陈纪安
（陕西龙门钢铁有限责任公司,陕西 韩城 715405）
摘要:液压系统的泄漏严重影响着机械设备工作的安全性和可靠性，不仅造成油液浪费、环境污染、还会增加机械设备的停工时间，降低作业率、直接增加生产成本，对产品造成污损，因此，我们应及时排除液压系统的泄漏故障并采取行之有效的控制措施来防漏治漏，以安全可靠地使用液压传动系统设备。本文针对此浅析液压系统泄漏的原因、排除方法以及防漏与治漏的主要措施，对于推广液压传动系统的应用，优化液压系统的设计，指导维修人员排除故障、维护液压设备有着积极意义。
关键词 液压系统 泄漏 故障排除 防漏措施
液压传动系统具有体积小、重量轻、传递功率大、运行平稳、可实现无级调速等优点，近年来得到广泛应用。但由于液压油的可压缩性和泄漏造成液压传动不能保证严格的传动比，也因为流体流动的阻力损失和泄漏较大，导致液压系统效率低，由此可见液压系统的泄漏直接制约着液压系统推广应用。
液压系统泄露治理是一项系统性工程，涵盖了液压系统设计，元件的选型，制造，安装，冲洗，调试及运行各个环节。本文就针对此浅析液压系统泄漏故障的排除及防漏、治漏的措施，对于推广液压传动系统的应用，优化液压系统的设计，指导维修人员排除故障、维护液压设备有着积极意义。
正 文
液压系统油液的泄漏是指油液在液压元件、附件（含管道）组成的封闭容腔内，由于压差的存在，液压油从高压侧通过缝隙流向低压侧而不做功的过程。泄漏可分为外泄漏和内泄漏。外泄漏主要是指液压油从系统漏到环境中，如管路、阀件连接出现松动、密封破损等造成的泄露，致使油液由系统外泄至周围环境。内泄漏是指因液压元件内高低压力差的存在以及密封件失效，使液压油在系统内部从高压腔流向低压腔 ，但液压油仍在系统内循环，尽管对环境不造成影响，但内泄严重时可造成液压传动效率低，不能完成指定动作。
一、液压系统常见泄漏故障的排除方法：
1.齿轮液压泵内漏的处理方法：
1.1液压泵齿轮与泵壳的配合径向间隙超过规定极限偏差。
处理方法是：更换泵壳或采用镶套法修复，保证液压泵齿轮齿顶与壳体配合间隙在正常范围之内（正常间隙为0.13～0.16mm）。
1.2.齿轮轴套与齿轮端面过度磨损，使卸压密封圈预压缩量不足而失去密封作用，导致液压泵高压腔与低压腔串通，造成泄漏。
1.3.轴套磨损：可在后轴套下面加补偿垫片（补偿垫片厚度一般不宜超过2mm），保证密封圈安放的压缩量。
1.4.齿轮泵齿轮磨损：①齿厚部位磨损，齿轮在齿厚部位都是单侧磨损，所以可将齿轮翻转180度使用。②齿轮端面磨损，可将端面磨平，同时研磨泵壳体结合面，以保证齿轮端面与泵盖的间隙在标准范围内。（齿轮泵齿轮端面与泵盖轴向间隙可采取压铅法来测量，小流量泵正常轴向间隙为0.025～0.04mm,大流量泵为 0.04～0.06mm。）
2.液压缸泄漏的处理方法：
造成液压缸漏油的原因较多，如活塞杆表面粘附粉尘泥水、盐雾、密封沟槽尺寸超差、表面的磕碰、划伤、加工粗糙、密封件的低温硬化、偏载等原因都会造成密封损伤、失效引起漏油。
解决的办法可从设计、制造、使用几方面进行，如选耐粉尘、耐磨、耐低温性能好的密封件并保证密封沟槽的尺寸及精度，正确选择滑动表面的粗糙度，设置防尘伸缩套，尽量不要使液压缸承受偏载，经常擦除活塞杆上的粉尘，注意避免磕碰、划伤，搞好液压油的清洁度管理。
2.1.密封圈的损坏、老化或选型、唇口装配方向错误造成内漏。
处理方法是：更换老化、损坏的密封圈和密封挡圈。选用的密封圈表面应光滑、无皱纹、裂缝、气孔、擦伤等缺陷，同时应注意密封圈的选型及其密封圈装配方向。如Y形密封圈（图一常见Y型密封圈a所示），它被广泛用于轴、孔作相对往复运动且速度较高的场合下，可作轴用或孔用密封，它利用油的压力使其两唇边紧压在缸体内壁和活塞上实现密封，其密封性能随着压力的升高而升高，并且在磨损后有一定的自动补偿能力。近年来应用日趋广泛小断面Yx形密封圈在使用时应注意，孔用密封应选用如图b所示、轴用密封应选用如图c所示的密封圈，且唇口应向着有压力油的油腔。
2.2.活塞杆锁紧螺母松动。
处理方法是：拧紧活塞杆锁紧螺母。
2.3.缸筒失圆严重时，导致液压缸上下腔的液压油相通，造成泄漏。
处理方法是：若失圆不太严重，可采取更换加大活塞密封圈的办法来恢复其密封性；若圆度、圆柱度误差超过0.05mm时，则应对缸筒进行珩磨加工，更换加大活塞，来恢复正常配合间隙。
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图一 常见Y型密封圈
3.液压控制阀内漏的处理方法：
3.1.调节弹簧弹力不足或折断：更换规定长度和弹力合适的弹簧；
3.2.球阀阀芯磨损：更换球阀中的球，装入阀座后可敲击，使之与阀座贴合，并进行研磨；
3.3.阀芯与阀孔、滑阀与滑阀孔磨损：①圆柱面严重磨损，可采取镀铬磨削的方法修复滑阀，与滑阀孔选配；②小圆柱面与导管磨损，造成内隙过大，可在导管内镶铜套，恢复配合间隙；③阀芯锥配合面磨损，研磨锥面及互研阀座。
4.液压元件的外漏分析与排除：
液压元件等接合面的泄漏也是常见的，如：板式阀、叠加阀、阀盖板、方法兰等均属此类密封形式。接合面间的漏油主要是由几方面问题所造成：与o形圈接触的安装平面加工粗糙、有磕碰、划伤现象、o型圈沟槽直径、深度超差，造成密封圈压缩量不足；沟槽底平面粗糙度低、同一底平面上各沟槽深浅不一致、安装螺钉长、强度不够或孔位超差，都会造成密封面不严，产生漏油。
解决办法：针对以上问题分别进行处理，对o形圈沟槽进行补充加工，严格控制深度尺寸，提高沟槽底平面及安装平面的粗糙度、清洁度，消除密封面不严的现象。
5.管接头的漏油分析与排除：
管接头在液压系统中使用较多，在漏油事故中所占的比例也很高，可达30%～40%以上。管接头漏油大多数发生在与其它零件联接处，如集成块、阀底板、管式元件等与管接头联接部位上，当管接头采用公制螺纹连接，螺孔中心线与密封平面不垂直，即螺孔的几何精度和加工尺寸精度不符合要求时，会造成组合垫圈密封不严而泄漏。当管接头采用锥管螺纹连接时，由于锥管螺纹与管接头之间不能完全吻合密封，如螺纹孔加工尺寸、加工精度超差，极易产生漏油。以上两种情况一旦发生很难根治，只能借助液态密封胶或聚四氟乙烯生料带进行填充密封。管接头组件螺母处漏油，一般都与加工质量有关，如密封槽加工超差，密封圈选型不当，加工精度不够，密封部位的磕碰、划伤都可造成泄漏。必须经过认真处理，消除存在的问题，才能达到密封效果。
6.泵、马达旋转轴的漏油分析与排除：
泵、马达旋转轴处的漏油主要与油封内径过盈量太小，油封座尺寸超差，转速过高，油温高，背压大，轴表面粗糙度差，轴的偏心量大，密封件与介质的相容性差及不合理的安装等因素造成。
解决方法可从设计、制造、使用几方面进行预防，控制泄漏的产生。如设计中考虑合适的油封内径过盈量，保证油封座尺寸精度，装配时油封座可注入密封胶。设计时可根据泵的转速、油温及介质，选用适合的密封材料加工的油封，提高与油封接触表面的粗糙度及装配质量等。
7.温升发热的漏油分析与排除：
温升发热往往会造成液压系统较严重的泄漏现象，它可使油液粘度下降或变质，使内泄漏增大；温度继续增高，会造成密封材料受热后膨胀增大了摩擦力，使磨损加快，使轴向转动或滑动部位很快产生泄漏。密封部位中的o形圈也由于温度高、加大了膨胀和变形造成热老化，冷却后已不能恢复原状，使密封圈失去弹性，因压缩量不足而失效，逐渐产生渗漏。
因此控制温升，对液压系统非常重要。而引起油液发热的原因是多方面的，主要有：
7.1.从设计方面来说，可能与油箱的容积有关，一般对于低压系统油箱的有效容积量为泵工程流量的2～4倍，中压系统中，油箱的有效容积量为泵工程流量的5～7倍，高压系统中，油箱的有效容积量为泵工程流量的6～12倍，过小的油箱可以造成系统散热不良，造成油液发热；针对此可估算油箱容积，加大油箱容积，从而加大油箱散热面积，来改善油箱散热情况；
7.2.循环冷却系统冷却器换热面积过小，也有可能造成油液发热，针对此可加大循环冷却系统冷却器换热面积，使系统油温严格控制在25～50℃之间。
7.3.也可能是散热条件差或系统中阀压力调定问题引起的温升。
排除方法为：隔离外界热源对系统的影响，保持设备的清洁，及时清除附在油箱、油管上的油污，利于系统散热。并合理调整系统各种阀的压力，尽可能取较低的压力，以减少系统的能量损耗，避免增加系统温升。
7.4.选用油品粘度过高会增加油液流动时的能量消耗，而选用油品粘度过低会增加泄露也可能造成温升，故正确选用合适的粘度采用粘-温特性好的工作介质，亦可减少系统温升。
二、液压系统泄漏的原因及防漏的主要预防措施：
液压系统泄露治理是一项系统性工程，涵盖了液压系统设计，元件的选型，制造，安装，冲洗，调试及运行各个环节。我作为轧钢厂液压维护工程人员，就从自身的一些经验来分析一下液压系统的泄漏的原因及防漏的主要预防措施。
1.液压系统的泄漏的原因：
1.1.冲击和振动造成管接头松动是造成液压系统泄漏的原因之一；
1.2.密封件损伤，动密封件及配合件相互磨损(液压缸尤甚) 是造成液压系统泄漏的原因之二；
1.3.油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质是造成液压系统泄漏的原因之三。
1.4.杂质污染是造成液压系统泄漏的原因之四。杂质会使运动副之间磨损加剧、阀芯卡阻，动作不到位，或引起密封件或密封面划伤，从而造成系统泄露。
2.防漏的主要预防措施：
2.1.优化设计，简化管路布局：
液压系统系统漏油有30～40%为接头漏油，故在设计液压系统时优先选用叠加阀、插装阀、板式阀等集成块式阀路，简化管路布局，并将液压系统中的液压阀台安装在与执行元件较近的地方，缩短液压管路的总长度，尽量减少油路管接头及法兰的数量，进而减少管路泄漏点，这是防漏的有效措施之一。
2.2.减少冲击与振动：
液压冲击和振动是液压系统普遍存在的现象，它直接或间接地影响系统，造成管路接头松动，产生泄漏。控制振动及减少冲击对液压系统的安全运行非常重要。主要控制措施有：
2.2.1. 为了防止液压冲击对油缸的影响，设计时应考虑到油缸收到底时活塞与缸筒底的碰撞问题，所以选用合适的油缸行程尤为重要，在安装空间允许的情况下，让行程富裕5-10%，并在行程终端时，外部设置机械限位，防止油缸内部碰撞，任何时候都不会用到油缸的全行程。
若在行程方面无法得到解决的话，就必须选用带缓冲的油缸，此类油缸设计时采用缓冲装置，如图二A所示环状间隙式缓冲装置。它由活塞上的圆柱形柱塞和液压缸端盖上的内孔组成，当圆柱形柱塞进入与其相配合的端盖内孔时，封闭在液压缸腔内的油液将延预留间隙挤出去，这样活塞就受到一个很大的反力，运动速度被减慢下来，从而来避免油缸较强的机械碰撞。
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图二 环状间隙式缓冲装置
为使缓冲作用更均衡，如图二B所示，可将柱塞加工成5°左右的圆锥体，可使缓冲装置通流面积随缓冲行程的增大而减小，缓冲装置，缓冲力均衡，冲击小，定位精度高，在行程终端时能实现速度递减，直至为零。避免机械碰撞，从而达到减少液压冲击和振动的作用。
2.2.2.振动与液压冲击往往是由于快速换向所造成的，因此在工况允许的情况下，尽量延长换向时间，在阀芯上设置缓冲槽、缓冲锥体结构或在阀内装有延长换向时间的控制阀以减少液压冲击，如可采用比例阀或电液换向阀来提高液压系统阀芯运行的平稳性；采用叠加式液控双单向节流阀来控制主阀芯的移动速度，如图三，采用增加双单向节流阀⑧来调节液压阀芯的开口度，控制液压缸运行速度，进而减少管路冲击振动。
2.2.3.正确安装和调定溢流阀⑩、液压泵①的压力，以减少液压泵与溢流阀共振引起的机械振动和供油压力产生的冲击振动，一般溢流阀压力大于液压泵供油压力的10%～20%。
2.2.4.液压系统应远离外界振源，管路应合理设置管夹，提高系统的抗震能力，泵体可采用减振器、避震喉①、高压胶管⑨、补偿接管或装上脉动吸收器来消除压力脉动，减少振动，这也是有效防漏的措施。
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图三 用双单向节流阀调速回路
2.3.杜绝污染：
选用合格油品，防止二次油液污染，保持装配环境清洁，从源头上解决因油液污染而造成液压元件的磨损及泄露。主要措施有：
2.3.1.油箱周围保持清洁，油箱加盖密封，并设置空气过滤器。
2.3.2.定期更换油箱中油液，一般液压系统累计工作5000h后，油液出现乳白色（进水）或发红（油品氧化）则应当换油。所用器具如油桶、漏斗等要保持干净，选用滤油小车来加注新油，做到三级过滤。
2.4.定期检查维护：
2.4.1.定期检查、清洗或更换过滤器。根据油品清洁度要求，1-3月更换一次滤芯，对液压油定期过滤，定期进行油品的物理性能检验，既能保证液压系统的工作性能，又能减少液压元件的磨损和腐蚀，及时发现和处理系统隐患是防止泄漏、减少故障的最基本保障。
2.4.2.定期检查紧固件与管接头，防止管接头松动，也是有效防止液压系统泄露的有效措施。
2.4.3.根据运行工况，温度、速度、压力等参数选用合适的密封，并定期更换密封，也可有效预防液压系统泄露。
2.5.提高管理和维护人员的素质，从管理上下功夫这也是有效防漏的措施之一。
为保证维护、检修质量，可采取以下措施：
2.5.1.由液压专业工程技术人员来管理液压设备；
2.5.2由具备专业钳工技能和液压基础知识的技术工人来检修和维护液压系统；
2.5.3.认真分析每次液压泄漏事故，并在维护人员中通报学习，提高维护人员认知范围和经验；
2.5.4.加强对管理人员和维护人员进行机械、液压、电气技术知识的培训，让管理者和维护人员熟知液压设备原理及性能；
三、结束语
液压系统的泄露问题较为复杂且治理较难，解决泄露更是不易，但只要重视，从设计入手，简化管路布局、优化设计，精心制造、减少液压系统污染，运用一整套科学的管理和维护方法，定期检查、及时维护，液压系统的泄露还是可以得到有效控制的。本文所述仅是本人从事液压维护实际工作的一点经验总结，相信随着科学技术的进步，新型材料密封的应用，液压系统的泄露一定会得到妥善解决，不再会成为制约液压传动推广应用的因素。
四、致谢
本文在形成的过程中，得到了轧钢厂领导和同事的审阅并提出了宝贵意见，在此表示衷心的感谢。
参 考 文 献
1、俞启荣主编，液压传动，北京：机械工业出版社出版 1994年 ；
2、钱昆、周昌勇编，轧钢设备液压泄露的分析与控制，江苏冶金，2005年8月，第33卷第4期；
3、李爱平主编，机械设备液压传动系统泄露的原因及控制，《水利采煤及管道运输》，2009年02期；
4、孟凡武、贺明、康建伟编，电液锤液压系统的泄露分析及控制，液压与气动，2006年第8期。