工程機械初引用液壓技術是為了解決車輛轉向阻力問題,以減輕司機的勞動強度,在轉向系引用了液力助力器。由于液力助力器在應用過程中顯示出突出優點以及人們對液壓元件、液壓系統研究的深入,發現液壓傳動還具有功率密度高,易于實現直線運動、速度剛度大、配置柔性大,動力傳輸和控制方便等優點,于是液壓技術很快在工程機械中得到了廣泛應用。
然(ran)而(er),目前內工程(cheng)機械液壓系(xi)統仍然(ran)存在(zai)些問(wen)題,影響(xiang)了施(shi)工作業,主(zhu)要問(wen)題大致(zhi)如下:
1、泄露嚴重
液壓系統(tong)泄(xie)漏不僅造成油(you)(you)液資源損(sun)失(shi)、環境污染(ran)、停機(ji)損(sun)失(shi),而且還使系統功率(lv)下降。據日(ri)本(ben)20.世紀80年代的統計(ji)資料,在工(gong)程(cheng)機(ji)械所有故(gu)障(zhang)中(zhong),漏油(you)(you)(于(yu)外漏)故(gu)障(zhang)約占20%~30%,其中(zhong)液壓缸漏油(you)(you)故(gu)障(zhang)約占33%,配管占23%,液壓裝(zhuang)置占20%。與(yu)外工(gong)程(cheng)機(ji)械相比(bi),我工(gong)程(cheng)機(ji)械漏油(you)(you)更(geng)為嚴重,“走(zou)條(tiao)線,停大(da)片”形象地描述了我工(gong)程(cheng)機(ji)械的現狀。
產生漏油的主(zhu)要原(yuan)因是:工(gong)(gong)(gong)程(cheng)機(ji)(ji)械作業過程(cheng)中(zhong),配管(guan)各部分經(jing)常(chang)承受發動(dong)機(ji)(ji)及(ji)泵旋(xuan)轉(zhuan)而引(yin)起的周期性振(zhen)(zhen)動(dong)以(yi)及(ji)外界(jie)負載(zai)對機(ji)(ji)器的沖擊(ji)和振(zhen)(zhen)動(dong),由此(ci)引(yin)起管(guan)接頭松動(dong)或疲勞破裂(lie),產生漏油:此(ci)外,工(gong)(gong)(gong)程(cheng)機(ji)(ji)械惡劣的工(gong)(gong)(gong)作環(huan)境,使得活(huo)塞桿經(jing)常(chang)暴漏于(yu)粉塵、泥土、風雨、鹽霧等,造(zao)成液壓缸密封表(biao)面過早(zao)磨損(sun)產生漏油。由于(yu)今(jin)后(hou)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)機(ji)(ji)械還會向大型、高壓化(hua)發展,因此(ci)防漏治漏仍(reng)是今(jin)后(hou)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)機(ji)(ji)械液壓系統主(zhu)要解決(jue)的問題。
2、噪音大
噪聲使人聽起來不舒服,甚至使人煩躁不安。噪聲作為種污染已日益受到人們的重視。液壓系統的高壓化必然導致噪聲,并成為阻礙工程機械液壓系統功率密度進步提高的主要因素。
液壓系統噪(zao)聲分為流(liu)體噪(zao)聲和機械(xie)噪(zao)聲,其中(zhong)流(liu)體噪(zao)聲占(zhan)相當大的比例(li)。
流(liu)體(ti)噪聲是由于油(you)液(ye)的流(liu)速、壓(ya)力的突(tu)然變化以及氣(qi)穴等原因引(yin)起的。如(ru)液(ye)壓(ya)泵的工作腔與吸壓(ya)腔的轉換等致使容腔內壓(ya)力急劇(ju)變化引(yin)起的噪聲;溶解在(zai)液(ye)壓(ya)油(you)中的空(kong)氣(qi)在(zai)系統壓(ya)力低于空(kong)氣(qi)分離壓(ya)力時,迅速大量分離形成(cheng)氣(qi)泡,這些氣(qi)泡遇到高(gao)壓(ya)便(bian)被壓(ya)破產生強的液(ye)壓(ya)沖擊引(yin)起的噪聲;此外(wai)閥口噴射出的高(gao)壓(ya)流(liu)體(ti)可產生高(gao)頻聲。
機(ji)械噪聲(sheng)主要由(you)于零件之間產生(sheng)(sheng)接觸(chu),撞擊和振動(dong)引起的。如果當液壓(ya)泵(beng)、液壓(ya)馬(ma)達不平衡旋(xuan)轉(zhuan)時就會(hui)產生(sheng)(sheng)周期(qi)性(xing)的不平衡力,引起轉(zhuan)軸的彎曲振動(dong),產生(sheng)(sheng)噪聲(sheng)。這(zhe)種振動(dong)傳到油箱和管(guan)路還會(hui)發出很(hen)大的聲(sheng)響(xiang)。
到現在為止,伴隨提(ti)(ti)高工程機械(xie)液壓(ya)(ya)系(xi)統(tong)工作壓(ya)(ya)力(li)而引起的(de)振動和噪聲(sheng)問(wen)題(ti)仍未能從(cong)根本上得以解決,使得液壓(ya)(ya)系(xi)統(tong)的(de)功率(lv)密度很難進步(bu)提(ti)(ti)高。
3、液(ye)壓系統污染嚴重(zhong)
據統(tong)計(ji),液壓機(ji)械(xie)(xie)故障的70%~80%是液壓系統(tong)造成的,而液壓系統(tong)的故障中有70%~85%是由于液壓油不潔產生(sheng)的。因此自(zi)20世紀70年(nian)代中期以來,人們直把降低(di)工程機(ji)械(xie)(xie)液壓系統(tong)污染(ran),提高系統(tong)可靠性作為個(ge)主要研究課題(ti)。
工程機械液壓系統的污染物分為裝配污染物、入侵污染物和生成污染物3種。其中裝配污染物可在廠家制造、裝配與調試過程中得以控制;而入侵污染物和生成污染物主則主要產生于設備使用過程中,它取決于工程機械的作業環境、維護和保養水平,如:液壓元件運動副及變速箱摩擦片磨損、密封件老化損壞都會產生形狀各異的污染物造成液壓系統的污染;此外,由于工程機械長期工作在野外惡劣環境中,并且許多維修也在這種環境中進行,使得環境中的泥沙、水、灰塵等侵入液壓系統造成污染。因此生成污染物和侵入污染物是造成工程機械液壓系統污染的主要原因。
4、液(ye)壓沖擊頻繁(fan)
工程機(ji)(ji)械在工作(zuo)時負(fu)載是經常(chang)變(bian)(bian)化的(de),有時變(bian)(bian)化較大,負(fu)載的(de)較大變(bian)(bian)化引起液(ye)壓(ya)(ya)(ya)系統(tong)(tong)中的(de)液(ye)流迅(xun)速轉向或(huo)滯止(zhi),系統(tong)(tong)內就會產生壓(ya)(ya)(ya)力的(de)劇裂變(bian)(bian)化,形成瞬(shun)時壓(ya)(ya)(ya)力峰值,產生液(ye)壓(ya)(ya)(ya)沖(chong)擊。如振動壓(ya)(ya)(ya)路機(ji)(ji)的(de)起振、水泥(ni)混凝土泵車的(de)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸突然換(huan)向、液(ye)壓(ya)(ya)(ya)挖掘機(ji)(ji)回轉液(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬達的(de)制動等都會產生液(ye)壓(ya)(ya)(ya)沖(chong)擊。
液(ye)(ye)壓沖擊(ji)的壓力峰值往往比正(zheng)常工作(zuo)壓力高好幾倍,且常伴有(you)巨大的振(zhen)動和(he)噪(zao)聲,并使某(mou)些液(ye)(ye)壓元件(jian)(如壓力繼電器(qi)、液(ye)(ye)壓控制閥等(deng))產(chan)生誤(wu)動作(zuo),導致設備的損(sun)壞,更(geng)為(wei)常見的是(shi)擊(ji)穿液(ye)(ye)壓密(mi)封件(jian)油路產(chan)生泄漏,使得系統無(wu)法正(zheng)常工作(zuo)。
工(gong)程(cheng)(cheng)液(ye)(ye)壓(ya)缸(gang)的(de)泄(xie)漏(lou)、污染和液(ye)(ye)壓(ya)沖(chong)擊等(deng),是影響液(ye)(ye)壓(ya)系(xi)統(tong)可(ke)(ke)(ke)靠(kao)性(xing)(xing)和性(xing)(xing)能(neng)穩定性(xing)(xing)的(de)重要(yao)因(yin)素。在(zai)(zai)防(fang)止泄(xie)露方(fang)面可(ke)(ke)(ke)以通過引入新材(cai)料、新工(gong)藝,諸如(ru)(ru)工(gong)程(cheng)(cheng)朔料、復合(he)材(cai)料、精(jing)細陶(tao)瓷、低阻耐磨材(cai)料、高強度輕合(he)金以及(ji)記憶合(he)金等(deng)新代材(cai)料,提高液(ye)(ye)壓(ya)元(yuan)(yuan)(yuan)件及(ji)密(mi)封器件的(de)質量,減(jian)小由于(yu)粘附、擦傷、空穴(xue)、氣濁而引起的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)件損傷。工(gong)程(cheng)(cheng)機械液(ye)(ye)壓(ya)系(xi)統(tong)的(de)污染與使(shi)用(yong)環(huan)境有著很(hen)大的(de)關系(xi),因(yin)此在(zai)(zai)不(bu)斷強化和完善過濾技術的(de)同時(shi),加(jia)強工(gong)程(cheng)(cheng)機械的(de)日常維護(hu)管理顯得非常重要(yao)。而減(jian)小液(ye)(ye)壓(ya)沖(chong)擊,先是在(zai)(zai)系(xi)統(tong)設計(ji)時(shi)合(he)理地進(jin)行元(yuan)(yuan)(yuan)器件選擇匹配,盡(jin)可(ke)(ke)(ke)能(neng)避免系(xi)統(tong)產生液(ye)(ye)壓(ya)沖(chong)擊,如(ru)(ru)使(shi)用(yong)節流(liu)(liu)閥限制管道流(liu)(liu)速,在(zai)(zai)管道中增加(jia)蓄能(neng)器等(deng)緩沖(chong)裝置(zhi)。對于(yu)液(ye)(ye)壓(ya)沖(chong)擊不(bu)可(ke)(ke)(ke)避免的(de)系(xi)統(tong),應(ying)選擇反應(ying)較快的(de)溢流(liu)(liu)閥限制壓(ya)力峰值。只有逐(zhu)步解決了以上的(de)問(wen)題,才能(neng)令液(ye)(ye)壓(ya)系(xi)統(tong)更好(hao)的(de)在(zai)(zai)工(gong)程(cheng)(cheng)機械中發揮作用(yong)。