工藝支招:液壓缸低速爬行五大原因及相應解決方法

tags:    時間:2014-03-12 02:11:54
工藝支招:液壓缸低速爬行五大原因及相應解決方法簡介
     作為液壓系統中重要的執行元件,液壓缸性能的好壞直接影響液壓系統的穩定性,尤其是性能要求高的主機,液壓缸的低速穩定性對液壓系統至關重要。本文針對液……
工藝支招:液壓缸低速爬行五大原因及相應解決方法正文
    

作為液壓系統中重要的執行元件,液壓缸性能的好壞直接影響液壓系統的穩定性,尤其是性能要求高的主機,液壓缸的低速穩定性對液壓系統至關重要。本文針對液壓缸低速爬行的現象、產生原因及解決方法作出分析。

一、液壓缸低速爬行的現象

液壓缸的活塞桿在油壓的作用下伸出或縮回時,經常出現速度不均勻現象,並有時伴有振動和異響,從而引起整個液壓系統的振動,並帶動主機其它部件振動,在主機調試過程中經常出現,有時速度快了,這種現象會減輕。除因液壓系統管路引起這種現象以外,液壓缸自身產生的振動也經常引發此類現象。

二、原因分析

液壓缸低速爬行的主要原因可從以下方面分析:

1、液壓缸有桿腔和無桿腔存有氣體而產生的低速爬行,由於氣體混在液壓油中,在壓力的作用下,體積變化,在高壓作用下甚至發生氣體瞬間爆炸,從而引起液壓缸的速度不穩定。

2、液壓缸設計間隙不當產生的低速爬行,液壓缸內部活塞和缸體、活塞桿和導向套之間的滑動配合間隙太大,引起滑動面的受壓不均勻,造成摩擦力不均勻,引起液壓缸低速爬行;滑動配合間隙若太小,加上零部件製造存在公差,也會引起滑動面的受壓不均勻,造成摩擦力不均勻,引起液壓缸低速爬行。

3、液壓缸內導向元件摩擦力不均勻產生的低速爬行,液壓缸常用的導向材料有QT500.7、ZQAL9-4、非金屬支撐環等,特別是非金屬支撐環尺寸不均勻,一些非金屬支撐環隨油溫變化尺寸增大或減小,即在油液中尺寸穩定性差直接造成配合間隙的變化,很容易造成液壓缸的速度不穩定。

4、密封件材質問題引起的液壓缸低速爬行,液壓缸常用的密封材料有丁晴橡膠、聚胺酯橡膠、聚四氟乙烯等,由於材質硬度、強度、跟隨性問題,直接影響其和滑動表面的摩擦力,另外對於唇口密封,油壓的波動造成密封區與接觸面的接觸壓力產生變化,從而引起液壓缸速度的變化。

5、零部件加工精度的影響,液壓缸缸體內壁和活塞桿表面加工精度的高低,對液壓缸的低速穩定性影響很大。特別是幾何精度影響更大,其中直線度是關鍵,在加工過程中直線度的保證最難做到,對行程較長的液壓缸來說,液壓缸缸體內壁和活塞桿表面的直線度是影響液壓缸低速穩定性的主要因素。

三、解決辦法

1、液壓缸有桿腔和無桿腔存有氣體而產生的低速爬行,可通過反覆運行液壓缸達到排氣的目的,必要時在管路或液壓缸的兩腔設置排氣裝置,在液壓系統工作時進行排氣。

2、液壓缸設計間隙不當產生的低速爬行,可正確設計液壓缸內部活塞和缸體、活塞桿和導向套之間的滑動配合間隙,理論上的配合間隙為H9/N或H9/f8,也有H8/f8的;根據本作者的經驗,液壓缸的缸徑和桿徑由小到大,如都按此來設計配合間隙,對於較大缸徑(≥?200mm)和桿徑(≥?140mm)的配合間隙就顯得間隙過大,實際應過程中,這類液壓缸低速爬行現象較小缸徑的液壓缸出現的多,國外此類液壓缸滑動面的配合間隙一般設計為0.05mm∽0.15mm,從實際比較的結果來看,液壓缸的低速爬行問題明顯改善。因此對大缸徑的液壓缸建議選用這種方法。

3、液壓缸內導向元件摩擦力不均勻產生的低速爬行,建議優先採用金屬作為導向支撐,如QT500-7、ZQAL9-4等,如採用非金屬支撐環,建議選用在油液中尺寸穩定性好的非金屬支撐環,特別是熱膨脹係數應小,另外對支撐環的厚度,必須嚴格控制尺寸公差和厚度的均勻性。

4、對於密封件材質問題引起的液壓缸低速爬行,建議在工況允許的條件下,優先採用以聚四氟乙烯作為密封的組合密封圈,如常用的格萊圈、斯特封等等;如選唇口密封,建議材料優選丁晴橡膠或類似材料的密封件,其跟隨性較好。

5、零部件加工精度的影響問題,在液壓缸的製造過程中應嚴格控制缸體內壁和活塞桿表面加工精度,特別是幾何精度,尤其直線度是關鍵,在國內加工工藝中,活塞桿表面的加工基本上是車后磨削,保證直線度問題不大,但對於缸體內壁的加工,其加工方法很多,有鏜削-滾壓、鏜削-珩磨、直接珩磨等,但由於國內材料的基礎水平較國外有差距,管材坯料直線度差,壁厚不均勻、硬度不均勻等因素,往往直接影響缸體內壁加工后的直線度,因此建議採用鏜削-滾壓、鏜削-珩磨工藝,如直接珩磨,則必須首先提高管材坯料的直線度。

除以上幾種方法外,在允許的情況下,液壓缸的缸體壁厚安全係數盡量選大一些,使缸體厚壁增加,特別是高壓工況下使用的油缸,以減小油壓下的缸體變形,變形后的缸體也會引起液壓缸低速爬行。

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