密封件技術(shù)：密封件損壞對(duì)液壓設(shè)備影響

機(jī)械加工行業(yè)中，液壓傳動(dòng)應(yīng)用非常廣泛，如各類(lèi)半自動(dòng)液壓傳動(dòng)車(chē)床等。這些機(jī)床在使用過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)諸如沖擊、爬行等故障，診斷維修時(shí)，往往在液壓控制元件(如各類(lèi)泵、閥)上找不到故障原因，致使維修工作陷入困境。而最終此類(lèi)故障還是常在執(zhí)行元件上找到原因，即油缸活塞密封元件嚴(yán)重磨損所致。該類(lèi)現(xiàn)象尤以“O”型密封圈見(jiàn)多。

    實(shí)例1：某一CB3463-1程控六角轉(zhuǎn)塔半自動(dòng)車(chē)床，在使用過(guò)程中，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)塔刀架進(jìn)給速度無(wú)法調(diào)整的故障現(xiàn)象，截止閥2關(guān)閉后仍有爬行、前沖，并且一直到油缸底部才能停止，機(jī)床無(wú)法正常使用。

    檢測(cè)與維修：檢查所有液壓控制元件，尤其是調(diào)速元件均沒(méi)發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。更換了部分調(diào)速閥，故障仍未消除。后經(jīng)過(guò)拆檢油缸發(fā)現(xiàn)活塞“O”型密封圈嚴(yán)重磨損，使油缸兩腔液壓油互竄所致。分析其原因，由于“O”型密封圈磨損后，油缸有桿腔與無(wú)桿腔間隙增大互通，當(dāng)關(guān)閉調(diào)速閥3或截止閥2時(shí)，就等于切斷了油缸有桿腔的回油路。從理論上講，壓力油進(jìn)入油缸無(wú)桿腔時(shí)，在活塞上形成一個(gè)推力F無(wú)，使活塞產(chǎn)生向有桿腔移動(dòng)的趨勢(shì)，因?yàn)橛透子袟U腔回油關(guān)斷，腔內(nèi)油液迅速形成背壓，使活塞兩端受力平衡而靜止不動(dòng)，此時(shí)F有=F無(wú)，而無(wú)腔油液壓力因活塞受力面積不同而不同，即P有>P無(wú)。在實(shí)踐中，因油缸兩腔形成間隙互通，油缸腔內(nèi)壓力油有從高壓區(qū)向低壓區(qū)流動(dòng)的趨勢(shì)，流動(dòng)一產(chǎn)生，腔內(nèi)壓力P有降低，P無(wú)升高，作用在活塞兩端的推力F無(wú)>F有，活塞失去平衡向有桿腔移動(dòng)尋覓新的平衡點(diǎn)。如此往復(fù)，活塞一直移動(dòng)到有外力阻擋才能停止。上述現(xiàn)象的產(chǎn)生給機(jī)床的維修工作帶來(lái)了很大影響，更換油缸活塞“O”型密封圈后，機(jī)床故障消除，運(yùn)行恢復(fù)正常。

    實(shí)例2：某一CE7120液壓仿形車(chē)床，在工作中出現(xiàn)仿形刀架引刀下行轉(zhuǎn)縱向進(jìn)給切削時(shí)沖刀，致使打刀、廢活現(xiàn)象頻發(fā)，機(jī)床無(wú)法正常工作。

    檢測(cè)與維修：檢查各液壓控制元件均無(wú)故障，維修工作一時(shí)進(jìn)入盲區(qū)。拆檢刀架縱向油缸，發(fā)現(xiàn)活塞油封“O”型密封圈外圓已經(jīng)磨平，同時(shí)發(fā)現(xiàn)活塞外圓尺寸不合要求(屬機(jī)床制造原因)，直徑方向小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸0.8mm，活塞和油缸體間隙很大，導(dǎo)致縱向油缸兩腔互通竄油。維修時(shí)，更換了合格的活塞以及“O”型密封圈后機(jī)床沖刀故障排除。分析其原因是在仿形刀架引刀下行到位的瞬間，刀架整體受一個(gè)沖力F’，該力分解后有一個(gè)水平推力F’1作用于縱向油缸活塞桿上，與此同時(shí)，電磁閥34E1-25B工作，縱向油缸有桿腔接通壓力油，無(wú)桿腔接通調(diào)速閥回油路，活塞有桿腔受力F由兩部分完成，一為F’1，另一為F1=A1P1，其中A1為無(wú)桿腔的受力面積，那么F=F’1+F1。正常情況下，活塞在力F的作用下開(kāi)始向無(wú)桿腔移動(dòng)，由于液壓油的不可壓縮性，無(wú)桿腔內(nèi)液壓油壓力急驟升高給活塞形成背壓，活塞受力平衡按調(diào)速閥調(diào)定速度平穩(wěn)走刀。該瞬間因有%F’1的作用，縱向油缸腔內(nèi)壓力P2就會(huì)大于P1。實(shí)際中，油缸兩腔因間隙竄通，在P2>P1的瞬間，液壓油有從高壓區(qū)無(wú)桿腔向低壓區(qū)有桿腔流動(dòng)的趨勢(shì)，流動(dòng)一旦產(chǎn)生，P2降低，P1升高，F(xiàn)1增大，活塞受力失去平衡，活塞帶動(dòng)刀架快速向無(wú)桿腔方向移動(dòng)。而瞬間過(guò)后，因仿形刀架下行結(jié)束，作用在縱向油缸活塞上的水平推力F’1自行消失，活塞快速移動(dòng)結(jié)束，刀架走刀趨于平穩(wěn)，沖刀現(xiàn)象結(jié)束。

    以上兩例故障的排除方法已在多次實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，維修工作取得良好效果。