Gründe und Lösungen für Leckagen im Hydrauliksystem bei der Wartung von Hydraulikpumpen

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Bei der Wartung der Hydraulikpumpe müssen wir uns darüber im Klaren sein, dass Leckagen im Hydrauliksystem die Qualität des Produkts beeinträchtigen, was ein Aspekt ist, der berücksichtigt werden muss. Beispielsweise führt eine schwere Leckage in einem Hydraulikzylinder nicht nur zu einer Verschmutzung der Umgebung des Geräts, sondern führt auch dazu, dass der Druck in der Arbeitskammer des Hydraulikzylinders abnimmt, sodass der Hydraulikzylinder nicht mehr normal arbeiten kann. Die Einführung fortschrittlicherer Methoden zur wirksamen Vermeidung von Leckagen und zur Erreichung einer „Null-Leckage“ im Hydrauliksystem ist ein Ziel, das die Hydraulikindustrie seit vielen Jahren verfolgt. Darüber hinaus kann uns eine genaue Analyse der ursprünglichen Ursache von Leckagen im Hydrauliksystem dabei helfen, Leckagefehler im Hydrauliksystem rechtzeitig zu beheben. Als Studierende der Fachrichtung Mechanik haben wir durch die Vorlesung „Hydraulische und Pneumatikübertragung“ gelernt * und konsultieren relevante Informationen, kombiniert mit ihrer eigenen beruflichen Praxis * , Ingenieurausbildung und was wir im täglichen Leben sehen und denken, analysieren wir die Leckageformen und -ursachen der hydraulischen Übertragung im Hinblick auf häufige Leckagefehler und schlagen Maßnahmen zur Leckagekontrolle vor. Im Vergleich zur mechanischen Übertragung handelt es sich bei der hydraulischen Übertragung um eine neue Technologie, die auf dem von Pascal 1654 vorgeschlagenen hydrostatischen Übertragungsprinzip basiert. Dabei handelt es sich um eine Übertragungsform, bei der Flüssigkeit als Arbeitsmedium verwendet und Energie über ein Energieumwandlungsgerät übertragen wird. Die hydraulische Übertragung hat folgende Vorteile: ① Das Arbeitsmedium kann per Rohrleitung an jede beliebige Stelle transportiert werden; ② Die Anordnung des Aktuators ist nicht durch die Ausrichtung eingeschränkt, und der Übertragungsmechanismus kann mithilfe der Verbindung von Ölleitungen bequem und flexibel angeordnet werden. ③ Ein hydraulisches Getriebe kann die Drehbewegung der Antriebsmaschine in eine lineare Bewegung umwandeln. ④ Eine stufenlose Geschwindigkeitsregulierung lässt sich problemlos realisieren; ⑤Laststeuerung, Geschwindigkeitssteuerung und Richtungssteuerung sind einfach zu realisieren, und es ist auch einfach, eine zentrale Steuerung, Fernbedienung und automatische Steuerung durchzuführen; ⑥Hydraulisches Getriebe ist stabil und vibrationsfrei; ⑦Gute Schmierbedingungen können die Zuverlässigkeit und Lebensdauer hydraulischer Komponenten verbessern; ⑧Hydraulische Komponenten fördern die Standardisierung, Serialisierung und Verallgemeinerung. Daher ist die hydraulische Kraftübertragung in verschiedenen Bereichen der Volkswirtschaft weit verbreitet. Allerdings hat die hydraulische Übertragung auch einige Nachteile: ①Es gibt Widerstandsverluste durch Flüssigkeitsströmung, Ölleckage und mechanische Reibung, sodass der Wirkungsgrad gering ist. ② Die Anforderungen an die Regelung der Arbeitstemperatur sind hoch; ③ Aufgrund der Leckage und Kompressibilität des Arbeitsmediums ist die Steifigkeit des Hydrauliksystems schlecht, sodass das Hydrauliksystem kein striktes Übersetzungsverhältnis garantieren kann; ④ Die Anforderungen an die Verwendung und Wartung des Arbeitsmediums sind sehr streng. ⑤ Die Kosten für hydraulische Komponenten sind hoch; ⑥ Die Fehlerbeurteilung und -behandlung des Hydrauliksystems ist schwierig und erfordert ein hohes technisches Niveau und Fachwissen des Personals. Unter ihnen war das Austreten von Arbeitsflüssigkeit schon immer ein unvermeidliches Problem, und seine Lösung ist auch einer der Forschungsschwerpunkte in allen Lebensbereichen. Leckageformen Leckagen können je nach Strömungsrichtung in interne und externe Leckagen unterteilt werden. Externe Leckage bezieht sich hauptsächlich auf das Austreten von Hydrauliköl aus dem System in die Umgebung, das außerhalb der Hydraulikleitungen, Hydraulikventile, Hydraulikzylinder und Hydraulikpumpen (Hydraulikmotoren) des Hydrauliksystems auftritt. Unter interner Leckage versteht man den Fluss von Hydrauliköl von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite innerhalb des Systems aufgrund von Druckunterschieden zwischen der Hoch- und Niederdruckseite und dem Versagen von Dichtungen. Bei hydraulischen Getrieben tritt beispielsweise Öl aus der Hochdruckkammer in die Niederdruckkammer aus; Leckage vom Druckkanal im Umschaltventil zum Ölrücklaufkanal usw. Zu den Hauptformen der Leckage zählen Spaltleckage, poröse Leckage, Adhäsionsleckage und dynamische Leckage. 1. Spaltleckage Es gibt zwei Hauptarten von Spaltleckage im Hydrauliksystem von Maschinenbaumaschinen: Leckage an der festen Dichtung (statische Verbindungsfläche) und Leckage an der beweglichen Dichtung (dynamische Verbindungsfläche). Zu den Leckageteilen der festen Dichtung gehört hauptsächlich die Verbindung zwischen Zylinderkopf und Zylinderrohr des Hydraulikzylinders; Die bewegliche Dichtung umfasst hauptsächlich den Raum zwischen dem Hydraulikzylinderkolben und der Innenwand des Zylinderrohrs sowie zwischen der Kolbenstange und der Zylinderkopfführungshülse. Das Ausmaß der Spaltleckage hängt von Faktoren wie Druckunterschied und Spiel ab. 2. Verschiedene Abdeckplatten in multiporösen Leckagehydraulikkomponenten. Aufgrund des Einflusses der Oberflächenrauheit ist ein vollständiger Kontakt der beiden Oberflächen nicht möglich. In den mikroskopischen Vertiefungen dort, wo die beiden Oberflächen keinen Kontakt haben, bilden sich viele Hohlräume mit unterschiedlichen Querschnittsformen und -größen. Die Querschnittsgröße der Hohlräume hängt von der Oberflächenrauheit ab. Bei einer Mehrspaltleckage muss die Flüssigkeit durch viele gekrümmte Spalten fließen. Bei der Durchführung einer Dichtungsleistungsprüfung ist eine gewisse Druckhaltezeit erforderlich, bevor die Undichtigkeit festgestellt werden kann. 3. Adhäsionsleckage Es besteht eine gewisse Adhäsion zwischen der viskosen Flüssigkeit und dem festen Arm. Nachdem die beiden in Kontakt gekommen sind, bleibt eine dünne Flüssigkeitsschicht auf der festen Oberfläche haften. Wenn der Film auf der festen Oberfläche dick ist, wird der Ölfilm aufgrund der gegenseitigen Bewegung vom Dichtungsring abgestreift, was zu einem Adhäsionsleck führt. Die grundlegende Möglichkeit, ein Austreten von Klebstoff zu verhindern, besteht darin, die Dicke der flüssigen Klebstoffschicht zu kontrollieren. 4. Stromleckage liegt an der Dichtfläche der rotierenden Welle. Wenn beim Drehen der Welle Spuren einer Spiralbearbeitung vorhanden sind, fließt die Flüssigkeit unter der Wirkung der Rotationskraft der rotierenden Welle entlang der Rillen der Spiralspuren. Wenn die Richtung der Spiralbahn mit der Drehrichtung der Welle übereinstimmt, kommt es aufgrund des „Pumpöl“-Effekts der Spiralbahn zu Leistungsverlusten. Das Merkmal der Leistungsleckage besteht darin, dass das Leckagevolumen umso größer ist, je höher die Drehzahl der Welle ist. Um Stromlecks zu verhindern, vermeiden Sie Bearbeitungsspuren von „Pumpöl“ auf der Dichtfläche der rotierenden Welle und der Lippe des Dichtrings oder nutzen Sie das Prinzip der Stromlecks, um den Pumpeffekt von Spiralspuren zu nutzen, um das ausgelaufene Öl zurückzupumpen und so ein Auslaufen zu verhindern. Ursachen für Leckagen Die Ursachen für Leckagen in hydraulischen Systemen sind vielfältig und komplex. Dieser Artikel fasst und analysiert hauptsächlich die Aspekte Dichtungsleckage, Arbeitsölverunreinigung, Abweichung der Komponentenfertigung und -montagegenauigkeit, Öltemperaturanstieg und -erwärmung sowie Druckschock im Hydrauliksystem. (1)Siegel: Wenn bei einem Hydraulikzylinder von Leckage die Rede ist, ist zunächst die Dichtung zu berücksichtigen, da die Dichtung die wichtigste Komponente im Hydraulikzylinder ist, um Leckagen zu verhindern. Es umfasst hauptsächlich YX-Dichtungsringe, kombinierte Dichtungsringe, U-Dichtungsringe, V-Dichtungsringe, O-Ringe, Glyph-Ringe, Sterndichtungen usw. Darunter sind YX-Dichtringe, kombinierte Dichtungsringe und U-Dichtringe hauptsächlich auf den Druck des Drucköls angewiesen, um Spannung zu erzeugen, wodurch sich die inneren und äußeren Lippen öffnen, um eine Abdichtung zu erreichen. Die linearen Qualitätsanforderungen an die Innen- und Außenlippen sind sehr hoch; V-Dichtungsringe, O-Ringe, Glyph-Ringe und Stern-Dichtungen basieren hauptsächlich auf der Kompression, um abzudichten. Die Qualität der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Dichtungen wirkt sich direkt auf die Qualität von Hydraulikzylinderprodukten aus. Die Hauptgründe für Dichtungslecks sind folgende:: ①Es liegt ein Problem mit der Siegelqualität vor. Das Material der Dichtung ist minderwertig, der Herstellungsprozess und die Präzision entsprechen nicht den Anforderungen, Form und Beschnitt sind mangelhaft. ②Die Auswahl an Siegeln ist unzumutbar. Die ausgewählte Dichtung kann die Anforderungen an Arbeitsdruck, Arbeitsgeschwindigkeit und Temperatur nicht erfüllen oder der Dichtungstyp ist falsch ausgewählt. ③Die Installationsnut der Dichtung ist falsch ausgelegt, der Installationsspalt und die Kompressionsmenge sind unangemessen; die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit der Gegenstücke entsprechen nicht den Anforderungen; die Lippe ist beschädigt oder Fremdkörper sind beim Einbau ungeschützt eingemischt; Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind während der Lagerung ungeeignet und werden durch Sauerstoff, Ozon usw. korrodiert und beschädigt. ④Beim Durchtritt der Flüssigkeitsblasen durch die Dichtlippe werden diese auf einen Bruchteil ihrer ursprünglichen Größe komprimiert. Wenn diese Blase die drucklose Seite der Dichtung erreicht, setzt sie schnell Energie frei und beschädigt die Dichtlippe. Wenn andererseits die Blasen, die einen bestimmten Anteil an Öldampf enthalten, aufgrund des Drucks eine ausreichend hohe Temperatur erreichen, entzünden sie sich spontan, wodurch der Stützring verbrannt oder geschmolzen wird, und es kann sogar zu einer teilweisen Verbrennung und Karbonisierung der Dichtung kommen. (2) Ölverschmutzung: Einschließlich Gasverschmutzung, Partikelverschmutzung, Wasserverschmutzung usw. ①Gasverschmutzung: Unter Atmosphärendruck können etwa 10 % der Luft im Hydrauliköl gelöst werden. Unter dem hohen Druck des Hydrauliksystems wird mehr Luft oder Gas im Öl gelöst. Luft bildet im Öl Blasen. Ändert sich der Druck der hydraulischen Unterstützung im Betrieb innerhalb kürzester Zeit schnell zwischen Hoch- und Niederdruck, erzeugen die Blasen auf der Hochdruckseite hohe Temperaturen und platzen auf der Niederdruckseite. Wenn sich auf der Oberfläche der Komponenten des Hydrauliksystems Löcher oder Beschädigungen befinden, strömt das Hydrauliköl mit hoher Geschwindigkeit auf die Komponentenoberfläche zu, beschleunigt den Oberflächenverschleiß und verursacht Leckagen. Diese durch Kavitation verursachte Korrosion wird Kavitation genannt. ②Feinstaubbelastung: Die Wahrscheinlichkeit einer Leckage aufgrund einer Partikelverschmutzung des Prüfstands ist gering, besteht aber in der Praxis dennoch. Während der Verwendung des Hydraulikzylinders haften einige der aus den oben genannten Gründen erzeugten Partikel an den Dichtungselementen und andere an der beweglichen Oberfläche, wodurch die Dichtungsoberfläche der Dichtungselemente zerkratzt wird, was zum Versagen der Dichtungselemente und zu Undichtigkeiten des Hydraulikzylinders führt. Diese Art von Fehler kann durch Entfernen der nicht entfernten Grate, Reinigen jeder Komponente und anschließendes Ersetzen der Dichtungskomponente behoben werden; In schwerwiegenderen Fällen kommt es bei manchen zu einem „Ziehen am Zylinder“, was schwieriger zu beseitigen ist. In schwerwiegenderen Fällen kann das Zylinderrohr verschrottet werden. ③Wasserverschmutzung: Aufgrund von Faktoren wie einer feuchten Arbeitsumgebung kann Wasser in das Hydrauliksystem gelangen. Das Wasser reagiert mit dem Hydrauliköl unter Bildung von sauren Substanzen und Schlamm, was die Schmierleistung des Hydrauliköls verringert und den Verschleiß von Komponenten beschleunigt. Wasser führt außerdem dazu, dass der Schaft des Steuerventils festklebt, was die Bedienung des Steuerventils erschwert, die Dichtungen zerkratzt und zu Undichtigkeiten führt. (3) Die Fertigungs- und Montagegenauigkeit der Komponenten liegt außerhalb der Toleranz: Alle hydraulischen Komponenten und Dichtungskomponenten unterliegen strengen Maßtoleranzen, geometrischen Toleranzen und anderen Anforderungen. Liegt der Herstellungsprozess außerhalb der Toleranz, z.B.: Wenn der Kolbenradius des Zylinders, die Tiefe oder Breite der Dichtungsnut, das Loch und die Größe des Dichtungsrings außerhalb der Toleranz liegen oder aufgrund von Verarbeitungsproblemen unrund sind, Grate oder Vertiefungen vorhanden sind, die Beschichtung abblättert usw., wird die Dichtung deformiert, zerkratzt, gequetscht oder nicht verdichtet, wodurch sie ihre Dichtfunktion verliert, und das Teil selbst weist angeborene Undichtigkeiten auf, und es kommt nach der Montage oder während des Gebrauchs zu Undichtigkeiten. Grobe Systemmontage und fehlende Maßnahmen zur Vibrationsreduzierung und -isolierung; Überdruckbetrieb des Systems, nicht rechtzeitige Inspektionen des Systems wie erforderlich und nicht rechtzeitiger Austausch von Verschleißteilen nach Ablauf ihrer Lebensdauer führen zu Systemleckagen. (4) Die Öltemperatur steigt zu hoch: Wenn das Hydrauliksystem in Betrieb ist, muss die Öltemperatur kontrolliert werden. Wenn die Temperatur zu hoch ist, treten die folgenden Phänomene auf: ①In den meisten Fällen, wenn die Öltemperatur häufig 60 °C überschreitet, nimmt die Ölviskosität ab * * Durch die Verringerung wird nicht nur der Schmierölfilm dünner, die Reibung erhöht und der Verschleiß verstärkt, sondern auch der Dichtring dehnt sich aus, altert und versagt, was zu Undichtigkeiten im Hydrauliksystem führt. Untersuchungen zufolge halbiert sich die Lebensdauer der Dichtung mit jedem Anstieg der Öltemperatur um 10 °C. ②Wenn die Temperatur des Öls steigt, dehnt sich das Volumen aus und der Druck steigt, und die Leckage nimmt mit zunehmendem Druck zu, wodurch die Leckage zunimmt. ③Der Anstieg der Öltemperatur führt dazu, dass sich der Spalt ausdehnt und zusammenzieht. Im Allgemeinen bestehen die zusammenpassenden Teile aus unterschiedlichen Materialien und haben unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten. Wenn die Öltemperatur steigt, ändern sich die Ausdehnung und Kontraktion der zusammenpassenden Teile, was zu einer Änderung des Passspalts führt. Wenn der Spalt größer wird, nimmt die Leckage zu. (5) Druckstoß im Hydrauliksystem: Durch häufige Umkehrungen im Hydrauliksystem, plötzliches Anlaufen der Ölpumpe oder Schließen von Ventilen sowie schnelle Bewegungen des Zylinders unter hohem Druck kommt es zu augenblicklichen Spitzendrücken bis zum Mehrfachen des Arbeitsdrucks, die manchmal ausreichen, um Dichtungsvorrichtungen, Rohre oder andere hydraulische Komponenten zu beschädigen und Undichtigkeiten zu verursachen. Leckagekontrollmaßnahmen Die Faktoren, die Leckagen im hydraulischen System von Baumaschinen verursachen, sind das Ergebnis umfassender Einflüsse aus vielen Aspekten. Mit der vorhandenen Technologie und den vorhandenen Materialien ist es schwierig, Leckagen im Hydrauliksystem grundsätzlich zu beseitigen. Nur auf der Grundlage der oben genannten Faktoren, die sich auf Leckagen im Hydrauliksystem auswirken, können angemessene Maßnahmen zur Minimierung von Leckagen im Hydrauliksystem ergriffen werden. (1) Bei der Konstruktion und Verarbeitung der Dichtungsnut müssen wichtige Faktoren, die die Leckage beeinflussen, in vollem Umfang berücksichtigt werden. Die Society of Automotive Engineers (SAE) empfiehlt die folgenden zwei Lösungen, um Öllecks am Ölanschluss zu verhindern. ①SAE-Anschluss mit geradem O-Ring-Gewinde: Die Abdichtung erfolgt durch einen „O“-Ring und der Anschluss erfolgt durch ein gerades Gewinde; ② SAE4-Bolzenflansch: Geeignet für größere Ölanschlüsse. Darüber hinaus ist auch die Auswahl der Dichtungen sehr wichtig. Die Rauheit der Dichtfläche beträgt üblicherweise Ra3,2~Ra1,6 für die statische Dichtfläche und Ra0,8~Ra0,4 für die dynamische Dichtfläche. Wenn die Einflussfaktoren der Leckage zunächst nicht vollständig berücksichtigt werden, führt dies zu unermesslichen Verlusten in der zukünftigen Produktion. (2) Im Hinblick auf die Kontrolle der Hydraulikölverschmutzung müssen wir an der Quelle der Verschmutzung beginnen, die Kontrolle der Verschmutzungsquellen verstärken und wirksame Filtermaßnahmen sowie regelmäßige Kontrollen der Ölqualität ergreifen. Um die Verschmutzung des Hydraulikzylinders durch äußere Faktoren (Wasser, Staub, Partikel usw.) wirksam zu verhindern, können einige Schutzmaßnahmen hinzugefügt werden. (3) Montageaspekte. Vor dem Zusammenbau des Hydrauliksystems sollten die Druckfestigkeit der Komponenten geprüft und die Verbindungsflächen der Komponenten auf Undichtigkeiten überprüft werden. Tritt eine Leckage auf, sind entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Erst wenn alle Komponenten leckagefrei sind, können sie offiziell zur Nutzung in das System eingebaut werden. Beim Zusammenbau von Hydraulikkomponenten und Hydrauliksystemen müssen diese sorgfältig gereinigt, entgratet, Schweißschlacken entfernt und notwendige Korrosionsschutzbehandlungen durchgeführt werden. Sie müssen in strikter Übereinstimmung mit den Anforderungen des Montageprozesses zusammengebaut werden, um Spaltverzerrungen durch Montage und Spaltabrieb durch Grate, Schweißschlacke und Rost zu vermeiden. (4) Reduzieren Sie die hydraulische Wirkung. Zu den häufig verwendeten Methoden gehören: ①Versuchen Sie, die Start-, Stopp- und Umkehrfrequenz des Systems zu reduzieren. ② Verwenden Sie bei Hydrauliksystemen, die häufige Umkehrungen erfordern, so oft wie möglich Umkehrventile mit Dämpfern. ③ Bauen Sie vor dem Steuerventil einen Akkumulator auf, um die Ausbreitungsstrecke der Stoßwelle zu verringern und dadurch die hydraulische Wirkung zu verlangsamen. ④ Erhöhen Sie den Durchmesser der Rohrleitung, verkürzen Sie die Länge der Rohrleitung so weit wie möglich oder verwenden Sie Gummischläuche. ⑤ Richten Sie ein Sicherheitsventil ein, das sich bei steigendem Systemdruck entlasten kann, um den Druckstoß zu verringern. (5) Maschinen sind während der Einlaufphase anfällig für Leckagen. Dies liegt daran, dass einige Guss-, Verarbeitungs- und andere Fehler beim Zusammenbau und Debuggen schwer zu finden sind. Aufgrund von Vibrationen und Stößen während des Betriebs treten solche Mängel jedoch auf. Daher sollte auf Leckagen während der Einlaufphase geachtet werden, um sie frühzeitig zu erkennen und rechtzeitig zu beheben. (6) Aus technischer Sicht produzieren ausländische Länder neue Öldichtungen, die mit Sensoren zur Prüfung der Dichtungsleckage (Rotationsdichtung) ausgestattet sind; und pneumatische Dichtungen, die die Vorteile von Reibungsdichtungen und Labyrinthdichtungen auf der Hauptwelle integrieren, wurden ebenfalls auf den Markt gebracht; Gleichzeitig werden kombinierte Dichtungen wie die „Pan-Plug-Dichtung“, bestehend aus U-förmigen Gummiteilen + V-förmigen Federn, die in Hydrauliksystemen mit einem Druck von 45 MPa eingesetzt werden können, immer beliebter. Fazit Leckagen in hydraulischen Systemen treten in verschiedenen Formen auf und sind ein häufiges Phänomen bei hydraulischen Geräten. Es gibt viele Gründe und es ist schwierig, sie auszurotten. Es sollte in allen Aspekten des Designs, der Herstellung, der Installation und der Verwendung sorgfältig und sorgfältig gelöst werden. Das Obige haben wir im Kurs gelernt * und konsultieren relevante Informationen, kombiniert mit ihrer eigenen beruflichen Praxis * , Ingenieurausbildung und was wir im täglichen Leben sehen und denken, analysieren die Leckageformen und -ursachen der hydraulischen Übertragung und schlagen einige Maßnahmen zur Kontrolle von Leckagen vor.