礦用設備液壓膠管總成損壞原因分析及對策

李再有

摘要：液壓傳動技術被廣泛應用于各種礦用設備，液壓膠管總成作為液壓傳動系統(tǒng)中的輔助元件之一，在礦用設備實際使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)損壞情況，導致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)滲漏油、液壓元件損壞等現(xiàn)象，使礦用設備無法正常工作而造成損失。通過對各類型液壓膠管總成在礦用設備實際使用過程中的損壞原因進行分析，提出相應的解決對策，從而提高液壓膠管總成的使用壽命，使液壓系統(tǒng)在礦用設備使用過程中能夠安全可靠地運行。

Abstract： Hydraulic transmission technology is widely used in various mining equipment. The hydraulic hose assembly is one of the auxiliary components in the hydraulic transmission system. During the actual use of mining equipment， damage often occurs， resulting in oil leakage in the hydraulic system. The reason of damage to various types of hydraulic hose assemblies are analyzed， and countermeasures are proposed to increase the life of hydraulic hose assemblies and enable the hydraulic system to operate safely and reliably during the actual use of mining equipment.

關鍵詞：液壓系統(tǒng);液壓膠管總成;原因分析;扣壓量;對策

Key words： hydraulic system;hydraulic hose assembly;cause analysis;withhold amount;countermeasures

中圖分類號：TH137.8+6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）05-0279-03

0? 引言

隨著液壓傳動與控制技術的發(fā)展，液壓系統(tǒng)被應用的領域也越來越廣泛，尤其是在各種礦用設備上，如各種礦用膠輪車、掘進機、錨桿鉆車等，其液壓系統(tǒng)的組成主要包括動力源、執(zhí)行元件、各種控制閥、液壓輔助元件及工作介質(zhì)等幾部分，其中液壓輔助元件又包括油箱、各種過濾裝置、液壓膠管總成及各種管接頭、儀器儀表等，而液壓膠管總成作為液壓系統(tǒng)中必不可少的輔助元件，主要用于連接液壓系統(tǒng)中各種液壓元件，作為工作介質(zhì)傳遞系統(tǒng)能量的載體，從而實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的各種功能?？梢?，液壓膠管總成的使用壽命成為了液壓系統(tǒng)能否平穩(wěn)、安全可靠地運行的關鍵因素之一，本文通過礦用設備在實際使用過程中發(fā)生的各類型液壓膠管總成損壞的典型案例進行原因分析，提出相應的解決對策，從而使礦用設備正常運行，保證生產(chǎn)需要。

1? 液壓膠管總成的結構組成

1.1 液壓膠管的類型

礦用設備上常用的液壓膠管主要分為兩層鋼絲編織液壓膠管（一般代號為2T）和四層鋼絲纏繞液壓膠管（一般代號為4SP）兩種類型，這兩種液壓膠管主要由內(nèi)膠層、中膠層、鋼絲增強層、外膠層四部分組成，如圖1所示。

內(nèi)膠層與液壓系統(tǒng)中的輸送介質(zhì)直接接觸，對鋼絲增強層起到保護作用，防止介質(zhì)對其進行侵蝕，并在鋼絲增強層的作用下起到一定的承壓能力;鋼絲增強層作為液壓膠管的骨架，決定了其在液壓系統(tǒng)中承壓能力的大小;外膠層作為液壓膠管的最后一道屏障，粘在鋼絲增強層上起保護作用，防止其受到外部環(huán)境的影響而導致液壓膠管的承壓能力下降。各類型的液壓膠管根據(jù)其本身承壓能力的不同被應用于不同的液壓系統(tǒng)中。礦用設備常用液壓膠管的類型與參數(shù)值如表1所示。

1.2 液壓膠管總成的結構組成與型號分類

1.2.1 結構組成

液壓膠管總成是由鋼絲編織或纏繞膠管管體及扣壓式膠管接頭經(jīng)專用扣壓設備扣壓而成的組合件，其中扣壓式膠管接頭又包括安裝螺母、接頭芯子以及套筒，液壓膠管總成的結構與扣壓剖面圖如圖2、圖3所示。

1.2.2 型號分類

液壓膠管總成型號主要以液壓膠管的承壓能力與膠管接頭的型式進行分類，并根據(jù)液壓系統(tǒng)的流量與最大許用壓力對照表1的數(shù)據(jù)來選取液壓膠管的通徑與鋼絲層數(shù)，同時還要根據(jù)液壓系統(tǒng)中各元件的連接方式與布置管路的距離，確定膠管接頭類型與液壓膠管總成的長度，常用扣壓式膠管接頭的類型見表2。

如果液壓系統(tǒng)的工作壓力為20MPa，需要一根長度3米，通徑為二分之一的液壓膠管總成進行連接系統(tǒng)中的液壓元件，膠管接頭可以按照表2任意進行選擇，其型號可以表示為：C（1/2）-2T-3000，該型號中C表示選用的膠管接頭型式為74°錐面硬密封，1/2表示液壓膠管的公稱通徑為12.7mm，2T表示兩層鋼絲編織液壓膠管，3000表示長度為3米。

2? 常用液壓膠管總成損壞的類型及原因

礦用設備經(jīng)過長期的實際使用與從出現(xiàn)損壞的液壓膠管總成的售后服務統(tǒng)計數(shù)據(jù)上來看，常用的液壓膠管總成出現(xiàn)的損壞類型主要有以下幾種情況：

①膠管接頭拔脫。液壓膠管總成的膠管接頭出現(xiàn)拔脫現(xiàn)象的原因除了與自身的膠管原材料的質(zhì)量有關外，膠管接頭的扣壓量是否合理準確也是關鍵因素之一，如果扣壓量太小，套筒的齒不能夠扣壓到鋼絲增強層而使其達到一定的變形量，以至于不足以形成對膠管的咬合力，肯定會使液壓膠管總成在液壓系統(tǒng)的工作中出現(xiàn)拔脫現(xiàn)象，如圖4所示。

②內(nèi)膠破損或堆積。液壓膠管總成在使用一段時間后，偶爾會出現(xiàn)在膠管接頭的扣壓處有滲漏油的情況，如果將該膠管接頭剖切開會發(fā)現(xiàn)，與接頭芯子接觸的膠管內(nèi)膠發(fā)生破損或堆積，出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因除了與內(nèi)膠層的橡膠材質(zhì)的質(zhì)量有關外，還與生產(chǎn)液壓膠管總成時扣壓量的合理性有關，若扣壓量過大，就會造成內(nèi)膠過度壓縮而失去塑性，一旦經(jīng)過液壓系統(tǒng)中的高壓油液長期的沖洗，就會出現(xiàn)破損，最終導致滲漏油，如圖5所示。

③外膠破損。液壓膠管總成在液壓系統(tǒng)安裝時有交叉或者在工作時與設備的機械表面有摩擦，長期的相互運動造成外膠破損。如果不及時更換破損的液壓膠管總成，一旦裸露在外的鋼絲增強層受到外部環(huán)境的影響出現(xiàn)銹蝕或損傷，就會導致液壓膠管的承壓能力大大降低而發(fā)生爆裂，如圖6所示。

④液壓膠管爆裂。產(chǎn)生爆裂的原因可能有四種：第一、液壓膠管自身制造質(zhì)量問題;第二、如序號③所述，外膠破損最終導致爆裂;第三、液壓膠管總成選型錯誤，未達到液壓系統(tǒng)的承壓要求;第四、液壓膠管總成在安裝或者使用過程中發(fā)生過度的彎曲或扭轉，在使用一段時間后引起鋼絲增強層結構改變，鋼絲間出現(xiàn)相互摩擦而產(chǎn)生間隙，降低了承壓能力而產(chǎn)生爆裂，如圖7所示。

⑤膠管接頭的密封損壞。礦用設備常用的液壓膠管總成的密封型式可參考表2，液壓系統(tǒng)在使用過程中如果頻繁拆卸膠管總成或安裝螺母的擰緊力過大，均會造成密封損壞，主要表現(xiàn)形式為O型圈失去彈性壓縮量和錐面密封損壞，而導致液壓系統(tǒng)滲漏。

3? 針對液壓膠管總成損壞原因而提出的對策

3.1 確定正確合理的扣壓量

在生產(chǎn)液壓膠管總成時，首先要充分測量選用的各類型液壓膠管的外徑、內(nèi)徑以及鋼絲層外徑，再根據(jù)所測量的尺寸值來選擇合適的膠管接頭與之配合，達到安裝正確合理;其次，在扣壓過程中要結合膠管接頭與液壓膠管的配合尺寸，設置合理的扣壓量，不能過大也不能過小，避免出現(xiàn)膠管接頭拔脫、內(nèi)膠破損或者扣斷鋼絲層的情況。每種規(guī)格的液壓膠管總成的扣壓量的值不能一成不變，要根據(jù)所測的兩者尺寸值的變化而隨之調(diào)整扣壓量。

3.2 液壓膠管總成合理安裝與布置

根據(jù)礦用設備液壓系統(tǒng)的設計參數(shù)與液壓元件的安裝布局，選用合理的液壓膠管的類型，并綜合考慮長度尺寸、液壓系統(tǒng)工作壓力、液壓膠管彎曲半徑以及相互運動的空間等因素。在液壓系統(tǒng)安裝之初，就要對液壓膠管總成合理排列布置，切勿過度彎曲和扭轉，防止造成鋼絲增強層的結構發(fā)生改變而導致液壓膠管提前發(fā)生疲勞而爆裂。在液壓膠管總成安裝過程中無法避免交叉或在設備工作時與機械表面發(fā)生摩擦的地方，應采用耐磨護套等保護裝置，避免外膠層磨損破裂。在檢修液壓系統(tǒng)需要反復拆解或安裝液壓膠管總成時，一定要檢查膠管接頭的密封，一旦發(fā)現(xiàn)損壞立即進行更換，避免安裝后出現(xiàn)滲漏。

3.3 加強檢驗

在液壓膠管總成扣壓前必須依照相應的檢驗標準對液壓膠管與膠管接頭的外觀、規(guī)格尺寸、公差配合等進行嚴格檢驗，確保符合使用要求，同時也要加強扣壓過程中的質(zhì)量控制，應嚴格按照生產(chǎn)工藝進行扣壓。在液壓膠管總成出廠前必須對規(guī)格型號、長度、膠管接頭類型、承載靜壓能力、外觀質(zhì)量等進行全面檢驗，對于膠管接頭抗拔脫能力、爆破試驗以及脈沖壽命試驗可進行抽檢，從而保證液壓膠管總成符合礦用設備液壓系統(tǒng)的各性能指標與使用要求。

4? 結論

液壓膠管總成的可靠性與使用壽命直接影響礦用設備的使用性能，本文從實際應用中總結并分析了液壓膠管總成損壞的原因，提出了相應的解決對策。由此可得出結論：要想提高液壓膠管總成的可靠性與使用壽命，首先要加強檢驗，確保液壓膠管與膠管接頭本身的質(zhì)量合格;其次在生產(chǎn)過程中執(zhí)行嚴格的質(zhì)量控制與檢查，精確把握扣壓量，以及對液壓膠管總成合理進行布局、安裝和保護，才能根本解決好液壓膠管總成的問題。

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