会员登录

账号：
密码：

当前分类上级分类

站内搜索

一种汽车起重机伸缩臂液压缸内泄漏的检测方法

发布时间：2008-07-02 点击率：2200

一种汽车起重机伸缩臂液压缸内泄漏的检测方法

原作者：浦沅集团公司闻志君

　　汽车起重机伸缩臂液压缸安装在吊臂里面，推动吊臂伸缩到预定臂长位置，并在吊重时保持这一位置。如果伸缩臂液压缸内泄漏，吊臂将回缩，起吊的重物下滑，影响起重机的安全作业，严重时起重机甚至无法使用。如我公司某型号起重机伸缩液压缸全缩长度φ８０６２ｍｍ，全伸长度15 326mm，缸径为φ180mm，其加工尺寸一致性控制相当困难。如果由于材料缺陷，或是加工等原因造成某一位置尺寸偏大，那么活塞密封件停在该位置时，液压缸内泄漏量将会异常增大,见图1。
图片点击可在新窗口打开查看

　　常规液压缸出厂试验只对液压缸两端位置进行内泄漏检测，这只能确定密封件和活塞以及缸筒两端位置内表面的加工质量，不能考察任意行程位置液压缸密封性能。如果用对顶液压缸加载进行中间位置内泄漏检测，由于伸缩液压缸又长又大，出力大、稳定性差，实验条件要求高，操作起来不但繁琐而且安全性差，实际工作中很少采用。
　　160t求援起重机伸缩机构有两个液压缸，伸缩液压缸缸径为φ250mm、杆径为φ200mm、行程为7 100mm。使用过程中出现吊臂局部位置载荷下沉过快故障，我们采用了一种自加载荷的方法对液压缸中间位置进行内泄漏检测。
1 试验原理与过程
图片点击可在新窗口打开查看

　　如图2所示，操作过程如下：
　　（１）向被试缸无杆腔供油，使液压缸全伸，加压至额定工作压力检查右端内泄漏情况。
　　（２）向被试缸有杆腔供油，打开液压单向阀使活塞杆缩回到任一指定位置，断开控制油使液控单向阀关闭，继续向有杆腔供油，压力上升到一定值，稳定后观察活塞杆是否有外伸现象，测量活塞杆位移量。
　　（3）打开液控单向阀使活塞杆缩回到下一指定位置，重复步骤（２），如此循环，直到活塞杆缩回到最左端位置。
　　（4）活塞杆缩回到最左端位置时，试压检查左端内泄漏情况。
　　试验结果：两端，高压腔压力为额定工作压力24MPa,低压腔压力为0，无内泄漏；中间(间隔500mm)试验，有杆腔压力20MPa，无杆腔压力7.2MPa，活塞杆每5min位移量见表1。
　　试验检测数据与装车吊载试验情况完全相符，判定吊臂局部位置载荷下沉过快是由该伸缩液压缸引起。后来在距缸口5 000mm处将缸筒割开测量，的确存在材料缺陷。
2 试验方法分析
　　所谓内泄漏就是活塞密封件两端存在压力差时，液压油从高压腔流向低压腔。内泄漏试验目的是模拟工作情况检测液压缸内泄漏。液压缸活塞为双向密封，其结构有两种形式，一种是一道起双向密封作用的密封件，另一种是由两道起单向密封作用的密封件背向安装组成的双向密封。吊重时，伸缩缸无杆腔是高压腔，有杆腔是低压腔，内泄漏是从无杆腔流向有杆腔。液压缸活塞初始密封性能由密封件质量、活塞沟槽尺寸、活塞与缸筒内表面的加工质量等因素决定。活塞和密封件完好的液压缸在相同负载，不同活塞位置内泄漏量的变化，由缸筒内表面的加工质量决定，只要压差相同，无论无杆腔向有杆腔还是有杆腔向无杆腔，内泄漏量相同。也就是说缸筒内表面缺陷引起的泄漏与泄漏方向无关。
　　进行中间位置内泄漏检测目的是进一步确定缸筒内表面的加工质量引起的内泄漏，关键是在密封件两侧建立一定压力差。当将液压缸无杆腔闭锁，向有杆腔注入压力油时，活塞的受力情况如图3所示，此时活塞(活塞杆)有向左运动的趋势。
图片点击可在新窗口打开查看

　　当活塞静止或稳定运动时有：
　　Ｆ＋ｐＢ＝ｐ′Ａ＋ｆ　　　　　　　　　（1）
式中ｆ——摩擦力
　　　Ｆ——负载
　　　ｐ——有杆腔压力
　　　ｐ′——无杆腔压力
　　　Ａ ——无杆腔受压面积
　　　Ｂ——有杆腔受压面积
由于负载Ｆ = 0，忽略摩擦力ｆ，则
　　ｐ＝ｐ′Ａ/Ｂ　　　　　　　　　　　　（2）
　　对于单活塞杆液压缸有Ａ＞Ｂ。由式（2）知此时ｐ＞ｐ′，活塞两端就建立了一定压力差。当活塞密封件停在缸筒某一缺陷且密封件不能补偿该缺陷时，液压油将由有杆腔流向无杆腔，由于液控单向阀关闭及液压油不可压缩性，无杆腔容积有增大的趋势，且负载为零，活塞（活塞杆）向右运动，其移动量Ｓ与泄漏量ΔＱ的关系为：
　　ΔＱ＝ＡＳ　　　　　　　　　　　　　　（3）
　　由式（3）可知活塞杆的移动量与活塞密封泄漏量成线性关系，因此通过测量活塞杆的移动量可反映液压缸中间位置内泄漏量。
图片点击可在新窗口打开查看

　　同一位置内泄漏量与压力差值大小有关。《液压缸试验方法》（GB/ T15622-1995）规定内泄漏试验压力为公称工作压力ｐ0。为使伸缩液压缸活塞密封件两侧压力差Δｐ符合试验条件，则有：
　　Δｐ＝ｐ－ｐ′＝ｐ０
　　ｐ＝ｐ０＋ｐ′　　　　　　　　　　　（4）
代入式（2），则有　　ｐ＝ｐ０＋ｐＢ/Ａ
令ｉ＝Ａ/Ｂ，则ｐ＝ｐ0 ｉ（ｉ-1）　　　（5）
　　由式（5）知：试验时有杆腔压力将超过公称工作压力，为防止试验压力过高损坏液压缸，有杆腔压力不得超过1.5倍公称工作压力。
　　由表2可知，我公司几种型号汽车起重机伸缩液压缸面积比一般大于3，即ｉ＞３，代入式（5），则
　　ｐ<3ｐ0 /（3-1）=1.5ｐ0 　　　　　　（6）
　　由此可知进行自加载荷中间位置内泄漏试验时，伸缩液压缸有杆腔所需压力不高于1.5倍公称压力，不会有损坏液压缸的危险。
3 结论
图片点击可在新窗口打开查看

　　以上试验方法不需要外加载荷使液压缸两腔产生压力差进行内泄漏试验，所以称之为自加载荷中间试验。
　　伸缩液压缸加工难度大，吊重时要求长时间保持同一位置，又因为它一般安装在吊臂内部，接近观察测量很难，拆卸维修工作量非常大，所以安装前要有可靠的质量保证，最好进行中间位置内泄漏检测。自加载荷中间试验对试验设备要求不高，操作方便，具有一定的安全性，是检测起重机伸缩臂液压缸中间位置内泄漏情况的一种可行方法。