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      熱搜關鍵詞:礦用接頭液壓管路定制液壓連接件液壓系統解決方案

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      分享 | 液壓軟管選型設計與故障分析

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      人氣:-發表時間:2022-09-30 15:34【

      液壓傳動主要是利用液體的壓力能來傳遞能亮,而壓力能的傳遞離不開各種橡膠軟管,橡膠軟管根據標準、壓力、溫度、介質的不同分成很多種類,它的選型和設計既要了解系統的設計需求,還需要了解軟管和接頭制造商的產品信息,比較復雜且容易出問題,本文主要研究液壓軟管的設計選型方法,常見的液壓管路故障及其原因。


      1、液壓軟管的選型設計


      液壓系統的性能、設備及部件的使用壽命、成本預算各項需求明確后,設計液壓系統所需要安裝的液壓軟管總成,一般包括尺寸、溫度、應用、介質和壓力5個要素。


      1.1 尺寸

      液壓系統通過傳遞不同壓力和流量流體來進行能亮的傳遞。為了盡可能減少壓力損失以及避免發熱過度引起的系統損傷,軟管和接頭的尺寸選擇非常重要。管道的內徑d一般是按照流速來選取,即

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      式中,qv為液體流量m3/s;v為流速m/s。


      推薦流速:吸油管口取1~2m/s(一般取1m/s以下);壓力油管取3~6m/s(壓力高,管道短或者液壓油粘度小的情況下可以取大值,反之取小值,局部或者特殊情況下可取v≤10m/s);回油管取1.5~2.5m/s。


      除應用計算公式的方法外也可以根據管道的流量、流速、內徑的關系計算圖進行連線選擇。


      1.2 溫度

      軟 管 選 型 時 應 考 慮 軟 管 內部輸送的介質溫度以及軟管外部工作環境的溫度。一般制造商的產 品 目 錄 提 供 產 品 的 工 作 溫 度 范圍,選型時根據參數選擇溫度范圍內的軟管。軟管工作環境的外部溫度影響軟管總成的使用壽命,在這種工況下使用者需要增加管路的檢查頻次,如果發現軟管外膠層變脆或開裂,必須更換軟管或軟管總成。


      高溫高壓的綜合工況下,軟管的壽命會大大縮短。此時應該選擇外膠層耐高溫的管。選擇派克軟管中帶HT(High Temperature)標識或者軟管代號末位是6的管子,如661HT、881HT、436、836等系列的軟管。


      在低溫工況下,低溫會降低橡膠產品的柔軟性,在寒冷惡劣氣候、深冷等工況下,選用軟管一方面需要做好管路的保溫防寒措施,另一方面選擇耐低溫的軟管,如選擇派克帶LT(Low Temperature)標識的軟管371LT、772LT等。


      1.3 應用

      應用部分比較直觀和易于選擇,如吸油、壓力和回油管路。在吸油回路中需要考慮耐負壓和真空工況的軟管選擇??照{及制冷系統的管路需要考慮介質溫度、介質腐蝕性等特性的軟管產品。冶金及一些高溫明火工況中,選擇耐高溫、防火外膠層或者在管路外增加防火護套等。數控機床和加工設備中管路在拖鏈中安裝,工作時不斷地與周邊摩擦和接觸,選擇具有耐磨外膠層或者超耐磨橡膠的外膠層軟管產品。多角度考慮產品選型所涉及的各項綜合因素,有助于選擇正確的產品,保證使用安 全和產品使用壽命以及優化產品整體的使用成本。


      1.4 介質

      流體的介質兼容性,設計者根據系統的流體介質選擇具有兼容性的軟管產品,如介質是磷酸酯液壓油,選擇Parker軟管系列中尾數是4的軟管,內膠層一般是EPDM材質,如804、304、424、774等系列軟管。


      1.5 壓力

      軟管和接頭選型必須保證軟管的總成zui大工作壓力≥系統的zui大壓力。系統的脈沖或峰值壓力必須小于軟管的zui大工作壓力。設計者在選型設計時往往忽略軟管接頭的壓力適用范圍,從而造成系統故障,因為軟管總成的壓力范圍是由組成軟管總成各部件中工作壓力zui小者所決定,所以軟管總成選擇時,接頭、軟管的壓力的工作壓力必須綜合考慮。


      上述介紹了液壓軟管設計需要綜合考慮的5方面因素,其他因素根據設計項目和需求不同涉及到的因素也不盡相同。如選擇產品需要符合的標準、產品認證、螺紋密封和儲存等。


      2 常見故障及其原因


      液壓軟管的正確設計選型影響著整個系統的可靠性、安全性和正常工作。下面對液壓管路經常遇到的故障、引起故障的主要原因和應該采取的措施進行分析。


      2.1 服務壽命

      (1)現象:軟管爆裂、鋼絲增強層破壞并暴露在外面,在外膠層失膠區域的鋼絲稍許的傾斜。


      (2)原因:可能是反復循環的高壓脈沖或在軟管的同一地方反復繞曲。


      (3)措施:根據工況和現場實際需求更換軟管總成。


      2.2 軟管拔脫

      (1)現象:接頭拔脫和軟管分開。


      (2)原因:軟管插入深度沒有達到推薦值。外套的所有齒必須全部扣壓在軟管上,外護套的 后一齒的夾持力占全部夾持力的25%。


      (3)措施:更換軟管總成。根據軟管制造商推薦的插入深度在管上做好標記,然后將接頭插入到標記處。


      2.3 裝配時內膠層破壞

      (1)癥狀:接頭連接處附近的軟管有裂縫(針孔或泄漏)或外膠層起泡,爆裂處鋼絲有腐蝕現象但是表層沒有明顯的損壞。


      (2)原因:在裝配時可能缺少必要的潤滑導致軟管的內膠層被切或者損壞,不正確的裝配導致水分進入內部致使鋼絲增強從被腐蝕。


      (3)措施:查詢正確的裝配方式并更換軟管總成。


      2.4 軟管扭曲

      (1)癥狀:在扭曲區域軟管外層被損壞,鋼絲破壞。


      (2)原因:由于缺少必須要的潤滑,在裝配接頭時軟管扭曲,不正確的安裝可能引起軟管的扭曲。


      (3)措施:正確裝配,更換軟管總成,必要時利用管夾確保軟管安裝在同一平面。


      2.5 軟管磨損

      ( 1 ) 癥 狀 : 外 層 撕 裂 或 損壞,增強層有摩擦或腐蝕的跡象。


      (2)原因:軟管與其他物體過度摩擦,也可能是尖角或托架損壞軟管。


      (3)措施:更換軟管總成,使用保護套或軟管護套,必要時重新布管或用管夾避免軟管和其他物體直接接觸。


      2.6 介質不兼容

      ( 1 ) 癥 狀 : 內 膠 層 嚴 重 破壞,起腫泡或分層,甚至脫落。


      (2)原因:流體與內膠層材料不匹配和兼容。


      (3)措施:更換軟管總成,根據制造商推薦的軟管材質兼容性表更換合適的產品或流體。


      2.7 橡膠老化

      (1)癥狀:內膠層出現裂紋但仍保持彈性,接頭連接部未見明顯裂紋。


      (2)原因:由于軟管內部空氣太干燥致使內膠層老化。


      (3)措施:更換軟管總成,使用耐干燥空氣的軟管總成。


      2.8 溫度過高

      (1)癥狀:環境溫度下軟管變硬,易碎和開裂。外膠層有變干和變焦的跡象。


      (2)原因:環境溫度超過軟管耐溫極限而逐漸失去彈性,或軟管內部進入二氧化碳而發生氧化反應,引起膠管硬化。


      (3)措施:根據制造商提供的軟管應用手冊,更換耐高溫的軟管或加裝耐熱保護套。


      2.9 溫度過低

      (1)癥狀:在使用溫度下,內膠層或外膠層開裂但保持柔軟和柔韌性。


      (2)原因:環境溫度低于軟管的zui低使用溫度。


      (3)措施:根據制造商產品手冊,提高環境溫度或更換耐低溫的軟管。


      2.10 壓力過高

      (1)癥狀:軟管爆裂,降低了壽命,爆裂時突然發生的,鋼絲和外膠層無磨損痕跡。


      (2)原因:實際工作壓力超過軟管的額定工作壓力。


      (3)措施:調整系統的工作壓力或更換壓力等級更高的軟管。


      2.11 流速過高

      (1)癥狀:軟管泄漏,內胎有類似被鑿的痕跡。


      (2)原因:由于流速過高致使內膠層磨損后穿孔泄漏,也可能是流體介質中含有微小顆粒而使得內膠層磨損。


      (3)措施:根據流量和介質更換軟管。


      2.12 軟管安裝的彎曲半徑過小

      (1)癥狀:軟管在外膠層和接頭連接處斷裂。


      (2)原因:軟管在接頭體上來回移動,過度運動或者軟管總成太短致使軟管斷裂,另一個原因可能是軟管扣壓錯誤。


      (3)措施:布管時盡量保證總成處于松馳狀態,其直段少保證2倍軟管外徑,加裝管夾避免軟管過度移動。選擇正確的扣壓工具和軟管扣壓機,便于現場維修。


      本文通過介紹液壓軟管設計需要考慮的5個關鍵因素和設計選型不合理及軟管布局或使用不當造成的12種故障,通過故障分析加深對液壓軟管選型時的各項指標的認識??梢詾橐簤汗こ處熀筒脊馨惭b提供借鑒,使液壓軟管產品的選擇和使用更加科學。


      注:本文由機哥整理自《中國高新科技》2019年53期,作者王 旭東、陳?;?、王 衛東等。轉載請注明出處。


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