液压缸低速爬行五大原因及相应解决方法

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。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,液压缸常用的导向材料有QT500.7、ZQAL9-4、非金属支撑环等,特别是非金属支撑环尺寸不均匀,一些非金属支撑环随油温变化尺寸增大或减小,即在油液中尺寸稳定性差直接造成配合间隙的变化,很容易造成液压缸的速度不稳定。

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。特别是几何精度影响更大,其中直线度是关键,在加工过程中直线度的保证最难做到,对行程较长的液压缸来说,液压缸缸体内壁和活塞杆表面的直线度是影响液压缸低速稳定性的主要因素。

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,必须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,则必须首先提高管材坯料的直线度。

除以上几种方法外,在允许的情况下,液压缸的缸体壁厚安全系数尽量选大一些,使缸体厚壁增加,特别是高压工况下使用的油缸,以减小油压下的缸体变形,变形后的缸体也会引起液压缸低速爬行。


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80349000:2017-11-23 17:24:40