作；定期清洗、更换滤油器，并按情况及规定更换滤芯。

2.3 减少系统的冲击与振动

液压系统产生的冲击与振动，会使系统中的元件、管道损坏，从而引起连接件的松动，造成漏油。液压系统工作时，产生的变压、变速与换向过程会导致冲击与振动，此时系统管路内的流动液体由于快速换向与阀口的突然关闭，会瞬间产生很高的峰值油压，造成法兰和连接件的接头松动，或密封圈挤入密封间隙而形成损坏，造成系统的液体泄漏。故为了减少由于系统工作的冲击与振动引起的液体泄漏，可采取下列措施减小冲击与振动：(1)加大管路的直径，以此降低液体流速。(2)缩短管子的长度，避免不必要的弯曲。(3)减少使用管道接头，并且管道接头尽量采用焊接形式连接。(4)选用带阻尼的换向阀，开关阀门缓慢，或在液压缸的端部位置加装如单向节流阀等缓冲装置。(5)可在系统中增加使用储能器来减少工作冲击。(6)用减振支架固定固定，以此吸收冲击和振动的能量。

3 结语

为了确保军品非标试验器的稳定工作与运行，需要定期检查与维护液压系统，对于存在泄漏隐患处，应采用预防与及时处理相结合的方式防止泄漏、减少故障。消除液压系统的泄漏，能节约能耗、免除对环境产生的污染，并改善设备的使用性能，可对企业产生较大的经济效益。