摘 要：液压软管总成在使用过程中，经常出现管路渗油、爆管、外胶龟裂等现象，这些问题的产生往往与液压软管的选型设计及管路布局不合理有关。本文通过对液压软管的选型设计关键要素进行分析，并提出合理的管路布局方案。
关键词：液压软管 选型设计 管路布局
中图分类号：TH137.8+6 文献标志码：A 文章编号：
The type selection desing and piping layout of Hydraulic hose
Zhu Qiong，Zheng Xiao-hong
(Guangxi Zhongyuan Machinery Co., Ltd., Liuzhou 545006，China)
Abstract：During the use of the hose assembly,usually occur oil leakage,pipe explosion,external rubber cracking. These problems are often related to the hose assembly selection and design, and the bad layout of pipeline.In this paper, through analyzes the key elements of the hose assembly selection and design ,put forward reasonable pipeline layout plans.
Key words：Hydraulic hose; type selection desing；piping layout
0 引言
液压软管是液压元件的重要连接部分，用于传输具有一定压力和流量的液压流体，以确保液压系统的循环工作及能量传递。正确的选型设计与合理的管路布局有助于延长液压软管的使用寿命，提高整个液压系统的可靠性与安全性。本文主要研究液压软管的选型设计及管路布局方案。
1液压系统对液压软管的基本要求
工程机械日益苛刻的使用环境对液压软管提出了更高的要求。液压系统通过传输一定压力和流体流量来进行能量的传递，为了达到液压系统中最大工作效率，需要将流体在不同管路流动时压力损失降到最小，在软管选型设计中要尽量减少压力损失和发热过度引起的系统损伤。同时考虑外部高(低)温环境、管体内部液压油温及系统瞬间高压对液压软管使用寿命的影响。
2 液压软管选型设计要点
2.1软管原材料
液压软管通常由内胶层、钢丝增强层与外胶层构成。内胶层具有输送介质承受压力，保护钢丝不受侵蚀的作用，通常为耐流体的合成橡胶；钢丝增强层起到中心骨架作用，为软管总成提供支撑力和耐压力，主要有钢丝编织和钢丝缠绕两种类型；外胶层则保护钢丝增强层不受损伤，须具备耐磨损及耐天候的性能。
2.2软管内径尺寸
当液体在管路系统流动时，由于摩擦将产生热量，能量以热量的形式流失，从而造成压力损失。内径过小会导致流速过快，在管路系统中引起高摩擦损失和紊流，从而导致较大压力降及发热，高热会加速运动部件的磨损及软管的老化；内径过大吸液管造成压力泵口产生气穴，影响泵的性能并缩短使用寿命，同时产生噪音。
通常可根据流速来确定软管内径：
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式中：Q——液体流量（L/min）
d——软管内径（mm）
V——液体流速（m/s），
推荐流速：吸液管v=0.5~1.2 m/s；
回液管v=2 ~3 m/s；
压力管v=4 ~7.5 m/s;
在知道流量和流速的前提下，也可以根据内径-流速-流量图连线来确定软管内径尺寸。
2.3软管工作压力
在确定液压系统的系统压力后，必须选择推荐最大工作压力高于系统压力的软管，并达到1.33的安全系数。液压系统一般为动压状态，系统的瞬间冲击压力若高于软管的最大工作压力，不仅降低软管的使用寿命，并存在人身伤害和财产损失的风险。图1曲线图反映了实际工作压力与软管使用寿命之间的关系。
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2.4软管工作温度
在软管设计选型时，应考虑管内输送流体的温度和外部工作环境的温度。无论是稳定的还是瞬时的温度，都不得超过软管的耐温极限，否则会降低软管性能。当温度超过软管额定使用温度时，会导致软管的材质分子结构发生变化，并且这些变化是不可逆的。温度过高或过低，会导致橡胶软管出现裂纹起泡、龟裂老化等现象，迅速降低液压软管的使用寿命。试验表明，系统工作温度每升高10℃，软管老化速度加快一倍。因此，在高温高压的综合工况下，应选择外胶层具备耐高温特性的软管，同样在寒冷端气候、深冷等低温工况下，应选择具有耐低温特性的橡胶软管以满足液压系统的使用工况。图2为软管工作温度与许用压力之间的关系。
2.5介质相容性
在管型选择时，首先应明确工作介质是石油或水基液压油、气体或是油气混合物。须确保软管的内胶层、钢丝增强层、外胶层及配备的软管接头都能与使用的介质相容，避免液压软管承压能力下降及工作介质的污染，损坏其他液压元件，从而降低整个液压系统的使用寿命。特别是在选用气体应用时，需谨慎选择管型，当用于1.7MPa以上的空气时，软管需进行针刺处理，以防止人身伤害事件的发生。
2.6应用场合
在选择软管时，了解软管的应用目的是非常重要的，询问你的客户在哪，怎样使用软管。在使用软管和接头时，必须在确保匹配性的同时，保证其所处的环境不会对软管和接头产生不良影响。需要考虑的环境因素包括但不限于紫外线、温度、臭氧、潮气、水、海水、化学药品和空气污染物等，它们都会造成软管和接头质量下降，缩短使用寿命。
3管路布局原则
在工程机械设备使用过程中，经常出现管路渗油、爆管、鼓包漏油、外胶龟裂老化等现象，这些问题往往由于管路布局不合理导致。合理的管路布局有助于延长液压软管的使用寿命，提高液压系统的可靠性与安全性。不正确的安装方式有可能导致人身伤害及财产损失。因此，在软管安装与布置时，应充分考虑下列因素：
1)、由于在高压状态下，软管长度会出现+2%~-4%的变化，因此需保持足够的松驰度。软管过长不仅会造成系统压力下降、热量损失，同时影响外观，造成原材料不必要的浪费。总成长度不足，管体伸缩则会影响动力传输并减少管体寿命。以下图3-图6示意图展示了正确的总成安装方式，以取得最大工作效率和经济效益。
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2）、当系统压力上升时，软管长度会发生变化。因此在软管弯曲部分不应使用管夹固定。此外，不要将高压管路与低压管路用管夹固定在一起。
3）、高温环境会迅速降低软管的使用寿命。因此，管路布局时应尽量远离热源，必要时，在软管外部增加耐高温保护套或隔热装置，避免软管受热受损。
4）、软管安装时应避免与其他部件接触，以免磨损外胶层。如软管不可避免与其他部件交叉或整机工作时可能与其他机械表面发生摩擦的部位，应使用耐磨损尼龙或钢丝护套，保护软管外胶层不受损伤。
5)、在管路布局时，应优先布排内径较大的管线。因大管径软管不易弯曲和移动，尤其是在空间比较狭窄的部位，便于后续软管的更换的增加。
6)、避免软管扭曲安装。软管总成两端连接元件作相对运动时，不应使软管受扭，如被安装在扭曲的位置上，软管使用寿命降低，同时扭曲管体内的压力也将使得接头连接松动，因此在设计时，应尽量使软管在元器件相对运动时保持在同一平面内弯曲，此时可通过改变管接头的角度来实现。在特殊情况下，软管总成两端接头需在两个不同平面内弯曲时，可采用较长的软管并在转换平面处安装管夹加以固定，使每一部分在同一平面上运动。
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7）、任何情况下都不可以使软管的弯曲半径小于其允许的最小弯曲半径，过小的弯曲半径会造成软管内侧容易起皱，而弯曲外侧应力越大，且弯曲引起的流动损失越大。在较小弯曲半径使用适当的保护套，确保软管不会过度弯曲。同时为避免软管扭曲，管体弯曲方向应与机械运动方向保持一致。
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8）、液压软管管路布局应充分考虑整齐美观，方便液压元件的损伤、检查及维修，管路平行布置，减少交叉。
4结束语
液压软管总成作为液压系统重要元件，其质量的可靠性直接影响到整机设备的性能。本文从液压软管设计选型阶段，对影响软管总成使用性能的关键要素进行分析，并对后期管路布局应注意的重要事项进行研究探讨。由此得出，液压软管正确的选型与合理的管路布局，有利于提高整个液压系统的使用寿命，降低液压元件故障的发生。
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