液压维修第7章-液压辅助元件的故障排除与维修

204第7章液压辅助元件的故障排除与维修液压辅助元件包括的内容较多，这些辅助元件从工作原理和功能来看是起辅助作用的，但它们对系统工作的稳定性、工作效率、使用寿命、噪声和温升等影响很大。因此在设计、制造和使用液压设备时，对辅助元件必须给予足够的重视。辅助元件有密封件、过滤器、蓄能器、油管、管接头、油箱、冷却器、加热器、空气滤清器、指示器、压力表和压力表开关。7.1油管与管接头的故障排除与维修液压系统通过传送工作液体，用管接头把油管与元件连接起来。油管和管接头应有足够的强度、良好的密封性能，并且压力损失要小、拆装方便。7.1.1油管的介绍1.油管的分类（1）硬管①钢管。价格低廉、耐高压、耐油、抗腐、钢性好，但装配时不易弯曲。常在装拆方便处用作压力管道。常用钢管有冷拔无缝钢管和有缝钢管（焊接钢管）两种。中压以上条件下采用无缝钢管，高压的条件下可采用合金钢管，低压条件下采用焊接钢管。②紫铜管。紫铜管易弯曲成形，安装方便，管壁光滑，摩擦阻力小，但价格高，耐压能力低，抗振能力差，易使油液氧化，只用于仪表装配不便处。（2）软管①橡胶管。用于柔性连接，分高压和低压两种。高压胶管由耐油橡胶夹钢丝编织网制成，用于压力管路，钢丝网层数越多，耐压能力越高，最高的使用压力可达40MPa；低压胶管由耐油橡胶夹帆布制成，用于回油管路。②塑料管。耐油、价格低、装配方便，长期使用易老化，只适用于压力低于0.5MPa的回油管与泄油管。③尼龙管。是一种新型材料，乳白色半透明，可观察液体流动情况，将在液压行业得到日益广泛的应用。加热后可任意弯曲成形和扩口，冷却后即定形。一般应用在承压能力为2.5～8MPa的液压系统中。④金属波纹软管。金属波纹软管由极薄不锈钢无缝管作管坯，外套网状钢丝组合而成。管坯为环状或螺旋状波纹管。与耐油橡胶相比，金属波纹管价格较贵，但其重量轻，体积小，耐高温，清洁度好。金属波纹管的最高工作压力可达40MPa，目前仅限于小通径管道。2.油管的安装技术要求（1）硬管安装的技术要求①硬管安装时，对于平行或交叉管道，相互之间要有100mm以上的空隙，以防止干扰和振动，也便于安装管接头。在高压大流量场合，为防止管道振动，需每隔1m左右用标准管夹将管道固定在支架上，以防止振动和碰撞。②管道安装时，路线应尽可能的短，应横平竖直，布管要整齐，尽量减少转弯，直角转弯要尽量避免。若需要转弯，其弯曲半径应大于管道外径的3～5倍，弯曲后管道的椭圆度小于10％，不得有波浪状变形、凹凸不平及压裂与扭转等不良现象。金属管连接时必须有弯，图7—1列举了一些配置实例。③在安装前应对钢管内壁进行仔细检查，看其内壁是否存在锈蚀现象。一般应用20％的硫酸或盐酸进行酸洗，酸洗后用10％的苏打水中和，再用温水洗净、干燥、涂油，进行静压试验，确认合格后再安装。205图7—1金属管连接实例（2）软管安装的技术要求①软管弯曲半径应大于软管外径的10倍。对于金属波纹管，若用于运动连接，其最小弯曲半径应大于内径的20倍。②耐油橡胶软管和金属波纹管与管接头成套供货。弯曲时耐油橡胶软管的弯曲处距管接头的距离至少是外径的6倍；金属波纹管的弯曲处距管接头的距离应大于管内径的2～3倍。③软管在安装和工作中不允许有拧、扭现象。④耐油橡胶软管用于固定件的直线安装时要有一定的长度余量（一般留有30％左右的余量），以适应胶管在工作时-2％～+4％的长度变化（油温变化、受拉、振动等因素引起）的需要。⑤耐油橡胶软管不能靠近热源，要避免与设备上的尖角部分相接触和摩擦，以免划伤管子。7.1.2管接头的介绍管接头是油管与油管，油管与液压元件之间的可拆卸连接。它应满足连接牢固，密封可靠，液阻小，结构紧凑，拆装方便等要求。管接头的形式很多，按接头的通路方向，有直通、直角、三通、四通、铰接等形式；按其与油管连接方式分，有管端扩口式、卡套式、焊接式、扣压式等。管接头与机体的连接常用圆锥螺纹和普通细牙螺纹。用圆锥螺纹连接时，应外加防漏填料；用普通细牙螺纹连接时，应采用组合密封垫（熟铝合金与耐油橡胶组合），且应在被连接件上加工出一个小平面。1.管端扩口式管接头管端扩口式管接头工作原理如图7—2所示，它适合于铜管和薄壁钢管之间的连接。接管2先扩成喇叭口（约74o～90o），再用接头螺母3把导套4连同接管2一起压紧在接头体1上形成密封。装配时的拧紧力通过接头螺母3转换成轴向压紧力，由导套4传递给接管的管口部分，使扩口锥面与接头体1密封锥面之间获得接触比压。在起刚性密封的同时，也起到连接作用并承受由管内流体压力所产生的接头体与接管之间的轴向分力。这种管接头的最高压力一般小于16MPa。1.接头体；2.接管；3.接头螺母；4.导套图7—2管端扩口式管接头2.卡套式管接头206如图7—3所示，卡套式管接头的基本结构由接头体1、卡套4和螺母3这三个基本零件组成。卡套是一个在内圆端部带有锋利刃口的金属环，装配时因刃口切入被连接的油管而起到连接和密封的作用。1.接头体；2.接管；3.螺母；4.卡套；5.组合密封垫图7—3卡套式管接头装配时首先把螺母3和卡套4套在接管2上，然后把油管插入接头体1的内孔（靠紧），把卡套安装在接头体内锥孔与油管中的间隙内，再把螺母3旋紧在接头体1上，旋至螺母90°卡套尾的86°锥面充分接触为止。在用板手紧固螺母之前，务必使被连接的油管端面与接头体止推面相接触，然后一面旋紧螺母一面用手转动油管，当油管不能转动时，表明卡套在螺母推动和接头锥面的挤压下已开始卡住油管，继续旋紧螺母1～4/3圈使卡套的刃口切入油管，形成卡套与油管之间的密封，卡套前端外表面与接头体内锥面间所形成的球面接触密封为另一密封面。卡套式管接头所用油管外径一般不超过42mm，使用压力可达40MPa，工作可靠，拆装方便，但对卡套的制造工艺要求较高。3.焊接式管接头如图7—4所示，焊接管接头是将管子的一端与管接头上的接管2焊接起来后，再通过管接头上的螺母3、接头体1等与其它管子式元件连接起来的一类管接头。接头体1与接管2之间的密封可采用图7—4所示的O形密封圈4来密封。除此之外，还可采用球面压紧的方法或加金属密封垫圈的方法加以密封。管接头也可用如图7—5（a）所示的球面压紧，或加金属密封圈4，用如图7—5（b）所示的方法来密封。后两种密封方法承压能力较低，球面密封的接头加工较困难。接头体与元件连接处，可采用图7—5所示的圆锥螺纹，也可采用细牙圆柱螺纹（见图7—4），并加组合密封垫圈5防漏。焊接式钢管接头结构简单，制造方便，耐高压（32MPa），密封性能好。缺点是对钢管与接管的焊接质量要求较高。1.接头体；2.接管；3.螺母；4.O形密封圈；5.组合密封垫图7—4焊接式管接头2071.接管；2.螺母；3.密封圈；4.接头体图7—5球面压紧和加金属密封圈的焊接管接头4.软管接头软管接头一般与钢丝编织的高压橡胶软管配合使用，它分可拆式和扣压式两种。图7—6所示为可拆式软管接头。它主要由接头螺母1、接头体2、外套3和胶管4组成。胶管夹在两者之间，拧紧后，连接部分胶管被压缩，从而达到连接和密封的作用。扣压式软管接头如图7—7所示。它由接头螺母1、接头芯2、接头套3和胶管4构成。装配前先剥去胶管上的一层外胶，然后把接头套套在剥去外胶的胶管上再插入接头芯，然后将接头套在压床上用压模进行挤压收缩，使接头套内锥面上的环形齿嵌入钢丝层达到牢固的连接，也使接头芯外锥面与胶管内胶层压紧而达到密封的目的。注意，软管接头的规格是以软管内径为依据的，金属管接头则是以金属管外径为依据的。1.接头螺母；2.接头体；3.外套；4.胶管图7—6可拆式软管接头1.接头螺母；2.接头芯；3.接头套；4.胶管图7—7扣压式软管接头5.快速接头快速接头是一种不需要任何工具，能实现迅速连接或断开的油管接头，适用于需要经常拆卸的液压管路。图7—8所示为快速接头的结构示意图。图中各零件位置为油路接通时的位置。它有两个接头体3和9，接头体两端分别与管道连接。外套8把接头体3上的3个或8个钢球7压落在接头体9上的V形槽中，使两接头体连接起来。锥阀芯2和5互相挤紧顶开使油路接通。当需要断开油路时，可用力将外套8向左推移，同时拉出接头体9，此时弹簧4使外套8回位。锥阀芯2和5分别在各自弹簧l和6的作用下外伸，顶在接头体3和9的阀座上而关闭油路，并使两边管子内的油封闭在管中，不致流出。2081、4、6.弹簧；2、5.锥阀芯；3、9.接头体；7.钢球；8.外套图7—8快速接头6.法兰式管接头法兰式管接头是把钢管1焊接在法兰2上，再用螺钉连接起来，两法兰之间用O形密封圈密封，如图7—9所示。这种管接头结构坚固，工作可靠，防振性好；但外形尺寸较大，适用于高压、大流量管路。1.钢管；2.法兰图7—9法兰式管接头7.1.3油管及管接头的故障分析与排除1.液压软管的故障分析与排除在使用过程中，由于使用与维护不当、系统设计不合理和软管制造不合格等原因，经常出现液压软管渗漏、裂纹、破裂、松脱等故障。液压软管的松脱或破裂，轻则浪费油液、污染环境、影响系统功能的正常发挥及工作效率，重则危及安全。为了保证液压系统在良好状况下工作，预防液压软管早期损坏，以延长液压软管的使用寿命，平时一定认真做好保养与维护工作。⑴使用不合格软管引起的故障①原因在维修或更换液压管路时，如果在液压系统中安装了劣质的液压软管，由于其承压能力低、使用寿命短，使用时间不长就会出现漏油现象，严重时液压系统会产生事故，甚至危及人机安全。劣质软管则主要是橡胶质量差、钢丝层拉力不足、编织不均，使承载能力不足，在压力油冲击下，易造成管路损坏而漏油。软管外表面出现鼓泡的原因是软管生产质量不合格，或者工作时使用不当。如果鼓泡出现在软管的中段，多为软管生产质量问题，应及时更换合格软管。②措施在维修时，对新更换的液压软管，应认真检查生产的厂家、日期、批号、规定的使用寿命和有无缺陷，不符合规定的液压软管坚决不能使用。使用时，要经常检查液压软管是否有磨损、腐蚀现象；使用过程中橡胶软管一经发现严重龟裂、变硬或鼓泡等现象，就应立即更换新的液压软管。⑵违规装配引起的故障209①原因软管安装时，若弯曲半径不符合要求或软管扭曲等，皆会引起软管破损而漏油。当液压软管安装不符合要求时，软管受到轻微扭转就有可能使其强度降低和松脱接头，在软管的接头处易出现鼓泡现象。当软管在安装或使用过程中受到过分得扭曲时，软管在高压的作用下易损坏。软管受扭转后，加强层结构改变，编织钢丝间的间隙增加，降低了软管的耐压强度，在高压作用下软管易破裂。在安装软管时，如果软管受到过分的拉伸变形，各层分离，降低了耐压强度。软管在高压作用下会发生长度方向的收缩或伸长，一般伸缩量为常态下的+2%～-4%。若软管在安装时选得太短，工作时就受到很大的拉伸作用，严重时出现破裂或松脱等故障；另外，软管的跨度太大，则软管自重和油液重量也会给软管一个较大的拉伸力，严重时也会发生上述故障。在低温条件下，液压软管的弯曲或修配不符合要求，会使液压软管的外表面上出现裂纹。软管外表出现裂纹的现象一般在严寒的冬季出现较为常见，特别在严寒的冬季或低温状态下液压软管弯曲。在使用过程中，如果一旦发现软管外表有裂纹，就要及时观察软管内胶是否出现裂纹，如果软管内胶也出现裂纹要立即更换软管。②措施在液压软管安装时应注意以下几点。a软管安装时应避免处于拉紧状态，即使软管两端没有相对运动的地方，也要保持软管松弛，张紧的软管在压力作用下会膨胀，强度降低。软管直线安装时要有30%左右的长度余量，以适应油温、受拉和振动的需要。b安装过程中不要扭曲软管。软管受到轻微扭转就有可能使其强度降低和松脱接头，装配时应将接头拧紧在软管上，而不是将软管拧紧在接头上。安装软管拧紧螺纹时，注意不要扭曲软管，可在软管上划一条彩线观察。c软管弯曲处，弯曲半径要大于9倍软管外径，弯曲处到管接头的距离至少等于6倍软管外径。d橡胶软管最好不要在高温有腐蚀气体的环境中使用。e如系统软管较多，应分别安装管夹加以固定或者用橡胶板隔开。f在使用或保管软管过程中，不要使软管承受扭转力矩，安装软管时尽量使两接头的轴