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多级套筒伸缩式双作用液压缸故障原因分析及对

来源:未知 作者:admin 时间:2018-02-08

   1.故障现象
    某产品上选用的两级套筒伸缩式双作用液压缸,活塞与套筒采用螺纹嵌套式,在加工工艺与活塞式单作用油缸相同,质量上易保证,可靠性好,但结构复杂。某次顶升作用后检修,发现活塞杆拉伤,出现泄漏,同时油缸出现卡阻,一级活塞杆缩不回的现象。为避免更大事故的发生,对该多级油缸进行拆检,发现导向限位部分已产生塑性变形,平坦的台阶边沿损坏,尖锐的铁屑将活塞杆的镀烙层划伤,进一步损坏了密封圈,引起油缸的泄漏,同时空载缩缸时回油背压较高,压力损失很大。
2.原因分析
   对油缸进行了分析,多级套筒伸缩式双作用油缸出于自身结构的考虑,其缸径和活塞杆直径的选择都偏大。一级缸径和杆径分别为200mm、190mm,二级缸径和杆径分别为160mm、150mm.每极油缸每边只有5mm的间隙,通常油缸从最大的一级开始逐级伸出,即200mm油缸带着套在其内的第二级最先移动,在一级行程完全伸出后,下一级才开始伸出,而在缩回时,最小的一级完全缩进以后,下一级才开始移动,逐级缩回到缸筒内。由于每一级活塞与导向限位接触面非常小,如果油缸伸出速度较快,活塞就会与限位处发生碰撞,长期碰撞会引起导向限位部位发生塑性变形,导致活塞杆发卡, 划伤镀烙层,油缸的反复伸缩会进一步损伤密封圈,从而造成卡阻和泄漏。所选用油缸第一级速闭10.5,二级速比8.25,当第一级伸出到位后,相同流量进入第二级,其伸出速度增大,而油缸没有设计缓冲设置,快速伸出的活塞在行程末端会撞击导向部位,该部位未经特殊处理,时间长后就产生了障碍。至于缩缸时回油背压高,主要是由于多级缸的速比较大引起,同样的油量进入有杆腔,无杆腔排油量成数十倍的扩大,而在系统设计时,大都是按泵的供油量进行选择的,忽略了由速比引起的流量增加,油缸级数越多,影响越大,系统背压的增加也就越大,从而出现空载缩缸时需要加大发动机油门或消耗功率的怪现象。
3.对策
如果能降低油缸伸出速度,让其平缓到达行程终点,就可解决碰撞问题。因此对液压原理进行了改进设计,多级缸伸出时,电磁换向阀处于右位,节流阀先对泵的来油进行了调节,有杆腔的回油通过单向节流阀的单向阀回油箱,同时高压油将液控单向阀封闭,使油缸的伸出速度可控,避免发生高速撞击。当多级缸缩回时,电磁换向阀处于左位,节流阀先对泵的来油进行了调节,同时高压油通往液控单向阀的控制口,将液控阀打开,使其反方向流通,无杆腔的回油一路经液控阀和节流阀回油箱,节流阀可调节背压,防止缩回太快而在无杆腔产生真空,引起系统振动和噪声,无杆腔排出的另一路液压油可经电磁换向阀,回油箱。

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