工程机械用高压胶管常见故障及原因分析.doc

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工程机械用高压胶管常见故障及原因分析
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液压胶管是混凝土运输车、压路机、挖掘机、装载机等工程机械液压系统的重要部件，使用中经常出现渗漏、裂纹、破裂、松脱等故障，但人们往往不分析故障原因而只是简单地更换胶管，使用不久后又会重复相同的故障。高压胶管的松脱或破裂，不仅浪费液压油、污染环境，而且影响工作效率，甚至发生事故，危及人机安全。
工程机械管分为高压胶管和低压胶管两种，高压胶管为钢丝编织，缠绕胶管，一般由外胶层、钢丝加强层、中胶层和内胶层4部分组成；内胶层直接与液压油接触，一般用合成橡胶制成。胶管的承载能力取决于钢丝加强层，该层是胶管的骨架，通常用钢丝编织，缠绕而成。高压、超高压多采用多层钢丝编织，缠绕骨架；低压胶管以编织棉、麻线代替编织钢丝，一般用于低压回油管道。胶管的故障原因主要有：安装与使用不当、系统设计不合理和胶管制造不合格等。

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一 外胶层的故障
1 胶管外表出现裂纹：在寒冷环境下，胶管外表出现裂纹会使胶管受到弯曲。若发现胶管外表有裂纹时，要注意观察胶管内胶是否出现裂纹，并决定是否立即更换胶管。因此，在寒冷环境下不要随意搬动胶管或拆修液压系统，必要时应在室内进行。如果需要长期在较寒冷环境中工作，应更换耐寒冷胶管。
2 胶管外表出现鼓泡：胶管外表出现鼓泡是由于胶管质量不合格或是使用不当。如果鼓泡出现在胶管的中段，多为胶管生产质量问题，应及时更换合格的胶管；如果鼓泡出现在胶管的接头处，很可能是由于接头安装不当所致。钢丝编织，缠绕胶管接头与胶管连接端有可拆式、扣压式两种形式，可拆式接头外套和接头芯上有六角外形，接头芯的外壁呈圆锥形，便于拆装胶管。接头芯与螺母连接后，穿入钢丝防止松脱。扣压式胶管接头由接头外套和接头芯组成，装配时需剥离外胶层，套人接芯头，拧紧接头外套，然后在专用设备上用模具扣压，使胶管得到一定的压缩量，以达到紧密连接。
3 胶管未破裂但大量渗油:若软管未发现破裂但大量渗油，其原因是软管内通过高压液流时，内胶被冲蚀、擦伤，直至大面积漏出钢丝层导致大量渗油。这一故障一般出现在管道弯曲处，应检查更换软管，并确保软管在使用中弯曲半径符合技术要求。
4 胶管外胶层严重变质，表面出现微裂:这是胶管使用时间过长自然老化的表现。由于老化变质，外层不断氧化使其表层发生脆化，随着时间的延长脆化层加深，胶管在使用中只要受到轻微弯曲，就会产生微小裂纹。遇到这种情况，应更换胶管。
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二 内胶层故障
1 胶管内胶层坚硬，有裂纹：由于橡胶制品中加入了增塑剂，使软管柔韧可塑。软管在高温、高压下工作，软管过热，会使增塑剂溢出。另外，过热的油液通过系统中的缸、阀或其他元件时，如果产生较大的压降会使油液发生分解，导致软管内胶层氧化而变硬。遇到这种情况，应先检查液压系统工作温度是否正常，阀节流处、泵的吸油道是否畅通等，在排除所有可能导致油温过高和油液分解的因素后更换软管。若仅仅是软管破裂口下方的内胶发硬而上方保持良好，这则说明软管破裂处过分挤压、弯曲过急或扭转等现象导致油液发热和加快氧化，会造成内胶发硬。
2 胶管内胶层严重变质、明显发胀：胶管内胶层严重变质、明显发胀的原因是由于液压油使用时间超期或被氧化变质的污物存在于液压系统中，胶管受到化学作用而变质，在回油口处会发现碎橡胶片。若发生此现象，应检查液压油的理化指标，检查系统油液与胶管内胶材质的相容性和工作温度是否符合标准。
三 加强层的故障
1 胶管破裂。破口附近编织钢丝生锈：若软管破裂，剥去外胶层检查发现破口附近编织，缠绕钢丝生锈，这主要是由于外胶层潮湿或腐蚀性物质的作用，削弱了胶管强度，致使高压时破裂。出现这种情况，一般伴有外层断裂、擦伤或严重变质的现象，使外层失去了对加强层的保护作用。这时必须先检查和排除对外胶层的机械破坏、化学腐蚀以及高温烘烤等不良因素，然后再更换胶管。但是，也有外胶层保持良好但加强层生绣而破裂的情况，且破裂口通常在距离胶管接头200 mm的范围内，其原因多数是接头不合格，由于湿气进入外套的内边缘，使加强层吸收湿气，导致生锈引起胶管耐压强度降低而破裂。
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2 胶管加强层未生锈。但出现不规则断丝现象：若胶管破裂，剥去外胶层检查未发现加强层生锈，但加强层长度方向出现了不规则断丝，其原因主要是胶管受到高频冲击力的作用。编织加强层的钢丝与钢丝之间有很多交叉点，当管内压力发生较大变化时，这些交叉点也随着管径的变化而错动，使钢丝之间相互摩擦。若胶管受到高频冲击压力，交叉点会发生频繁摩擦，导致钢丝折断。对于经常受到高频冲击的胶管，应选用钢丝缠绕骨架作为加强层。
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四 破口处的故障
1 胶管一处或多处破裂，裂口整齐：发生这种现象的原因主要是系统压力过高，超过了胶管的耐压能力。若系统压力符合要求，应检查所用胶管的实际耐压能力是否符合设计要求。
2 胶管破裂处出现扭转：发生这种现象的原因是软管在安装或使用过程中受到过分的扭转所致。软管受扭转后，加强层结构改变，编织，缠绕钢丝间的间隙增加，降低了软管的耐压强度，在高压作用下软管易破裂。因此，在使用或保管软管过程中，不应使软管承受扭转力矩，安装软管时尽量使两接头的轴线处于同一平面上，以免软管在使用中受扭。
3 软管破裂口处钢丝卷曲。有明显的颈缩现象：造成这种现象的原因是软管受到过分的拉伸变形，各层分离，降低了耐压强度。软管在高压作用下会发生长度方向的收缩或伸长，一般伸缩量为常态下的+2％ ～一4％ 。若软管在安装时选得太短，工作时就会受到很大的拉伸作用，严重时出现破裂或松脱等故障；如果软管的跨度太大，则软管自重和油液重量也会给软管一个较大的拉伸力，严重时也会发生上述故障。因此，应视具体情况采取相应的解决办法。若是由于安装时拉得太紧，应更换加长的新管，
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五 液压胶管使用中应注意的事项
1)胶管在高温下工作时寿命极短。因此，胶管布置要尽量远离热源，不得已时可采用安装套管或隔热板等装置，以免胶管受热变质。
(2)胶管安装时不要与其他软管或配管接触，以免磨损破裂。在胶管必须交叉或工作可能与机械表面发生摩擦的地方，应采用胶管夹或弹簧等保护装置，以免胶管外层受到损伤。
.(3)胶管必须弯曲时，应避免急弯，其弯曲半径R≥(9～10)D(D为软管外径)。胶管接头至开始弯曲处的直线段应大于管子外径的6倍。
(4)胶管安装时应避免处于拉紧状态，而应有一定的长度余量。即使胶管两端没有相对运动之处，也要保持胶管松弛。当胶管受压时，会产生长度和直径的变化，因而张紧的胶管在压力作用下会产生膨胀，导致强度降低。
(5)安装过程中应避免胶管扭曲。当胶管受到轻微扭转时，就可能使其强度降低或松脱接头。
(6)胶管的弯曲与软管接头应安装在同一平面上，以防止扭转。在特殊情况下，若胶管两端的接头需在两个不同的平面上时，应在适当的位置安装卡子将软管分为两部分，使每一部分在同一平面上。
(7)若胶管配置在关键部件上，建议对其进行定期检查或更换。
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