液压系统管路接头密封性能改进.pdf

现代极械/ModarnMachineryXiandai Jixie液压系统管路接头密封性能改进曾毅,孟昭龙，于冬威”,郭棒4（1.北京航天发射技术研究所，北京10 0 0 7 6;2.北京特种工程设计研究院，北京10 0 0 2 8；3.文昌卫星发射中心，海南文昌57 130 0;4.西昌卫星发射中心，四川西昌6 150 0 0)摘要：针对某特种车液压系统管路接头渗漏问题开展了深入研究，分析了接头渗漏的机理，制定了适宜于该液压系统的接头改进方案，设计了新型接头。通过试验，验证了新型接头的高低温、振动等工况下的密封性能，最后应用到了实车上,验证了该方案的可行性,得到了较为满意的结果。关键词：液压系统管路接头密封性能中图分类号：TH137.9Improvement of sealing performance of hydraulic system tube connectorAbstract:The tube connector leakage of the hydraulic system of a special vehicle is analyzed.The cause of leakage is ana-lyzed,the suitable improvement scheme is proposed,and a new connector is designed.The sealing performance of the newconnector under high temperature,low temperature and vibration is tested.The connector is applied to the vehicle,and theresults are satisfactory.Keywords:hydraulic system,connector,sealing performance0引言液压系统以其灵活高效、经久耐用、高度集成化、单位体积推力大等技术优势，广泛应用于特种车辆行业。对于工况复杂的移动车辆来说，液压设备在运行过程中发生的“跑冒滴漏”问题，一直是影响液压系统正常工作的难点之一。根据故障频次统计，某特种车液压系统管路渗漏油问题占液压系统故障总数的8 0%以上，且基本上为端面密封圈处的外泄漏。油液泄漏不仅影响外观、污染环境，严重时更会影响系统的正常工作。本文围绕特种车液压系统管路漏渗油现象进行深人研究分析,通过设计一种新型过渡接头，在尽量保持原有系统管路的情况下，实现了有效提高接头密封、降低管路渗漏故障的目标。1液压系统管路渗漏机理分析液压系统管路采用37 球形接头，密封形式如60文献标识码：AZENG Yi,MENG Zhaolong,YU Dongwei,GUO Bang文章编号：10 0 2-6 8 8 6(2 0 2 4)0 1-0 0 6 0-0 3图1所示。其漏点集中在旋入直通接头的端面密封圈处，而旋人直通接头端面密封失效的主要原因是由于车辆在复杂路面行驶中产生的振动，引起了旋人直通接头松动导致金属密封圈的密封比压下降，接头密封面间隙增大进而产生油液渗漏。41-铜垫圈；2-旋人直通接头；3-外套螺母；4-球头。图137 球形接头密封形式为了保证管路的可靠密封，密封件既要有足够的弹性变形填满密封面上的微观不平处，还要有足够的刚度以防止在高压介质的作用下被挤人表面间隙内。密封件受挤压而产生压缩变形,并在密封面上产生接触应力。当介质压力小于密封件因压缩而产生的表面接触应力时,该处就能形成可靠密封。3设计、研究、分析2024年第1期Design,Research&Analysis接头端面密因此,在综合考虑可靠性、操作性和经济性的情封使用的金属密况下,设计了一种新型37 球形接头。基本思路为：封圈靠安装时的旋人端采用ED圈密封,另一端仍为37。设计时充预压缩而获得初分考虑了原接头下垫铜垫圈后的高度，因此实际改始变形和接触应造时无需改变阀箱内管路，只需将原接头和铜垫圈力，如图2 所示。由带ED圈的旋人直通接头代替即可,如图4-图6。接头装配后在振图2 金属密封圈的静密封原理动环境下，金属密封圈的压缩量减小，由于金属密封圈变形较小，因此密封预紧力将逐渐减少甚至消失。当密封介质压力大于密封件对表面的接触应力时,则密封机能丧失，就会出现接头密封处漏油的故障。2对原有管路的改进2.1道通用2 4锥形接头介绍目前国际通用的2 4锥形接头由于采用弹性软密封,具有耐高压、冲击和振动，密封损坏后更换密封圈就可重新使用等优点，已经在国内外大量使用。24锥密封形式如图3所示，当旋入直通接头旋进块体后,接头柱端的ED圈贴紧块体端面,起到密封作用。因ED圈为橡胶密封圈,变形量大,可以通过控制接头的拧紧力矩较为准确地控制压缩量，使得密封圈有较大的补偿量，因此在振动条件下密封性能大大增强。21-ED圈；2-旋人直通接头；3-0 形圈；4-外套螺母。图32 4锥形接头密封形式2.2亲新型37 球形接头设计由于37 球形接头和2 4锥形接头相互间不通用,无法直接替换。若采用2 4锥形接头，则硬管需要重新配制,工期长、费用高。借鉴端面软密封的思路,将旋入直通接头端面密封更换为软密封圈。又金属密封圈高度较高，若直接采用橡胶密封圈替代则同样高度的橡胶密封圈容易发生挤压变形,操作性和可靠性差。3711.6C456旋人端ED37锥密封形式图4修改后端直通密封形式100.1图5旋入直通接头更改前1227303145ROS6834371.66L304.551zLX45956.540图6 旋入直通接头更改后3试验验证情况3.1试验目的试验的主要目的如下：1)在常温下进行静压及压力冲击试验,检验新型37 球形接头与37 管接头的密封性能；2)在-40 低温下进行静压及压力冲击试验，检验新型37 球形接头与37 管接头的低温工作时的密封性能;61S19$10-13现代梭械/ModernMachineryXiandai Jixie3)在低温-50 存储后恢复到常温进行静压及压力冲击试验，检验新型37 球形接头与37 管接头的低温存储后的密封性能；4)在+6 0 高温下进行静压及压力冲击试验，检验新型37 球形接头与37 管接头的高温工作时的密封性能;5)在+6 5存储后恢复到常温下进行静压及压力冲击试验，检验新型37 球形接头与37 管接头的高温存储后的密封性能；6)在振动环境下（模拟四级公路跑车路况）进行静压及压力冲击试验，检验新型37 球形接头与37管接头的抗振动密封性能。3.2试验设计将已经配置好的原阀箱中阀组的油口更换成新设计的37 锥形密封接头，并将对应出口的12 根管路配置在12 管夹之中,如图7、图8 所示。配置完成后,按图9 搭建试验台，开展阀箱测试。ED端面密封接头图7 阀组AXBPTW山图：阀组新型管路接头配置623.3试验结果阀箱按照设计工况开展了常温工作、高低温存储、高低温工作、振动冲击等试验后，各接头密封良好,无渗漏情况,验证了方案的可靠性和有效性。图 10 低温试验图11振动试验4结论采用新型37 接头完成了47 台车辆液压管路的改造,并随整车完成了低温-40 工作，-45存储,高温+6 0 工作，+6 5存储和40 0 0 公里的跑车试验。改进后的液压管路密封性能良好，未发现管路渗漏现象，密封性能得到有效的改进。参考文献1XIONG Y F,LEQUOC S,CHENG R M H.Adaptive con-trol of a synchronizing servo-system J.SAE transac-tions,1992:276-280.2骆涵秀.试验机的电液伺服控制系统M.北京：机械工业出版社,19 9 1:36-37.3 刘录，沈齐英，邵予工机械密封端面的动压效应研究J.现代机械,2 0 0 2(3):33-36.4刘长年.液压伺服系统优化设计理论M.北京：冶金工业出版社,19 8 9:156-158.5 韩虎,刘印锋,孙成通,等.基于MATLAB液压系统的仿真技术研究与应用J.液压气动与密封,2 0 0 7(3)：4-5.6杨逢瑜，徐建江，管帅，等.电液位置伺服系统无静差跟踪控制研究J.液压与气动,2 0 0 7（1）：33-35.试验装置7兰天,周平,闫英.基于等效泄漏间隙的不同密封结构泄露率分析J.现代机械,2 0 19(4)：6 3-6 6.作者简介：曾毅（19 9 1-），男，硕士研究生，湖南邵东人。现从图9 订试验原理图事地面特种设备总体设计领域的科学研究。收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 5