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液压缸低速爬行现象分析解决

作为液压系统中重要的执行元件,液压缸性能的好坏直接影响液压系统的稳定性,尤其是性能要求高的主机,液压缸的低速稳定性对液压系统至关重要。稳定运行的液压缸是整个设备运行的关键。本文针对液压缸低速爬行的现象、产生原因及解决方法作出分析。

一、液压缸低速爬行的现象

液压缸的活塞杆在油压的作用下伸出或缩回时,经常出现速度不均匀现象,并有时伴有振动和异响,从而引起整个液压系统的振动,并带动主机其它部件振动,在主机调试过程中经常出现,有时速度快了,这种现象会减轻。除因液压系统管路引起这种现象以外,液压缸自身产生的振动也经常引发此类现象。

二、原因分析

液压缸低速爬行的主要原因可从以下方面分析:

1、液压缸有杆腔和无杆腔存有气体而产生的低速爬行,由于气体混在液压油中,在压力的作用下,体积变化,在高压作用下甚至发生气体瞬间爆炸,从而引起液压缸的速度不稳定。

 2、液压缸设计间隙不当产生的低速爬行,液压缸内部活塞和缸体、活塞杆和导向套之间的滑动配合间隙太大,引起滑动面的受压不均匀,造成摩擦力不均匀,引起液压缸低速爬行;滑动配合间隙若太小,加上零部件制造存在公差,也会引起滑动面的受压不均匀,造成摩擦力不均匀,引起液压缸低速爬行。

3、液压缸内导向元件摩擦力不均匀产生的低速爬行。

4、密封件材质问题引起的液压缸低速爬行,液压缸常用的密封材料有丁晴橡胶、聚胺酯橡胶、聚四氟乙烯等,由于材质硬度、强度、跟随性问题,直接影响其和滑动表面的摩擦力,另外对于唇口密封,油压的波动造成密封区与接触面的接触压力产生变化,从而引起液压缸速度的变化。

5、零部件加工精度的影响,液压缸缸体内壁和活塞杆表面加工精度的高低,对液压缸的低速稳定性影响很大。

三、解决办法

1、液压缸有杆腔和无杆腔存有气体而产生的低速爬行,可通过反复运行液压缸达到排气的目的,必要时在管路或液压缸的两腔设置排气装置,在液压系统工作时进行排气。

2、液压缸设计间隙不当产生的低速爬行,可正确设计液压缸内部活塞和缸体、活塞杆和导向套之间的滑动配合间隙,理论上的配合间隙为H9/N或H9/f8,也有H8/f8的;根据本作者的经验,液压缸的缸径和杆径由小到大,如都按此来设计配合间隙,对于较大缸径(≥?200mm)和杆径(≥?140mm)的配合间隙就显得间隙过大,实际应过程中,这类液压缸低速爬行现象较小缸径的液压缸出现的多,国外此类液压缸滑动面的配合间隙一般设计为0.05mm∽0.15mm,从实际比较的结果来看,液压缸的低速爬行问题明显改善。因此对大缸径的液压缸建议选用这种方法。

3、液压缸内导向元件摩擦力不均匀产生的低速爬行,建议优先采用金属作为导向支撑,如QT500-7、ZQAL9-4等,如采用非金属支撑环,建议选用在油液中尺寸稳定性好的非金属支撑环,特别是热膨胀系数应小,另外对支撑环的厚度,严格控制尺寸公差和厚度的均匀性。

4、对于密封件材质问题引起的液压缸低速爬行,建议在工况允许的条件下,优先采用以聚四氟乙烯作为密封的组合密封圈,如常用的格莱圈、斯特封等等;如选唇口密封,建议材料优选丁晴橡胶或类似材料的密封件,其跟随性较好。

5、零部件加工精度的影响问题,在液压缸的制造过程中应严格控制缸体内壁和活塞杆表面加工精度,特别是几何精度,尤其直线度是关键,在国内加工工艺中,活塞杆表面的加工基本上是车后磨削,保证直线度问题不大,但对于缸体内壁的加工,其加工方法很多,有镗削-滚压、镗削-珩磨、直接珩磨等,但由于国内材料的基础水平较国外有差距,管材坯料直线度差,壁厚不均匀、硬度不均匀等因素,往往直接影响缸体内壁加工后的直线度,因此建议采用镗削-滚压、镗削-珩磨工艺,如直接珩磨,则先提高管材坯料的直线度。


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