關(guān)于液壓缸內泄漏的原因分析及理論研究

　　液壓缸是液壓系統的重要組成部分，是其主要的執行元件之一，因其結構簡(jiǎn)單，工作可靠，在現代化大型機械系統中得到了非常廣泛的應用。而對于液壓缸來(lái)說(shuō)，其質(zhì)量的好壞又直接影響著(zhù)整機的工作效率，同時(shí)內泄漏又是其最突出的質(zhì)量問(wèn)題，至今仍沒(méi)有得到很好的解決，因此該文將針對液壓缸內泄漏問(wèn)題，從泄漏原因、理論計算兩方面再結合間隙式活塞密封結構，進(jìn)行分析與研究，并提出相應的措施。真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為其思路和方法可以為分析其他類(lèi)密封結構的液壓缸提供一定的借鑒，同時(shí)也可以為液壓缸的間隙設計和實(shí)際使用提供一定的參考依據。

　　引言

　　隨著(zhù)國內液壓行業(yè)的快速發(fā)展，作為液壓系統中實(shí)現直線(xiàn)往復運動(dòng)的液壓缸也取得了良好的發(fā)展態(tài)勢，并占穩了一定的市場(chǎng)。與此同時(shí)各主要應用機械對液壓缸的性能要求也變得越來(lái)越嚴格，因為其性能的優(yōu)劣直接影響到整機的使用情況，關(guān)系到整機的工作可靠性及其市場(chǎng)競爭力。為此，各液壓元件生產(chǎn)廠(chǎng)家對液壓缸質(zhì)量問(wèn)題的研究也投入了越來(lái)越多的人力和財力，但作為液壓缸主要難題之一的內泄漏問(wèn)題，至今仍是沒(méi)有得到十分有效的解決。

　　同時(shí)，整個(gè)行業(yè)對此方面的探索，也是層出不窮，針對此種情況，本文將在此對其產(chǎn)生原因及理論研究進(jìn)行一定程度的剖析。

1、內泄漏的危害及產(chǎn)生原因

　　作為液壓系統的執行元件，嚴格控制內泄漏量對液壓缸使用極其重要，因為一旦在工作過(guò)程中，液壓缸產(chǎn)生內泄漏情況：如果在伸縮運動(dòng)過(guò)程中，輕則會(huì )影響其工作效率，重則直接導致整機無(wú)法正常工作；而如果是在保壓過(guò)程時(shí)，輕則會(huì )導致活塞桿緩慢回縮，嚴重時(shí)會(huì )造成如吊重急落、主機傾翻等重大事故。因此有必要對其進(jìn)行深入的研究，而影響液壓缸內泄漏的因素是多方面的，如由于磨損、變形等造成的密封間隙的改變，密封件的磨損老化，氣體、水及顆粒狀雜質(zhì)對液壓油的污染，液壓缸工作溫度和密封兩端壓力差的極化，結構設計的合程度以及零部件的加工裝配精度等等。

2、理論分析

　　在此，以間隙式密封結構的液壓缸為例。其活塞與缸筒配合結構如圖1所示。

圖1 間隙式活塞密封結構

　　2.1、內泄漏的計算方法

　　根據流體在環(huán)形縫隙中流量的計算公式，可有：間隙式密封結構液壓缸的內泄漏量：

　　由(1)式分析，易知，對于基本參數已定的液壓缸來(lái)說(shuō)，影響其內泄量的主要因素有間隙δ 、液壓油動(dòng)力粘度μ 、壓差Δp 以及相對速度u0 ，其中尤以間隙δ 影響最大。

　　而對于這些變量，本文將從彈性變形、工作溫度、混入氣體以及液壓沖擊等方面進(jìn)行分析。

3、改善措施

　　通過(guò)以上對液壓缸內泄漏原因及其理論的分析，可以找到泄漏量與各主要影響因素之間的大致關(guān)系，從而提出如下幾方面的改善措施：

　　(1)液壓缸在設計初期，應考慮油壓造成的缸筒變形，可以適當的減小密封設計間隙或者加大缸筒壁厚；

　　(2)缸筒材料的選擇，在考慮生產(chǎn)能力及經(jīng)濟成本的前提下，盡量提高材料的彈性模量；

　　(3)選擇液壓油時(shí)，不僅要考慮液壓缸工作時(shí)的溫度范圍，并且增加排氣孔等裝置，嚴格控制液壓油的含氣量及水分；

　　(4)盡可能增加改善緩沖裝置，減緩速度變化強度，尤其是對動(dòng)作頻繁的液壓缸，以此減小其沖擊造成的壓力增大；

　　(5)根據速度方向與壓差方向的關(guān)系，在主機上使用時(shí)適當地調整活塞伸出與縮回的速度大小。

4、結束語(yǔ)

　　本文通過(guò)間隙式密封結構和環(huán)形縫隙流量公式的結合，從彈性變形、溫度、含氣量、液壓沖擊等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，從而得出一些初步的改善對策，可以為以后進(jìn)一步的研究，打下一定的基礎。同時(shí)也可為液壓缸的密封結構設計，主機上的合理應用提供些許依據。