静压支承的故障分析及排除

油管及管接头

( 一 )油管

液压传动中常用的油管可根据用途的不同按表7—1选择不同材料的管子。

 管子材料及应用场合

油管强度可按下式进行： 

式中：p—     油液最大工作压力((lbar=105Pa): d—— 管内径尺寸(cm);

5——油管壁厚(cm);  d-—   油管的应力(Pa);

[o]——   材料的许用应力(Pa)。

流速可按下式计算：                   d=√4Q/πV

式中：Q—       通过油管的流量(m³/s); V…— 通过油管流速(m/s)

管内推荐流速为(参阅表2—6)<

吸油管：V≤0.6～1.5m/s          (流量大时取大值);

压油管：V≤2.5～5m/s   (压力高、流量大、管道短、油液粘度小时取大值)

回油管：V≤1.5～2.5m/s。

(二)管接头

管接头是油管与油管，油管与液压元件，油管与安装板等之间的连接件。它应满足连接牢固、密封可靠、 外形尺寸小、通油能力大、装配方便、工艺性好等要求。按接头的通路分：有直通、直角、三通等型式，按  油管和接头的连接方式分有：

① 焊接式管接头(图7- 1a)〕: 用于钢管连接中，球头1与油管焊接，利用球面密封，用于高压系统 从东欧进口的液压设备使用较多。

② 卡套式管接头〔图7--1b〕〕: 用于钢管或铜管连接中，利用卡套2卡住油管(冷拨钢管)密封。从 日本进口的机床上使用较多。其型号规格见JB1989—77 标准。

③ 扩口管接头〔图7—1c〕〕; 适用于铜管和薄壁钢管，也可用于尼龙管、塑料管，利用油管1管端的 扩口在管套2的紧压下进行密封，用于中低压系统。国产机床上使用较多。

④ 可旋转的直角接头〔图7—〕d〕〕:1为卡套式管接头，连接铜管或冷披钢管，连接铜管时，1换为图 中 (c)   的形式。

⑤ 扣玉式软管接头(图7—le)〕: 用于连接高压软管，它由钢丝编织胶管1、外套2和芯3组成，其型 号与规格尺寸见JB1885～1887—77 标准。

自行制造时，可先将胶管切成需要长度，按规定尺寸剥去一段外胶层，胶层端应有一个与轴线成15的 倒角，切勿损伤钢丝。将剥出胶层的胶管部分插入离外套螺纹1mm 左右处，在胶管外露端作标记，把滴有 润滑油的接头芯插入胶管，查看有标记的胶管是否有退离外套的情况，内径有否切伤和推扭堆积现象，如无 异状，可进行扣压。扣压量根据钢丝层数而定(如一层扣压量为40～43%)。

⑥ 直线移动及旋转接头(图7--2)。

图 中a)为可伸缩的管接头(滑管),在外管1(固定)的接口处加导管套3和密封件2和可伸缩作直线

运动的管4(外径光滑)组成。管4外圆须精加工，否则密封不良而漏油。

图中 b) 为旋转用的可伸缩的管接头，用于在安装时，如用一般管接头难以对准角度、可采用此种

接头。

⑦ 快速自封管接头〔图7—3a〕、b〕、c〕〕。

这是一种不需用扳手而又能快速装卸并能自动封闭油路的接头。它不需要像一般管接头那样需用扳手 将螺母一圈一圈地拧上或退出，套上或抽出即可。

接头体与接头套未套上时，各自的弹簧8推压钢球7,构成单向阀起自封(封油)作用。当二者套上时 (图中a)〕,8   个钢球4,卡住接头体和接头套，起连接作用，同时钢球7互相顶开，打开油路，油液可来回 流动。

图7—4为用锥阀芯7代替上述图中的钢球7的另一种快速自封式管接头，其工作原理相同。可用于大 流量。

⑧ 扩口管接头的改进型(图7-5):为提高密封可靠性，用球形管接头代替扩口锥面的管接头，线接 触比面接触密封性更好。

二、故障分析与排除

管路及管接头的故障主要有二：一是漏油，二是振动(伴之噪声)。

(一)渊油

1. 様胶及尼龙等软管和接头的漏油

A

改进前

74

改进后

螺母

图7—5

此类管统称挠性管。挠性管产生漏油的部位有：a)  接头连接部位；b)  挠性管壁破裂处。

管路漏油一般可通过肉眼观察出来。产生挠性管漏油的原因有：a.  安装时挠性管扭曲：b.  软管与接头 连接处不是相对静止；c.  运行时，软管长度方向伸缩余地不够拉得太紧；d.  运行中发生与其它管道或刚性 硬件摩擦；e, 橡胶管接头弯曲半径不合理及管子破裂等(图7-6与图7—7)。

为解决软管及接头的漏油问题，要正确安装软管及采取下述措施(图7--7)。

① 目前，软管及接头一般向专门生产厂家成套购买，买后先要试验一下接头处的质量，不漏油时才装

在主机上。

② 安装软管拧紧螺纹时， 注意不要拧扭软管，可在软管 上划一彩线观察。拧扭的软管  容易从接头处漏油，也容易造  成软管破裂漏油。

③ 长度方向要有伸缩余 地，不可拉得太紧，因为软管在 压力温度的作用下，长度会发 生变化。一般为收缩，收缩量为 管长的3%左右。

④ 在弯曲处，要有足够的 长度，弯曲半径要足够大。弯曲 处即与管接头的连接处应有一 段呈直管的部分，长度应≥ 2D(D 为管子外径),弯曲最小 曲率半径≥(9～10)D (图 7—7)。

⑤ 在直角拐弯处最好不 用软管，否则在压力交变的工 况下，会因软管弯曲处的长度和曲率半径的变化而疲劳导致破裂。产生漏油，使用不锈钢软管时更应注意。

⑥ 要避免软管外壁互相碰擦或机器的尖角棱边相接触或摩擦，以免软管受损。

⑦ 为了保护软管不受外界物体作用损坏及在接头处受到过 度弯曲，可在软管外面套上螺旋钢丝，并在靠近接头处密绕，以增 大抗弯折的能力。

⑧ 最好不用在高温有腐蚀橡胶气体的环境中使用。

⑨ 如系统软管数量较多，应分别安装管夹加以固定。或者用 橡胶板隔开尽量避免软管相互接触或与其它机械零件接触，以免 相互影响和相互碰擦造成破损。

2. 扩口管接头 (JB1902---77～JB1940--77)的漏油

扩口管接头及其管路漏油以扩口处的质量状况最普遍，另外 也有安装方面的原因。

① 拧紧力过大或过松造成泄漏；使用扩口管接头要注意扩口 处的质量，不要出现扩口太窄、扩口破裂现象，扩口端面至少要与

管套端面齐平，以免在紧固螺母时，将管壁挤薄，引起破裂甚至在拉力作用下使管子脱落引起漏油和喷油现 象。另外在拧紧管接头螺母时，紧固力矩要适度。可采用划线法拧紧，即先用手将螺母拧到底，在螺母和接头 体间划一条线，然后用一只扳手扳住接头体，再用另一扳手扳螺母，只需再拧紧1/4～1/3圈即可(图7--8)。

② 由于管子的弯曲角度不对(图7—9),以及接管长度不对〔图中b〕〕,管接头扩口处很难密合，造成 泄漏。其漏油部位如图所示。为保证不漏应使弯曲角度正确和控制接管长度适度(不能过长或过短)。

③ 接头位置靠得太近，不能拧紧，有干涉，在若干个接头紧靠在一起时，若采用图7—10a)  的排列， 接头之间因靠得太近，扳手因活动空间不够而不能拧紧，造成漏油。解决办法是拉开管接头之间的距离，不 行的话可按图中b)  的方法予以解决，可方便拧紧，便于维修。

④ 扩口管接头的加工质量不好，引起泄漏。

扩口管接头有A 型和B 型两种形式，图7---11为A 型，当管套接头体紫铜管互相配合的锥面与图中的 角度值不对时，密封性能不良，特别是在锥面尺寸和表面粗糙度太差，锥面上拉有沟槽时，会产生漏油。另 外当螺母与接头体的螺纹有效尺寸不够(螺母有效长度要短于接头体),不能将管套和紫铜管锥面压在接头 体锥面上时，也会产生漏油。

3. 焊接管及焊接管接头引起的漏油

管接头、钢管及铜管等硬性管需要焊接连接时，如果焊接不良，焊接处出现气孔、裂纹和夹渣等焊接缺

陷，会引起焊接处漏油：另外，虽然焊接较好，但焊接处的形状处理不当，用一段时间后也会产生焊接处的 松脱，造成漏油(图7 — 12与图7- 13)。

当出现上述情况时，可磨掉焊缝，重新焊接。焊后在焊接处需进行应力消除工作。即用焊枪将焊接区域 加热，直到出现暗红色后，再在空气中自然冷却。为避免高应力，刚性大的管子和接头在管接头接上管子时 要对准，点焊几处后取下再进行焊接，切忌用管夹，螺栓或管螺纹等强行拉直。以免使管子破裂和管接头产 生歪斜而产生漏油。如果焊接部位难以将接头和管子对准，则应考虑是否采用能承受相应压力的软管及接头 进行过渡。

4.卡套式管接头 (JB1942—77～JB1987--77)    的漏油

卡套式管接头适用于油、气管路系统，压力范围有两级：中压级(E)16MPa,  高压级(G)32MPa。 它 靠卡套两端尖刃变形嵌入管子实现密封的。卡套式管接头漏油的主要原因和排除方法有：

①卡套式管接头要求配用冷拔管，当冷拔管与 卡套2相配部位不密合，拉伤有轴向沟槽(管外径与 卡套内径)时，会产生泄漏(图7-14)。此时可将 拉伤的冷拔管锯掉一段，或更换合格的卡套重新装 配。

② 卡套与接头体24°内锥面不密合，坩接触面 拉有轴向沟槽时，容易产生泄漏。应使之密合，必要 时更换卡套。

5. 其它原因造成管接头的漏油

① 管接头未拧紧，造成漏油。此时可适当拧紧 或用力矩扳手拧紧。

② 管接头拧得太紧，使螺纹孔口裂开，或破坏其它密封面，造成漏油，此时须根据情况修复或更换有 关零件。

③ 公制细牙螺纹的管接头拧入锥牙螺孔中，或者反之。液压管路采用的螺纹如表7—2所示。

表7—2                 液压管路一般采用的连接螺纹类别和标记

④ 螺纹或螺孔在安装前损伤，此时可用丝攻或板牙重新套丝或攻丝，或更换新接头。特别要注意锥管 螺纹与细牙螺纹容易混用，如果不仔细测量每时牙数，很难断定是否是锥管螺纹还是普通细牙螺纹。特别是 对于55°圆锥管螺纹与牙形角为60°的圆锥管螺纹容易混用，每时牙数(同一公称直径，例如ZG   1/8“与Z  1/8”)往往不一样，往往开始时可拧入，但拧入几扣牙后，便拧不动，此时很容易误认为管接头已经拧紧 但通入压力油后，往往漏油，须特别引起注意。当接头体或螺母的螺纹尺寸不对时，造成不能拧紧而漏油的 现象，特别要注意先判明螺纹种类换上正确螺纹尺寸的管接头。

⑤ 管接头振松造成漏油，要查明振动原因，保证配管有足够的刚性和抗振性，在适当位置配置支架和 管夹。

⑥ 螺纹配合太松，螺纹表面太粗糙、缠绕的聚四氟乙烯带因缠绕方向不对，在拧紧螺纹管接头时被挤 掉挤出均可能造成漏油。

⑦ 管道的重量不应由阀泵等液压元件和辅助元件承受，反之液压元件只有重量较轻并在管式液压件的 情况下，才可由管路支承其重量，否则压弯使管路变形，造成管接头处的不密合均会造成漏油。太重的管式 液压件应改用板式阀或辅助支承起其重量的方法，防止变形漏油。

6.管道安装布局不好，造成泄漏

管路安装布局不好，直接影响到管接头处的漏 油。统计资料表明，液压系统有30～40%的漏油来 自管路的不合理与管接头不良。所以除了推荐采用 集成回路、安装板、叠加阀及板式元件减少管路和管 接头的数量外，配管还应采取下述措施(参阅图7— 15)。

① 尽量减少管接头的数量，便减少了漏油处。

② 在尽量缩短管路长度的同时(可减少管路压 力损失和振动等),要采取避免因温升产生的管路热 伸长而拉断、拉裂管路，并注意接头部位的质量。

③ 和软管一样，接头部位需要有一段直线部分 L (图7—16)。

④ 弯曲长度要适当，不能斜交。

7. 防止票统液压冲击带来的泄漏

产生液压冲击时，会导致接头螺母的松动，此时 一方面应重新拧紧接头螺母，另外要设法防止系统产生液压冲击。例如设置蓄能器等吸振，采用缓冲阀等缓冲元件消振。

8.负压产生的泄漏

对瞬时流速大于10m/s  的管路，均可产生负压(真 空)现象，如接头采用非负压的密封形式，会产生吸走O 形 图的现象而产生泄漏。

(二)管路的振动和噪声

液压管路往往有时产生激烈振动，特别是若干条管路 排在一起时。振动会产生噪声、漏油和管接头的损坏。产生 原因如下：

① 油泵、电机等振源的振动频率与配管的振动频率合 拍，产生共振，为防止振动共振，二者的振动频率之比要在 1/3～3的范围之外。

② 管内油柱的振动，可通过改变管路长度改变油柱的固有振动频率，在管路中串联阻尼(节流器)来 防止和减轻振动。

③ 管壁振动：尽量避免有狭窄处和急剧弯曲处，尽可能不用弯头，需要用弯头时，弯曲半径应尽量大。

④ 采用管夹和弹性支架等，防止振动(图7—17～图7—19)。

⑤ 油液汇流处的接头要考虑，否则会因涡流气蚀产生振动和噪声(图7一20)。

⑥ 管内进了空气，造成振动和噪声。

⑦ 远程控制油路过长(>1m),  管内可能有气泡存在，这样管内压缩油液会产生振动，并且和溢流阀 导阀弹簧产生共振，导致噪声。因此在系统遥控管长度>1m 时，要在远程控制口附近加设节流元件(阻 尼)解决。

⑧ 在配管不当或固定不牢靠的情况下，如两泵出口很近处用一个三通接头联结溢流总排油、这样管路

会产生涡流，而引起管路噪声。油泵排油口附近一般具有旋涡，这种方向急剧改变的旋涡和另外具有旋涡的 液流合流，就会产生局部真空，引起空穴现象，产生振动和噪声。解决办法是在泵出口以及阀出口等压力急 剧变动地方的合流配管，不能靠得太近，而适当拉长距离，就可避免上述噪声。

◎双泵双溢流阀的等压系统也易产生两溢流阀的共振和噪声，解决办法是共同用一个溢流阀或两阀调成不同压力(约差1MPa)。

⑩ 回 油管的振动冲击：当回油管不畅 通背压大，或因安装在回油管油中的滤油 器，冷却器堵塞时，产生振动冲击。所以回 油管应尽可能短而粗，当在回油管上装有 滤油器或水冷却器时，为避免回油不畅，可 另辟一支路，装上背压阀或溢流阀，在滤油 器或水冷却器堵塞时，回油可通过背压阀 短路至油箱，防止振动冲击(图7—21)。

① 安装管路消振器(详见510--3三的内容)。

三 、配管施工

(一)施工步骤

① 切断：按要求的长度切断管子，下 料长度不可太长，也不可太短。切断方法如 图7—22。

② 倒去管端内外毛刺：可用平锉和圆 锉进行修刺(图7—23)。

③ 弯置成形：用液压弯管器或自制的简易弯管装置将管子弯成所需要的角度(图7—24),无此条件时， 可在铜管内注满细砂，管端两头堵上，再用煤油喷灯加热要弯曲部位，照样件(用铁丝先弯好)弯制，弯制

前管子先退火，弯制时，注意不可将管子弯扁，安装时也不可夹扁。尼龙管弯曲比较方便，只需在油中加热 到160℃~170℃后便可任意弯曲，浸入冷水就可定形。弯制钢管较为困难， 一般需边加热边弯制。

④ 管道的清洗：弯制好的管子在装配前应仔细清 洗，以清除制造过程中的污物。需要焊接的管子在清洗前 先焊好(多采用氢弧焊),以便清洗时清除焊缝上的大量 氧化皮和结渣，管道经弯曲焊接试装后全部拆除，用过渡 接头彼此连接起来，并严格按下述步骤进行清洗。

i)    通入压缩空气，检查连接处是否漏气。

ii)   通入四氯化碳脱脂。

iii)  用压缩空气吹扫。

iv)通入浓度为5～7%的HCl 溶液酸洗2～4小时， 或按图7—26所示的方法配酸洗液进行酸洗。酸洗后管  内壁应干净无异物无锈，呈现银白色(钢管)或紫红色  (铜管)的金属光泽。

)用压缩空气吹扫酸洗液。

vi) 通入浓度为3～6%的Na₂PO₄   溶液(或按图7—26)中和两小时，要求达到中和值pH6～7。

vii)    用压缩空气吹扫。

viii)    用干净水冲洗。

ix)   用压缩空气吹扫。

X)  用热风吹干。

X)   管内灌油防锈。

XI)  两端用塑料盖子封好。

还有一种简便有效的清洗管道法、在一块布中间包一团 海绵，海绵大小由管径大小而定。用手提起海绵的边缘，挤紧 呈花蕾形，然后将其朝前塞入管子内腔，用光滑金属棒推入到 一定深度后，然后通入压缩空气，海绵在压力作用下胀紧并沿 管壁向前移动直至管道出口，重复多次可揩擦干净管道。

另外还有一种用钢丝刷拉削(旋拉)去除油管内壁锈斑及 氧化脱落物的方法。如图7—27所示。油管内壁旋拉削可在普

通车床上进行，刀杆2的直径d 视被加工油管孔的大小而定

一般与油管孔的径向间隙为1.5～2.5mm。 如旋拉削φ11mm 的油管，采用中8mm 的光圆钢作为力杆，长度 比油管长100~200mm, 钢丝刷6与刀杆螺纹连接。拉削φ11mm  油管，车床每分钟100转，每转进给量2mm, 经10~20分钟，孔内径表面粗糙度可达 √左右，并清除掉管内污物。

(二)扩口工具

此处介绍几种扩口式管接头管子扩口的工具。

1. 简易扩口工具

图7-28所示为小型维修时的简易扩口工具。夹板1与夹板2分别加工有不同尺寸的与扩口管扩口部 位形状相同的半圆形圆孔锥孔，两片合拢用定位销插入便成整圆，用此工具扩口时，将铜管插入两合拢的夹 板1与夹板2相应尺寸的孔内，一起夹在台虎钳上，再用冲头往孔内冲孔，便可扩出所需的扩口管管头形状。

2. 车床扩口工具

如图7-29所示，工具材料选用W18Cr4V,  工具锥角α由扩口内包角确定，工具的宽度应小于或等于 管材的内径，即h≤d 但 h 不能太小，太小工具压入铜管太深，增加了扩口时的阻力，使材料表面引起皱

纹，甚至撕裂，扩口工具的主要工作部位是R,  R 的大小及光洁度将直接影响到扩口质量，R  大，则扩口时光洁度好，但由于接触面积大，操作费劲，材料的流动也较困难，实践证明，R 的  大小与宽度h 有关，可选。扩口口时，转速一般以600～1000rpm 为宜，工具施压的 大 小 主 要凭 操 作 者 经 验 控 制 。

3. 摆辗式扩口工具

如图7—30所示，当用手顺时针转动手柄 8,带动螺杆9旋入座体15时，摆轴7由于离合

套10与螺杆9的键槽结合，迫使它向左进给。当摆头4接触紫铜管16头部时，摆头4在摆轴7边旋转边进 给中作摆辗运动。在压力弹簧12的作用下，使紫铜管头部逐渐扩成喇叭形。当扩口成形结束，若继续转动 手柄8,螺杆9继续左移，这时弹簧12压缩到一定距离〔图中为5=(11-6)mm 〕.离合套10与螺杆键槽 脱开，摆头4不再作摆辗动作，整个扩口动作完成。这时反向转动手柄8,作退回动作，离合套10又与螺 杆9的键槽结合，带动摆头4退到原始位置。将锁套3向右移动，使锁块2脱开模具1(作成对开式),即 可将模具1连同已成形紫铜管16一起从座体15端部的U 形槽中取出。

更换不同孔径的模具1,就能对不同规格的紫铜管扩口。这种摆辗式扩口工具操作省力，不会产生一般

扩口工具因受力过大而损坏。拉伤  和裂纹，扩口光洁，尺寸大小稳定， 因而提高了密封性能。

(三)可拆式胶管接头的施工 方法

与扣压式胶管接头一样，可拆 式胶管接头也是一种广泛采用的高 压胶管接头，适用于维修和小批量 生产，可用来与内径为4～16mm 的 胶管配接、其压力随胶管的耐压力 而定。工作温度为-30～+80C, 它 与管路系统的连接形式有A 、B 、C 型三种，A 型可与焊接式管接头连 接，端面采用O 形密封圈。B 型可 与卡套式管接头连接，C 型可与扩 口式管接头连接。

由图7—31可知。它由外套2、 芯3、螺母4和钢丝5组成，其型号  规格尺寸见JB1888～1890—77 标  准。装配时，将接头外套夹持在虎钳  上，并以左旋方向把除去胶层的胶  管端拧入外套内，达到底部为止。再

把蘸有润滑油的接头芯旋入胶管内孔，直至接头芯的六角螺母接触到外套的肩部。此时应防止胶管同时旋转。为便于加工装配，接头外套也有改为60°左旋螺纹的(图7-32)。

(四)卡套式管接头的施工方法 此处主要介绍卡套的装入方法：

①先根据施工图的要求，按零件及组件的标记，选择好管子，按图纸的管长下料，断面与管中心的垂 直度误差不大于管子外径公差的1/2,管口按图7—23的方法倒除毛刺并清洗；

②在卡套刃口和86°锥面及压紧螺母90°锥面上涂上少量润滑油；

③将压紧螺母、卡套按顺序套装在管子上，将管子插人接头体内锥孔，放正并推入卡套，然后旋入压 紧螺母(图7—33a)〕;

④旋松螺母，拨出管子，查看卡套位置，管外被卡套刃口切人的印痕应为整周圆圈，否则要重新放正 再来一遍。再把管子插入接头体内并在旋紧螺母的同时用手旋转管子直到转不动为止。此时在管子与压紧螺 母上作出标记，再用力旋转压紧螺母 圈，即完成卡套刃口切入管子的工序。也可用图7—33b) 所示的油缸推力将卡套楔入管内。

⑤再度拆卸重装时，应保证螺母从力矩激增点起再拧紧圈左右。