一、液壓缸低速爬行的現象液壓缸的活塞桿在油壓的作用下伸出或縮回時(shí),經(jīng)常出現速度不均勻現象,并有時(shí)伴有振動(dòng)和異響,從而引起整個(gè)液壓系統的振動(dòng),并帶動(dòng)主機其它部件振動(dòng),在主機調試過(guò)程中經(jīng)常出現,有時(shí)速度快了,這種現象會(huì )減輕。除因液壓系統管路引起這種現象以外,液壓缸自身產(chǎn)生的振動(dòng)也經(jīng)常引發(fā)此類(lèi)現象。
二、原因分析液壓缸:液壓缸低速爬行的主要原因可從以下方面分析:
1、液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔存有氣體而產(chǎn)生的低速爬行,由于氣體混在液壓油中,在壓力的作用下,體積變化,在高壓作用下甚至發(fā)生氣體瞬間爆炸,從而引起液壓缸的速度不穩定。
2、液壓缸設計間隙不當產(chǎn)生的低速爬行,液壓缸內部活塞和缸體、活塞桿和導向套之間的滑動(dòng)配合間隙太大,引起滑動(dòng)面的受壓不均勻,造成摩擦力不均勻,引起液壓缸低速爬行;滑動(dòng)配合間隙若太小,加上零部件制造存在公差,也會(huì )引起滑動(dòng)面的受壓不均勻,造成摩擦力不均勻,引起液壓缸低速爬行。
3、液壓缸內導向元件摩擦力不均勻產(chǎn)生的低速爬行,液壓缸常用的導向材料有QT500.7、ZQAL9-4、非金屬支撐環(huán)等,特別是非金屬支撐環(huán)尺寸不均勻,一些非金屬支撐環(huán)隨油溫變化尺寸增大或減小,即在油液中尺寸穩定性差直接造成配合間隙的變化,很容易造成液壓缸的速度不穩定。
4、密封件材質(zhì)問(wèn)題引起的液壓缸低速爬行,液壓缸常用的密封材料有丁晴橡膠、聚胺酯橡膠、聚四氟乙烯等,由于材質(zhì)硬度、強度、跟隨性問(wèn)題,直接影響其和滑動(dòng)表面的摩擦力,另外對于唇口密封,油壓的波動(dòng)造成密封區與接觸面的接觸壓力產(chǎn)生變化,從而引起液壓缸速度的變化。
5、零部件加工精度的影響,液壓缸缸體內壁和活塞桿表面加工精度的高低,對液壓缸的低速穩定性影響很大。特別是幾何精度影響更大,其中直線(xiàn)度是關(guān)鍵,在加工過(guò)程中直線(xiàn)度的保證最難做到,對行程較長(cháng)的液壓缸來(lái)說(shuō),液壓缸缸體內壁和活塞桿表面的直線(xiàn)度是影響液壓缸低速穩定性的主要因素。
三、解決辦法
1、液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔存有氣體而產(chǎn)生的低速爬行,可通過(guò)反復運行液壓缸達到排氣的目的,必要時(shí)在管路或液壓缸的兩腔設置排氣裝置,在液壓系統工作時(shí)進(jìn)行排氣。
2、液壓缸設計間隙不當產(chǎn)生的低速爬行,可正確設計液壓缸內部活塞和缸體、活塞桿和導向套之間的滑動(dòng)配合間隙,理論上的配合間隙為H9/N或H9/f8,也有H8/f8的;根據本作者的經(jīng)驗,液壓缸的缸徑和桿徑由小到大,如都按此來(lái)設計配合間隙,對于較大缸徑(≥?200mm)和桿徑(≥?140mm)的配合間隙就顯得間隙過(guò)大,實(shí)際應過(guò)程中,這類(lèi)液壓缸的低速爬行現象較小缸徑的液壓缸出現的多,國外此類(lèi)液壓缸滑動(dòng)面的配合間隙一般設計為0.05mm∽0.15mm,從實(shí)際比較的結果來(lái)看,液壓缸的低速爬行問(wèn)題明顯改善。因此對大缸徑的液壓缸建議選用這種方法。
3、液壓缸內導向元件摩擦力不均勻產(chǎn)生的低速爬行,建議優(yōu)先采用金屬作為導向支撐,如QT500-7、ZQAL9-4等,如采用非金屬支撐環(huán),建議選用在油液中尺寸穩定性好的非金屬支撐環(huán),特別是熱膨脹系數應小,另外對支撐環(huán)的厚度,必須嚴格控制尺寸公差和厚度的均勻性。
4、對于密封件材質(zhì)問(wèn)題引起的液壓缸低速爬行,建議在工況允許的條件下,優(yōu)先采用以聚四氟乙烯作為密封的組合密封圈,如常用的格萊圈、斯特封等等;如選唇口密封,建議材料優(yōu)選丁晴橡膠或類(lèi)似材料的密封件,其跟隨性較好。
5、零部件加工精度的影響問(wèn)題,在液壓缸的制造過(guò)程中應嚴格控制缸體內壁和活塞桿表面加工精度,特別是幾何精度,尤其直線(xiàn)度是關(guān)鍵,在國內加工工藝中,活塞桿表面的加工基本上是車(chē)后磨削,保證直線(xiàn)度問(wèn)題不大,但對于缸體內壁的加工,其加工方法很多,有鏜削-滾壓、鏜削-珩磨、直接珩磨等,但由于國內材料的基礎水平較國外有差距,管材坯料直線(xiàn)度差,壁厚不均勻、硬度不均勻等因素,往往直接影響缸體內壁加工后的直線(xiàn)度,因此建議采用鏜削-滾壓、鏜削-珩磨工藝,如直接珩磨,則必須首先提高管材坯料的直線(xiàn)度。除上述方法外,液壓缸的缸體壁厚在允許的情況下,安全系數盡量選大一些,使缸體厚壁增加,特別是高壓工況下使用的油缸,以減小油壓下的缸體變形,變形后的缸體也會(huì )引起液壓缸低速爬行。