液压辅件使用维修

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1、液压辅件使用维修技术6.1 蓄能器的使用与维修6.1.1 蓄能器概述蓄能器是一种能把液压能储存在耐压容器里，待需要时又将其释 放出来的能量储存装置。蓄能器是液压系统中的重要辅件，对保证系 统正常运行、改善其动态品质、保持工作稳定性、延长工作寿命、降 低噪声等起着重要的作用。蓄能器给系统带来的经济、节能、安全、 可靠、环保等效果是明显的。在现代大型液压系统，特别是具有间歇 性工况要求的系统中尤其值得推广使用。6.1.2 蓄能器的安装1蓄能器安装前的检查安装前的检查不可忽略。安装前应对蓄能器进行如下检查： 产品 是否与选择规格相同；充气阀是否紧固；有无运输造成影响使用的损 伤；进油阀进油口是否堵好

2、。2蓄能器的安装的基本要求蓄能器的安装的基本要：蓄能器的工作介质的黏度和使用温度均应与液压系统工作介质 的要求相同。蓄能器应安装在检查、维修方便之处。用于吸收冲击、脉动时，蓄能器要紧靠振源，应装在易发生冲击 处。安装位置应远离热源，以防止因气体受热膨胀造成系统压力升固定要牢固，但不允许焊接在主机上，应牢固地支持在托架上或 壁面上。径长比过大时，还应设置抱箍加固。囊式蓄能器原则上应该油口向下垂直安装，倾斜或卧式安装时， 皮囊因受浮力与壳体单边接触，有妨碍正常伸缩运行，加快皮囊损坏， 降低蓄能器机能的危险。因此一般不采用倾斜或卧式安装的方法。对 于隔膜式蓄能器无特殊安装要求， 可油口向下垂直安装、

3、倾斜或卧式 安装。泵和蓄能器之间应安装单向阀，以免泵停止工作时，蓄能器中的 油液倒灌入泵流回油箱，发生事故。蓄能器与系统之间应装设截止阀，此阀供充气、调整、检查、维 修或者长期停机使用。蓄能器装好后应充填惰性气体（如N2），严禁充氧气、氢气、压缩 空气或其他易燃性气体。装拆和搬运时，必须放出气体。6.1.3 蓄能器的维护检查蓄能器在使用过程中，须定期对气囊进行气密性检查。对于新使 用的蓄能器，第一周检查一次，第一个月还要检查一次，然后半年检 查一次。对于作应急动力源的蓄能器，为了确保安全，更应经常检查 与维护。蓄能器充气后，各部分绝对不允许再拆开，也不能松动，以免发 生危险。需要拆开时应先放尽

4、气体，确认无气体后，再拆卸；在有高温辐射热源环境中使用的蓄能器可在蓄能器的旁边装设两 层铁板和一层石棉组成的隔热板，起隔热作用；安装蓄能器后，系统的刚度降低，因此对系统有刚度要求的装置 中，必须充分考虑这一因素的影响程度在长期停止使用后，应关闭蓄能器与系统管路间的截止阀， 保持 蓄能器袖压在充气压力以上，使皮囊不靠底。蓄能器在液压系统中属于危险部件，所以在操作当中要特别注 意。当出现故障时，切记一定要先卸掉蓄能器的压力，然后用充气工 具排尽胶囊中的气体，使系统处于无压力状态方可进行维修， 才能拆 卸蓄能器及各零件，以免发生意外事故。6.1.4 蓄能器的充气活塞式蓄能器的充气压力一般为液压系统最

5、低工作压力的 80% - 90%气囊式蓄能器的充气压力可在系统最低工作压力的 70% 90% 之间选取。1 常用充气方法一般可按蓄能器使用说明书以及设备使用说明书上所介绍的方 法进行。常使用充气工具（如图6-11所示）向蓄能器充入氮气。蓄能器充气之前，使蓄能器进油口稍微向上，灌入壳体容积约1/10的液压油，以便润滑，将图3所示充气工具的一端连在蓄能器充 气阀上，另一端与氮气瓶相接通。打开氮气瓶上的截止阀，调节其出口压力到 0.050.1 MPa，旋 转充气工具上的手柄徐徐打开充气阀阀芯，缓慢充入氮气，就会慢慢打开装配时被折叠的气囊，使气囊逐渐胀大，直到菌形阀关闭。此时, 充气速度方可加快，并达

6、到所需充气压力。切勿一下子把气体充入气 囊，以避免充气过程中因气囊膨胀不均匀而破裂。图6-11充气工具若蓄能器充气压力高时，充气系统应装有增压器，见图6-12，此 时，将充气工具的另一端与增压器相连。图6-12带增压器的蓄能器充气系统充气过程中温度会下降，充气完成并达到所需压力后，应停20分钟左右，等温度稳定后，再次测量充气压力，进行必要的修正，然 后关闭充气阀，卸下充气工具。蓄能器在充气24h后需检测，在以后的正常工作中也需定期检测， 查看蓄能器是否漏气。2充气压力高于氮气瓶的压力的充气方法此处介绍一种蓄能器的充气压力高于氮气瓶的压力的充气方法。例如，充气压力要求i4Mpa而氮气瓶的压力只能

7、充至lOMPa寸, 满足不了使用要求，并且氮气瓶的氮气利用率很低，造成浪费。在没 有蓄能器专用充气车的情况下，可采用用蓄能器对充的方法（图6-13），具体操作方法如下：1、2、3、4.球阀；5.皮囊进气阀；6.进气单向阀图6-13 蓄能器对充首先用充气工具向蓄能器充入氮气，在充气时放掉蓄能器中的 油液；将充气工具A和B分别装在蓄能器C和D上，将A中的进气单向 阀拆除，用高压软管A B联通，顶开皮囊进气单向阀的阀芯，打开球 阀1, 4,关闭2, 3两阀。开启高压泵并缓缓升压，可将C勺氮气充入D。 当C的气压不随油压的升高而明显地升高时，即其的氮气已基本充完， 将油压降下来；再用氮气瓶向C克气，然

8、后重复上述步骤，直至D 的气压符合要求为止。3蓄能器充气压力的检查检查蓄能器充气压力的办法有：1）检测时，按图6-14所示的蓄能器压力检测回路连接，在蓄能器 进油口和油箱间设置截止阀1,并在截止阀1前装上压力表，慢慢打开 截止阀1,使压力油流回油箱，观察压力表，压力表指针先慢慢下降， 达到某一压力值后速降到0,指针移动速度发生变化时的读数（即压力 表值速降到0时的某一压力值），就是充气压力。2）利用充气工具直接检查充气压力，但每检查一次都要放掉一 些气体，所以这种方法不宜用于容量较小的蓄能器。 有人将压力表接 在蓄能器的充气口来检查充气压力，系统工作时频繁的剧烈压力上升 下降和压力波动会使压力

9、表指针剧烈摆动，这是不恰当的。图6-14 压力检测回路6.1.5 蓄能器常见故障的排除以NX型皮囊式蓄能器为例说明蓄能器的故障现象及排除方法， 其他类型的蓄能器可参考进行。1. 皮囊式蓄能器压力下降严重，经常需要朴气皮囊式蓄能器，皮囊的充气阀为单向阀的形式，靠密封锥面密封 （见图6-16）。当蓄能器在工作过程中受到振动时，有可能使阀芯松动， 使密封锥面1不密合，导致漏气。或者阀芯锥面上拉有沟槽，或者锥 面上粘有污物，均可能导致漏气。此时可在充气阀的密封盖4垫入厚3mr左右的硬橡胶垫5,以及采取修磨密封锥面使之密合等措施解决。另外，如果出现阀芯上端螺母3松脱，或者弹簧2折断或漏装的情 况，有可能

10、使皮囊氮气顷刻泄完。2. 皮囊使用寿命短其影响因素有皮囊质量，使用的工作介质与皮囊材质的相容性； 或者有污物混入；选用的蓄能器公称容量不合适 （油口流速不能超过 7m/s）;油温太高或过低；作储能用时，往复频率是否超过 1次/ 10 秒，超过则寿命开始下降，若超过1次/ 3秒，则寿命急剧下降；安装 是否良好，配管设计是否合理等。另外，为了保证蓄能器在最小工作压力I时能可靠工作，并避免 皮囊在工作过程中常与蓄能器的菌型阀相碰撞，延长皮囊的使用寿命，pO般应在0.75 0.91的围选取；为避免在工作过程皮囊的收缩 和膨胀的幅度过大而影响使用寿命，要让 po25%p2即要求pl 33%p2ftntt

11、1密封锥面；2.弹簧；3.螺母；4.密封盖；5.硬橡胶 垫图6516蓄能器皮囊气阀简图3. 蓄能器不起作用产生原因主要是气阀漏气严重，皮囊根本无氮气，以及皮囊破损 进油。另外当pop2,即最大工则很可能是皮为了更好地发挥蓄能器对脉动压力的吸收作用，蓄能器与主管路分支点的连接管道要 短，通径要适当大些，并要安装在靠近脉动源的位置。否则，它消除 压力脉动的效果就差，有时甚至会加剧压力脉动。4. 吸收压力脉动的效果差为了更好地发挥蓄能器对脉动压力的吸收作用， 蓄能器与主管路 分支点的连接管道要短，通径要适当大些，并要安装在靠近脉动源的 位置。否则，它消除压力脉动的效果就差，有时甚至会加剧压力脉动。5

12、. 蓄能器释放出的流量稳定性差蓄能器充放液的瞬时流量是一个变量，特别是在大容量且 p= p2pl围又较大的系统中，若得较恒定的和较大的瞬时流量时， 可采用 下述措施：在蓄能器与执行元件之间加入流量控制； 用几个容量 较小的蓄能器并联，取代一个大容量蓄能器，并且几个容量较小的蓄 能器采用不同档充气压力；尽量减少工作压力围AP,也可以来用适 当增大蓄能器结构容积（公称容积）的方法；在一个工作循环中安排 好有足够的充液时间，减少充液期间系统其他部位的泄漏， 使在充液 时能器的压力能迅速和确保能升到p2,再释放能量。表6-1为国产NX L型皮囊式蓄能器的允许充放流量表。表6-1 NXQ L型蓄能器允许

13、充放流量表富龍器公称容积（1JrNXQ-10 5WCQ-LIO-NXQ-UO允许充放疽幵（L角j i.2I66.2 过滤器的使用与维修过滤器做为液压系统中的辅助元件，其在污染控制方面的作用是 极其重要的。从液压油的注入，系统的运行，油的污染控制等，都离 不开过滤器。6.2.1 过滤器的选择尽管各种过滤器的使用性能不同， 其过滤机理各有特性，但在选 择和设计过滤器的过程中应主要注重考虑过滤器的过滤材料相容性、 流量压差特性、过滤精度的选择、滤芯强度等主要设计要素参数。1过滤材料相容性过滤材料按所用纤维原料分有：100%的植物纤维，玻璃纤维， 石英纤维，人造纤维，合成纤维，金属纤维，化学纤维等组成

14、；按所 用原料烧结而成的有：不锈钢粉末烧结，铜、镍、钛、铁、蒙乃尔合 金、塑料颗粒、沙石、玻璃微珠烧结，等等。各类不同原材料制成的 过滤材料，对各类不同过滤介质的相容性有着本质的区别。滤芯过滤材料的相容性指过滤介质与工作液体的相容性。如由于 受工作液体的热影响，过滤材料是否出现软化和熔融，以及在酸影响， 碱影响和其他化学药剂影响下，过滤材料机能是否发生变质，如变脆、 发胀变软分解等。滤芯过滤材料与液体相容性的验证。国际标准(IS02943)中规定， 滤芯材料与某一指定液体相容要在高温下将滤芯浸泡在系统液体中， 以验证滤芯保持它的抗破裂性额定值的能力。具体做法如下：对滤芯进行结构完整性试验(IS

15、02942)，气泡点压力应达到生产 要求围。将滤芯浸在指定的系统用液体中至少 72小时，液体温度应比制造 厂推荐最高工作温度高15度随后进行抗破裂试验，然后按IS02942对 滤芯进行结构完整性试验，无看得见的结构损坏或功能降低迹象。2液压系统过滤器过滤精度的选择(1) 吸入过滤器为防止油泵从油箱吸油时将污染物吸入泵， 将过滤器设置在泵的 吸入管路上，能有效的滤除油箱的残留污染物及通过空气进人的污染 物，有保护泵的作用。吸油管路的滤油器过滤精度在n50%左右，其初始压差应不超过35 kPa，使用中最大压差不超过1535kPa。(2) 高压管路过滤器终端过滤器：其作用是在系统中保护对污染物特别敏

16、感的液压元 件，其特点是过滤精度高 纳污容量太，过滤树料强度好，结构设计 要增加强度性能管路过滤器：其作用是设在泵的出口管路上，有保护 污染物不进人系统，控制系统污染程度的作用。其特点是由于易受泵 的脉动和压力冲击，过滤材料的刚性以及滤芯结构设计强度要好。(3)回油过滤器设在系统的回油管路上，其作用是把系统产生或侵入的污染物在 返回油箱前捕集到。团此，它是控制系统污染浓度最有效的过滤器。 虽然是设置在低压管路上，但实际上由于液压马达或油缸在回油中的 流量波动，出现脉动或压力冲击，使滤油器常常处于不利的工作状态， 降低其过滤性能。所以回油过滤器在设计制造中不仅要考虑过滤材料 的过滤精度、强度，还

17、要考虑其结构的抗冲击性。(4)循环过滤器设置在油箱循环的回路上，其作用是把系统产生或侵人的污染物 在返回油箱前捕集到，是控制系统污染物最有效的过滤器. 其特点是 过滤精度高，纳污容量大，并且可以与除空气、除水、加热和冷却等 装置结台起来，实现对系统油液的调节和控制。它最大特点是不受主 油系统流量变化的影响，要求设计强度低，一般为 0.20.35 MPa但 纳污容量大，使用寿命要长。6.2.2 如何鉴别过滤器滤芯质量优劣1滤材滤材有金属网、金属毡、玻璃纤维、植物纤维、有机化学纤维等 多种。金属网由金属细丝编织而成，分方目和斜纹细目，它流通阻力小， 可在很高的温度围使用。主要用于系统的粗过滤，它属

18、于表面过滤， 可反复清洗使用。吸油滤芯一般选用 60300卩m的金属网滤材，润滑 系统有时使用25200卩m的金属网。现在也有520卩m的金属网滤材用 于特殊场合。金属毡是由金属纤维制成的毡，具有玻璃纤维的性能，属纵深过 滤。它具有迷宫式三维构造，疏松度高，流通阻力小。纳污能力强， 使用寿命长，能在很大的温度围使用。精度围是520卩m。由于它价格昂贵，只有在过滤特殊介质或是要求高温时才使用，可清洗（要用超声波清洗机清洗）、反复使用。玻璃纤维是现在最常见也是性能最好的滤材之一，它广泛应用在 液压系统当中，属于纵深过滤，精度围是 130卩m并受工作环境变 化影响较小，流通阻力小，纳污能力强。在超过

19、规定的压差围里仍有 很高的滤除细微颗粒的能力。化学耐受性好，但不适用于水乙二醇混 合液。有机化学纤维也是一种很不错的滤材，它的精度围是 330卩m 属纵深过滤，可耐受很高的压差，流通阻力小，纳污量大。化学耐受 力强，特别适用于乳化液和合成液压液。 耐撕扯，但精度随温度变化 略有变化。植物纤维是最早使用的纤维滤材，由于它孔径分布不均匀，不能 用绝对精度来表达，只用名义精度表达过滤精度，过滤效率较低，但 由于成本较低，温度使用围较玻璃纤维宽，所以广泛用于发动机润滑、 柴油、汽油的过滤和空气的过滤，一般名义精度围是10100卩纤 维的粗细影响滤材的精度与通油能力。纤维越细精度越高；孔隙越多， 压差A

20、p越小；纤维与纤维之间要靠树脂胶粘。胶粘均匀的滤材具有 高的抗破损能力，在压力、流量波动、温度、老化这些因素下不致使 纤维破损脱落，导致颗粒通过滤材，造成系统污染。纤维应使用惰性 纤维，无化学反应，不产生膨胀，不受贮存期的限制。现在世界上使 用最多的是复合纤维，它一般为3 5层，中间过滤层为短纤维，外保 护层为长纤维。2滤芯结构滤芯结构如图6-32所示。高性能的滤芯结构应当是：高强度、无 污染、无毛刺、无化学反应的骨架；外支承网应具有足够的强度、无污染、无毛刺、无化学反应；外衬纸应具有高通过能力、高的抗拉强 度，应使用长纤维、无脱落、无化学反应的材料；高性能滤材应由惰 性纤维和高强度树脂做成，

21、孔径要均匀，单位面积微孔数量要多，具 有合理且最适宜的厚度；先进的纵缝粘结，粘接处无泄漏，使用高强 度惰性的粘合剂使上下盖与滤材组件粘合牢固，无泄漏；合理选择密封形式，保证与滤体连接处不泄漏；外加固应使滤材组件紧靠骨架， 增强抗冲击能力。3生产工艺和设备生产环境、生产工艺、生产设备决定了能否生产出高质量滤芯的 基本条件。滤芯必须在无尘车间生产，一般要达到十万级，检测试验要在一 千级清洁试验室。滤芯的滤材一般都要做成波纹状，它一般由35层折叠而成，必 须采用强力滤材成形设备，这样才能使多层复合纤维紧紧靠在支承网 上，如果支承网与纤维滤材没有靠死， 就说明它制作工艺欠佳。值得 注意的是：如果滤芯是

22、由外向流则波纹折应紧靠骨架，如果滤芯是由向外流则波纹折应紧靠外骨架。上盖、外村紙滤材2滤材1内支撐网内骨架图6-32常见滤芯的结构图在滤芯的生产中纵缝搭接与上下盖粘接是非常重要的一个环节， 人们往往容易忽视，现在世界上比较先进的是用双组分胶均匀混合， 用细的输出管均匀加在纵缝连接处， 再通过加热软化，使胶渗透到接 口处的纤维部，继续加热使固化，便牢固地把接头接上；也有用铁皮 夹连接中缝的，但它不能用于高精度滤芯。现在国有的厂家就是采用 了专用粘接机，把双组分的胶按特定比例通过特制输出管经过几十万 次混合，使两种成份非常均匀地混合并无气泡。这是手工搅拌和普通 电机搅拌所无法达到的。关于滤芯的上下

23、盖、骨架、支承网的材料和表面处理一定要满足 现场系统介质的要求。材料有塑料、普通钢、不锈钢、铝等。表面处 理有发兰，镀锌、镀镍、镀铬等。究竟用何种材质和何种表面处理方 法，一定要事先做相容性试验。包装：一般优质滤芯都有外两层包装，是真空塑封，外是具有一 定强度的纸盒。真空塑封是为了保证在运输过程中和现场安装使用时 不致使外界污染物污染滤芯表面；而外面的硬纸盒是为了保护滤芯在 运输及贮存过程中不受压震、撞击等因素影响而使滤材破损。4检测标准现在滤芯都按ISO标准进行试验，有关的标准如下：ISO 2942结 构完整性试验；ISO 2943材料与介质的相溶性试验；ISO 2941抗破 裂试验；ISO

24、 3723额定轴向载荷试验；ISO 3768压降流量特性测定； ISO 3724流动疲劳特性试验；ISO 4572过滤性能的多次通过试验。5外表质量外表质量是指滤芯做成后给人的外观印象， 主要包括：上下盖加 工光洁度和表面处理是否美观；滤材波纹是否均匀，是否与上下盖垂 直；上下盖和滤材、滤材纵缝的粘胶是否适当、均匀、无气泡且美观； 真空塑封是否完好，产品型号是否印制清楚。6.2.5 影响液压滤芯寿命的因素过滤器的使用寿命是实际液压系统的一个重要问题，对于滤芯制造商来说，除了生产高质量的滤芯来保证使用寿命外， 针对滤芯使用 者的工况条件来设计滤芯参数亦是延长寿命的重要手段。对于滤芯使 用者来讲，

25、合理的确定系统目标清洁度，选择和布置相对应的过滤器 以实现此目标，不但可延长滤芯寿命，对于降低液压系统的故障发生 率也有作用。1液压油方面（1）液压系统目标清洁度等级目标清洁度等级是指液压系统运行所必须的基本清洁度，在目标清洁度下工作的液压系统能够尽量避免由于系统污染所造成的元件 磨损和延长系统寿命。采用油液净化到在液压系统的预期寿命间. 污染不构成系统中任 何元件失效来确定该目标。通过自动颗粒计数器检测液压油样中给定 尺寸的污染颗粒数。并确定其清洁度代号。关于液压油或润滑油的清 洁度确定见ISO4406标准目标清洁度确定后，始终保证液压系统在目标清洁度等级下工作 非常重要。采用多次通过过滤器

26、性能p试验（IS016889）确定过滤器（滤 芯）针对某个污染颗粒的过滤效率。结合系统清洁度代号和滤芯的过 滤效率就可选择相应的过滤精度的滤芯。液压用户可采用PODS便携式油液分析仪）监测液压油液的污染度，一旦出现油液达不到目标清 洁度等级，必须更换滤芯。清洁度等级定的太高，选择滤芯过滤精度 就高，而且更换滤芯的次数增加（相当于滤芯的寿命降低），造成使用 成本提高；清洁度等级定的太低，我们会选择过滤精度低的滤芯， 这 样更换滤芯的次数较少（相当于滤芯的寿命延长），但是使液压系统的 安全隐患增加。由此看来。液压系统目标清洁度等级间接地决定滤芯的寿命。（2）液压油的污染度实际液压系统中滤油器（滤芯

27、）失效的主要原因是污染入侵率高。 高污染侵入率的增加了滤芯的负担。缩短了滤芯使用寿命。液压油的 污染程度越大.滤芯的寿命越短（见表6-13）。表6-13 滤芯寿命试验数据（上游污染度恒定）一旦油液污染得不到有效控制，液压元件磨损产生的系统故障就增加。检查和维修系统又引起大量的污染物侵入液压系统。这是已形成了液压系统油液污染度失去控制的恶性循环局面（图6-33）。避免滤 芯由于液压油污染而减小滤芯的寿命关键在于严格限制将要进入液 压系统的环境污染的通路。来自周围环境的污染侵入液压系统， 特别 是行走设备（例如战车、长途机车）来说，由于用途、地区甚至天气条 件（即大风）的不同，液压系统运作环境不断

28、变化，有时相当苛刻。在 此环境下工作，良好的系统性污染控制，要求油箱设计成在运行期间 保持密封，而在维修期间需要拆下的任何孔盖很容易回装。应该尽量仔细保证敞开的油口保持盖住或堵住， 而元件的分解和重装要在经过 保护、防止过多空气粉尘和污染的场所中进行。图6-33 液压油被污染的恶性循环2滤芯性能方面（1）过滤精度过滤精度是指过滤材料（器）对不同尺寸颗粒污染物的滤除能力。 规定液压过滤器的国际标准是多次通过过滤器性能B试验（IS016889）。结果用被试过滤器上游大于所注尺寸的颗粒数对下游相 同尺寸颗粒数的比值，结果表达成B比（过滤比）。B比和相应的过滤 效率关系如下式：过滤效率=1/ （1-

29、（3） xlOO %一般认为B =75时的污染颗粒尺寸为滤芯的绝对过滤精度，过滤 精度高，滤芯的寿命较短（见表6-14）。精度高的滤芯.对于控制较宽 的污染颗粒尺寸和数量是有效的.但对于高效使用液压系统是不明智 的，必须根据目标清洁度来选择滤芯。表6-14 滤芯多次通过试验数据滤材绝对过淀梢度滤芯展开面积视在纳污容量试验寿命cmi6min金属纤维（进口）2527302222金属纤维（国产）15273013.813.8玻璃纤维（进口）20273025325.4玻璃纤维（Vickers）1027302727玻璃纤维（国产）1027301313（2）纳污量纳污量是指在试验过程中过滤材料的压力降达到规

30、定的数量值时，单位面积的过滤材料所能容纳的颗粒污染的重量。 滤芯孔经通道 易受颗粒污染物的淤积滞留，使其压差增大。当压差达到规定的最大 极限值时，使用寿命终止（见图6-34）。一般而言，过滤材料过滤精度 越高纳污量越低。而相对应于过滤精度低的过滤材料而言。小于其孔 道尺寸的颗粒污染物易于通过孔道不易被捕捉，孔道不易被污染物淤 积堵塞，所形成的污垢层也不是甚为紧密。 因此。所容纳污染物数量 要比高精度的过滤材料高。滤芯寿命终止的最直接的参数反映就是滤芯上下游的压差达到了旁通阀开启的压力，此时滤芯的纳污容量也达到了最大值。 如果在 设计和制造滤芯时考虑提高滤芯的纳污能力。 也就是提高了滤芯的寿 命

31、。6.3 冷却器的使用与维修冷却器实际上是一种热交换器，它通过物理上的传感传热、对流 传热等热交换方式，使流体 A与流体B发生热交换，流体A吸收流体B 的热量，温度由T1增至T2,流体B散发出热量，温度由T1降至T2,油 冷却器就建立在这一基本原理上。631油冷却器的使用1）为了提高传热效率，冷却介质（水或空气）应与被冷却油逆方 向流动，且水在管流动，油在管外流动（图6 42）。图642冷却介质与被冷却油逆方向流动2）为了得到良好的冷却效果，油冷却器应设置在液压系统的总 回油管或溢流阀的回油管路中。 特别是后者，发热量最大。为了防止 当冷却器阻塞时，保护冷却器，采用了图643所示的回路。背压阀

32、 2（顺序阀、溢流阀均可）在冷却器堵塞时打开，从系统来的回油及溢 流阀来的回油均可从背压阀流回油池，从而保护了冷却器。1油冷却器；2.背压阀；3.溢流阀；4.截止阀图643冷却回路3 ）注意冷却器的工作压力和工作温度不应超过制造厂的规定， 并应尽量避免长时间在冲击载荷下使用，以利于延长油冷却器的使用 寿命。4 ）采用旁路冷却，可以不受主油路冲击的影响.图6 44（a）与图6 44（b）。而图 所示为冷却器装在闭式回路的补油系统中， 这类冷却回路需单独的冷却泵抽油冷却（图6 45）。5 ）当回路中有冲击压力影响到冷却器时，一般要求冷却器能承受 更高的压力（峰值为常值的3 4倍），否则冷却器易损坏

33、。6 ）采用组合冷却的方式：当系统有冲击载荷时，由单独的冷却泵 工作，进行循环冷却；当系统无冲击载荷时，可停止冷却泵，实行主油路冷却，这样可延长油冷却器的使用寿命，提高冷却效果（图646）。W(b)图6-44旁路冷却4JJ图6-45 单独的冷却泵抽油冷却主回油油路d冷奎L电a水岡ixiixjy *主回油路 水图6-46 组合冷却的方式r StanVQ、令水.!規庸调节水阀zr釉蛊头图6-47油温的自动控制7 ）为了自动控制油温，可采用图647所示的油温自动调节回路。 如果将侧温头（温度控制仪表）和温度调节水阀（比例式电磁水阀）配 合使用，可自动调节进入油冷却器的水流量， 达到自动控制油温的作油

34、猶却41ftlEH图648进水管路设置截止阀8 ）进水管路上要设置截止阀，以便断水时冷却器不承受水源压力（图 648）。9 ）如果油冷却器的安装位置低于油箱油面（图6 49），为防止检 修冷却器时油箱油液因虹吸现象而外流，可在图中油路的 a处安设一 截止阀，检修时在未拆下油冷却器前先将截止阀关闭。图649油路设一截止阀10 ）冷却水一般可用自来水，但不得用海水或含有腐蚀成分的液体。11 ）寒冷季节在非工作时必须放掉冷却器的剩水剩油，避免冷却器冻裂。12 ）冷却器停止使用后（停一段时间），应先关闭进油阀和进水阀， 后关闭排油阀和排水阀，再拧下放油、放水的螺塞，排除积油、积水。13）根据水质情况，

35、一般每五个月至十个月进行一次部的检查和 清洗污垢。633 油冷却器故障的分析与排除1 .油冷却器被腐蚀产生腐蚀的主要原因是材料、 环境（水质、气体）以及电化学反应 三大要素。选用耐腐蚀性的材料，是防止腐蚀的重要措施，而目前列管式油 冷却器多用散热性好的铜管制作， 其离子化倾向较强，会因与不同种 金属接触产生接触性腐蚀（电位差不同），例如在定孔盘、动孔盘及冷 却铜管管口往往产生严重腐蚀的现象，解决办法，一是提高冷却水质， 二是选用铝合金钻合金制的冷却管。另外，冷却器的环境包含溶存的氧、冷却水的水质（pH值）、温度、 流速及异物等。水中溶存的氧越多，腐蚀反应越激烈；在酸性围，pH 值降低，腐蚀反应

36、越活泼，腐蚀越严重，在碱性围，对铝等两性金属, 随pH直的增加腐蚀的可能性增加；流速的增大，一方面增加了金属表 面的供氧量，另一方面流速过大，产生紊流涡流，会产生气蚀性腐蚀； 另外水中的砂石、微小贝类细菌附着在冷却管上，也往往产生局部侵 蚀。还有，氯离子的存在增加了使用液体的导电性， 使得电化学反应 引起的腐蚀增大。特别是氯离子吸附在不锈钢、铝合金上也会局部破 坏保护膜，引起孔蚀和应力腐蚀。一般温度增高腐蚀增加。为防止腐蚀，在冷却器选材和水质处理等方面应引起重视， 前者 往往难以改变，后者用户可想办法。安装在水冷式油冷却器中用来防 止电蚀作用的锌棒要及时检查和更换。2 .冷却性能下降原因主要是

37、堵塞及沉积物滞留在冷却管壁上，结成硬块与管垢，使散热换热功能降低。另外，冷却水量不足、冷却器水油腔积气也均 会造成散热冷却性能下降。解决办法是首先从设计上就应采用难以堵 塞和易于清洗的结构；在选用冷却器的冷却能力时，应尽量以实践为 依据，并留有较大的余地（增加10%25%容量）；不得已时采用机械 的方法（如刷子、压力、水、蒸气等撩洗与冲洗）或化学的方法（如用 Na3003容液及清洗剂等）进行清扫；增加进水量或用温度较低的水进 行冷却；拧下螺塞排气；清洗外表面积垢。3 .破损由于两流体的温度差，油冷却器材料受热膨胀的影响，产生热应 力，或流入油液压力太高；可能招致有关部件破损。另外，在寒冷地 区

38、或冬季，晚间停机时，管结冰膨胀将冷却水管炸裂。所以要尽量选 用难受热膨胀影响的材料，并采用浮动头之类的变形补偿结构；在寒 冷季节每晚都要放干冷却器中的水。4 .漏油、漏水出现流出的油发白，排出的水有油花的现象。漏水、漏油多发生 在油冷却器的端盖与简体结合面，或因焊接不良、冷却水管破裂等处。 此时可根据情况，采取更换密封，补焊等措施予以解决。更换密封时， 要洗净结合面，涂敷一层“ 303”或其他粘结剂。5 .过冷却一些冷却回路溢流阀的溢流量是随系统的负载流量变化而变化 的，因而发热量也将发生变化，有时产生过冷却，造成浪费。为保证 系统有合适的油温，可采用可自动调节冷却水量的温控系统。 若低于 正

39、常油温，停止冷却器的工作，或者甚至可接通加热器。6冷却水质不好（硬水），冷却铜管结垢，造成冷却效率降低。此时可清洗油冷却器，方法如下：用软管引洁净水高速冲洗回 水盖、后盖壁和冷却管表面，同时用清洗通条进行洗刷，最后用压缩 空气吹干；用三氯乙烯溶液进行冲洗，使清洁液在冷却器循环流动， 清洗压力为0.5MPa左右，清洗时间视溶液情况而定。最后将清水引入 管，直至流出清水为止，用四氯化碳的溶液灌入冷却器，经1520min 后视溶液颜色而定，若混浊不清，则更换新溶液重新浸泡，直至流出 溶液与洁净液差不多为止，然后用清水冲洗干净，此操作要在通风环 境中进行，以免中毒。清洗后进行水压试验，合格方可使用。6

40、.4 密封件的使用与维护密封件是机械产品的基础元件，几乎每个产品都要用到它，利用 密封件防止液体泄漏、防止空气和污染物进入系统和元件部造成油液 污染、提高产品效率与性能。6.4.1 密封件的设计与选用在液压设计时，虽然设计者对密封件的选型有较大的自主权，但 市面上各种品牌及材料，密封件断面形状等已超过 200种，如果没有 正确的选用原则作指导，很多设计者还会被这种自主权弄得无所适 从，出现泄漏后无法找到原因，使生产的设备不能达到预期的质量要 求。1密封件设计选用的相关因素密封材料要与所选用的工作液体有很好的“相容性”；此外还要 求弹性好，永久变形小；有适当的机械强度，耐热耐磨性很好，摩擦 因数

41、小；与金属接触不互相粘着和腐蚀，容易制造，成本低。选用密封件时，应防止以下几种情况的出现。(1) 挤出。当密封件承受过大压力时被挤出到金属间隙，损坏密 封件产生泄漏。这种情况涉及到密封件本身的硬度及金属间隙是否过 大。如果在设计选型、加工或安装上处理不当，都会出现这种情况。(2) 磨损。密封件的磨损涉及到配合零件的表面粗糙度、运动速 度及工作介质，不同的密封材料适应不同的运动速度。(3) 硬化(老化)。密封件的一个泄漏原因是因为本身材料在高温 的作用下产生硬化。当硬度过高时，密封件不能填充它与配合零件之 间的间隙，产生泄漏。(4) 腐蚀。这种情况的表现是密封件软化甚至溶解。原因是工作 介质与密

42、封件发生了化学反应。3维修中正确选用密封件的方法维修时选用密封件应从以下几方面入手：首先判明密封件所在位置的运动方向，是往复运动，旋转运动， 还是螺旋或固定；判明活动点是在径的活塞杆密封还是在外径的活塞 密封；从原机械说明书查明或根据实际情况评估工作温度，从而决定所需密封件材料；从原机械说明书查明或通过观察原密封件的软硬度和结构推断机械的工作压力等级；确定密封件的形状尺寸，多数用户 都会按使用过的旧样品选购，但密封件在使用过一些时间以后会受温 度、压力及磨损等因素的影响而改变原来的尺寸，因此按样选择尺寸作为一个参考依据，最好的办法是度量密封件所在位置的金属沟槽尺 寸，准确性会大大提咼。643

43、大型液压缸Yx密封件的装配1液压缸密封件安装液压缸端盖与活塞杆间常采用夹织橡胶圈的 YX型密封件。在装配Yx型密封圈时，一定要使唇口对着有压力的油腔才能起密 圭寸作用。更换端盖与活塞杆密圭寸圈时，如果液压缸活塞杆直径为100mm端盖径120mm选择Yx轴用密圭寸件径为100mm外径等于120mm 易于装配，但不易密封，应选择外径大于 120mr夹织橡胶圈Yx轴用密 封圈，以保证密封性好。这给装配带来了一定难度，密封圈难以推入 密封槽部位。而且液压缸端盖与活塞杆之间有相对运动， 其密封装置 属于滑动密封，滑动密封件装配不当直接影响液压缸的质量和工作性 能。2密封件装配注意事项运动密封处要有良好的

44、密封性，摩擦力要小，密封件与液压油间 要有良好的相容性；密封件经过的零件尖角应去毛刺、 倒角；装配密 封件时，密封件经过的螺纹需防护，以防止损伤密封件的唇边；不允 许用带有尖角的工具装配密封圈； 更换新密封圈时，应清除干净密封 槽的锈迹、赃物、碎片。装配前，缸筒、活塞杆和密封件应抹润滑油 或润滑脂，注意选用润滑脂时，润滑脂中不能含有固体添加剂（如MoS、ZnS等）。644 密封材料与工作介质密封材料与工作介质之间存在着相互适应的问题。1密封材料及其特性(1) 丁腈橡胶：它是用得最为广泛的密封件材料，具有优良的耐油性能。其含有丙稀腈而具有极性，对非极性和弱极性油类、溶剂具 有优异的抗耐性。丙稀腈

45、含量越高，耐油性越好，但耐寒性降低。丁 腈橡胶可在100C工作环境下长期工作，短时工作温度允许到120C。 它不耐酮、酯和氯化烃等介质，在含有极压添加剂的油中.当温度超 过110C时，即发生显著的硬化、变脆。同时.硫、氯、磷化合物会 引起橡胶解聚，造成损坏。因此，丁腈橡胶不能在磷酸酯系液压油中 以及含极压添加剂的齿轮油中使用。(2) 硅橡胶：它具有卓越的耐高、低温性能，在所有橡胶材料中 具有最宽广的工作温度围；优异的耐臭氧、氧、光和耐候老化性能。 一般的硅橡胶对于低浓度的酸、 碱有一定的抗耐性，对乙醇、丙酮等 介质也有很好的抗耐性：特殊的氟硅橡胶具有优良的耐油、耐溶剂性。(3) 氟橡胶：其耐热

46、性能可与硅橡胶媲美，可在250 C下长期工作， 短时可耐300C高温。极优越的耐腐蚀性能是氟橡胶特点之一，它对 燃料油、液压油(液)、有机溶剂、浓酸、强氧化剂等作用具有稳定性 且优于其他各种橡胶。但其品种不同亦有差异，如在燃料油、液压油 以及双酯类、硅酸酯类润滑油和沸水等介质环境中23型氟橡胶性能比 26型氟橡胶为差。配方中配合剂也对性能有影响.如用过氧化物硫化 体系比氨类、酚类硫化体系制品具有更好的耐热水性能。(4) 三元乙丙橡胶：它具有优良的耐老化性、耐臭氧性、耐候、 耐热性，有突出的耐蒸汽性能，能耐醇、酸、强碱和氧化剂等化学品.但 不耐脂肪族、芳香族类溶剂，因此，不适宜一般矿物油系润滑油

47、及液 压油。其制品可以在120C环境长期使用，最高使用温度150 C,最低极限温度一 50 C(5) 聚四氟乙烯：聚四氟乙烯具有很高的化学稳定性和良好的自 润滑特性。它与弹性体的组合(如：斯特封、格来圈)或嵌入弹簧钢片 (如泛塞密封)充分发挥了其良好的耐磨性和广泛的耐溶剂、耐腐蚀性。同时由弹性体或弹簧钢片给予其预紧力，提供了初始密封力。对于泛塞密封，当系统压力升高时，主要密封力由系统压力形成. 从而 保证由零压到高压都具有可靠的密封性能。由此，可适用于一般的液压系统，也可用于恶劣工况以及某些特殊介质环境。(6) 聚氨酯橡胶：它具有优异的耐磨性和良好的不透气性，耐油、耐氧及臭氧老化。南其制成的往

48、复动密封产品常用于石油基液压油、难燃液压液的中高压液压缸等。其最大的弱点就是水解性，不耐水、 蒸气、酸碱及酮类。(7) 丙稀酸酯橡胶：它的耐热氧老化性能和耐油性能优异。最高使用温度可达180C，断续或短时使用可达200C左右，在150C热空 气中数年性能无明显变化：常温下耐油性能与丁腈橡胶接近，但在热 油中优于丁腈橡胶许多。在低于150C的油中，具有近似氟橡胶的耐 油性能。在更高温度的油中，仅次于氟橡胶。对含极压添加剂的油十 分稳定，使用温度可达150 C，间断使用时使用温度可更高些。此外， 丙稀酸酯橡胶耐动植物、合成润滑油和硅酸酯类液压油.而耐寒、耐 水、耐溶剂性能差。表6-18是密封件常用

49、橡胶材料性能特点。表6-19是几种耐油橡胶 耐热、耐油性能比较。材料名称使用iKfS/t特点应用天然樓胶NR50-120弹性和低温件鷄好”佰高蛊性能差+耐油杵苇，在 空汽中容易老化用于水、醇类介质.不宜庙燃料油 僮用T 睛腔中丙稀NBR-3(M20耐油、耐磨、时老化性好但不适用于磷醴陆系液 压油及含扱压憑加剂的埠轮抽应用广吃*适用于耐油性蟄求高的 场合術丙稀JW（丁脂-40-30-120耐燃料汕肯仙肚矿轅油性陡悄好，丙稀睛含呈髙 剧耐油性能好，但耐塞性鞍差乙丙棣胶EPDM-50150耐菸、耐咚、耐老化，耐臭氧性战破件、耐厳性 好.但不耐一般矿物油系袖常油盘港压油可用于过無蘇气担不可用于矿物 油

50、.襪鳳和幣水申MPQ-70-260耐鶴、耐曝性能楓佳*但扰械强度差。衣汽油、苯中 博胀丸，在高压水蒸气屮发电营解可用丁高、傩温下离連旋转的场合MPF-2CK250时油、耐热JH議.買性能扱佳，几乎田所有润帯 油、燃科油，耐貞空杵射.狙耐寒性黑耐压哺水久变 用性不如用于耐髙温、耐痔烛的场合，但对 审、酯类溶刑不适用CR-44MJ0耐急代件、耐鱼氧卄、耐黑杵比较好，耐燃株庄適 用檬胶屮为韻好口耐油tt献于丁購橡胶耐議.律、 馬剂也较好用F品懺件介质歴賊、鐵谱拥，不 能用于芳香姫用魚址烧袖介质FU-2M0优异的耐膳性和良好的不透吒性.耐油、用氧尺真 机若化3弱点足木琳tt,不耐水、離光鞍嚴及醐类用于

51、石油基威压油、堆燃楝庇櫃的 中、高压痕压蜀ACM-10-170耐熾瓠老化件能轴耐油杵能优舁，对含极乐廉加 湘的油十分檎宦# IH寒、耐水、耐韶拥性能差常僵下JH油性能与丁席锲胶接近， 在祐油巾优于丁躺掃胶填充案四凱乙烯- PTFE-260-260耐曆性械佳.耐蕊，耐導、刖曙稱、耐曙遠性能好. 貝有瞬低的选气性，恒弹性概差，畴胜垂救尢用于高温壶低陶条件下的隈、緘、 盐、曙剂等强彌蚀介盛2密封材质与液压油（液）的相容性液压油的颗粒污染来源之一是密封件材料与液压油不相适应而产生的“碎屑”或“磨 屑”。密封件因“溶胀”被损坏产生的“碎屑”或被“抽提”出的未被结合的无机物和填充 补强材料不仅导致密封件损

52、坏、失效，同时污染油品并使其变质、失效。表6-19几种耐油橡胶耐热、耐油性能品种ASTMNb!ASTMN13睛时件可使用iM度尺:丁騎梅胶随中良mo优优a-40-200中-中-6O2OT丙稱議斷眾腔优优：优-lft-170液压系统中广泛使用叶片泵，在其工作压力大于6.9MPa时，磨损问题变得突出，因而在液压油中使用了抗磨剂。为了适应在高温热源和明火附近的液压系统，使用抗燃的磷酸酯、水一乙二醇液压液、水包油和油包水乳化液等。根据实际需要，还有抗氧、防锈等各型（无灰型）抗磨液压油复合剂，是用烃类硫化物、磷酸酯、亚磷酸酯等，还有同时含硫、磷和氮三种元素的S-P-N极压抗磨剂。在极压工业齿轮油中，也以

53、P-S型极压剂为主。表6-20列出了各种液压油（液）与常用密封材料的相容性。密封件产生“溶胀”或“抽提”的原因是液压油中添加剂所含有的各种化学元素及其浓度，依据“相似相溶”的原理.对不同的密封材质产生不同的影响，也即是密封材料的耐介质性能。例如：Shell Omala 320 齿轮油和Shell Omala 460 齿轮油中显示极性的磷 （P）元素浓度在300ppm左右，所以丁腈橡胶因含有丙稀腈基团而具有极性，具有优良的耐油性能，去卩不适宜该类型油品的介质条件。表6-20 各种液压油（液）与常用密封材料的相容性水乙二寿乳化粧丁獪腔适应不适应适应p通应适应适应适庖适应适应适应不适应适应不适应黃然胶不适应适应不适应不适应1 丁腔适应不迢应适应适应诫应适应尼龙适应适应适应适应巌叔乙怫燃料昭应不遇应适应丙料不话应适应适宜适血适*5斥嶽環料适宜不込应38应