液压缸气爆故障的分析与消除

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工程机械广泛采用液压传动，液压缸是液压系统中的执行元件。液压缸容易发生的故障包括漏油、内泄、缸筒拉伤、气爆及爬行等。其中液压缸气爆故障的发生会直接导致液压缸失效，进而导致液压系统、主机无法正常工作，应引起足够的重视。本文以装载机举升液压缸气爆故障为例，对故障现象及其原因进行分析，并提出解决措施。

1 故障现象与原因分析1.1 故障描述若液压缸中有空气未完全排出，加上油液中也含有气体，在液压缸活塞杆快速运动过程中，空气受急剧压缩会产生瞬间高温、高压，超过液压缸密封材料的耐热极限，引发密封烧焦或挤出等气爆”故障，也称为焦烧”故障。

1.1.1 故障分类液压缸气爆故障易发生在两种情况下：-是发生在主机调试过程中。此时，整机各项参数变化较大，液压缸所面对的工况复杂。二是发生在主机运行过程中，液压缸突然启动时。按标准，启动前应该排净空气，突然启动会导致油液中部分空气因负压而分离出来，在Y形密封圈唇口沟槽内引发气爆。上述两种气爆的原因都是因为气体的存在和液压缸的快速运动。。

1.1.2 故障现象主机调试时发生的液压缸气爆故障现象：液压缸发生气爆后，活塞密封被烧毁或炭化，活塞与导向套的接触部分炭化，导向套的0形密封圈烧焦，导向套挡圈挤出(如图 1所示)，严重时甚至会出现缸筒局部变形而形成鼓肚”。主机调试时发生气爆会导致液压缸的内泄和外漏。

图 1 主机调试时发生的液压缸气爆故障液压缸启动时发生的气爆故障现象：发生在Y形密封圈唇口沟槽内，密封圈唇口沟槽出现部分炭化，密封失效。

1.2 故障分析下面以装载机液压缸气爆故障为例，对液压缸气爆故障产生的过程及原因进行分析。

(1)主机调试时，液压缸气爆故障发生过程为：1)操作装载机铲斗急速下降 (自重落下)，此时，举升液压缸急速收缩；2)若主机液压回路设计不良，会导致举升液压缸(有杆腔)油液供给不足；作者简介：王秀君(1970-)，男，江苏徐州人，工程师，研究方向：工程机械液压传动。

- 59- 3)液压缸内部产生负压(真空状态)；4)液压缸内部产生空气(油液中溶人的空气分离出来)；5)操作主机，快速加压(操纵液压缸动作)，导致空气和油液形成薄雾状态；6)产生异常高温；7)引发爆燃 ；8)活塞密封烧损，液压缸内泄。

操作铲斗急速下降(自重落下 )二二三匿 举升液压缸急速收缩对策：按常规方法操作机器：合理设计液压回路兰 供油不足 r叫 。 二二 - 液压缸内部产生负压 I(真空状态) l液压缸内出现过多空气(油液内空气分离出来)空气油液(油雾状态)二 二产生异常高温(空气压缩)二产生火苗(柴油机现象)二活塞密封烧损液压缸内泄二二 二 - 原因：急速加压 I -1(操纵液压缸动作)I图 2 主机调试时。液压缸气爆发生过程、原因及对策分析(2)液压缸启动时，密封沟槽会发生气爆故障的原因为：由于液压缸安装时，Y形密封圈唇口沟槽内残存部分空气，在液压缸快速运动过程中，残存空气经绝热压缩可在瞬间产生高温高压，远远超过密封材料的耐热极限，从而使密封圈唇口沟槽发生部分炭化现象，导致密封失效。

2 气爆故障的预防与消除措施2.1 气爆故障的预防根据对液压缸气爆故障原因的分析，预防时需要做到：- 60- 1)调试主机过程中，操纵手柄时应做到规范操作，以把液压缸内空气尽量排尽；2)在启动液压缸之前，尽量排尽液压缸内空气；3)液压缸启动时，不要立即进入高速状态；4)在Y形密封圈唇口沟槽内加入润滑脂，以防止空气存留、积聚。

2.2 气爆故障的消除气爆故障的消除措施：(1)对主机液压系统进行改进设计变更 ，以避免负压的发生。

1)重新审视液压缸急速操作时的速度限制，并在主机装机后，排空液压缸中的气体；2)改善主机液压系统中补充阀的性能(增加容量)；3)降低液压缸活塞杆-侧配管的过流阻力。

(2)对液压缸进行设计变更。对活塞零件的构造进行设计变更 ：在活塞烧损隔壁(有杆侧 )追加金属制或有金属如青铜、铸铁等添加的密封环或抗污环(如韩国SJ生产的KDR密封或 日本 NOK生产的KZT抗污环)。

3 结束语气爆是-种常见的液压缸故障，气爆的发生会直接导致液压系统的失效，使主机无法正常工作，给用户带来巨大的损失，应引起足够的重视。及时分析故障的原因是排除故障的首要环节，再针对具体情况进行诊断与分析，便可确定故障的位置及解决方案。