齿轮泵作为液压系统中的重要组件,在各类机械中发挥着关键作用。然而,齿轮泵油封被击穿导致串油的问题一直困扰着许多用户。油封击穿不仅影响了齿轮泵的正常工作,还可能导致整个液压系统的失效。因此,深入探讨齿轮泵油封被击穿而串油的原因,并寻求有效的解决方案,对于保障机械设备的稳定运行具有重要意义。
一、油封质量问题
油封作为齿轮泵密封系统中的关键部件,其质量直接影响到密封效果。油封质量不佳是导致油封被击穿的主要原因之一。具体来说,油封唇口几何形状不合格、缩紧弹簧太松等问题都可能造成气密性试验漏气,从而在齿轮泵装入主机后容易发生油封被击穿而串油的现象。
1.唇口几何形状不合格:油封唇口的设计必须精确,以确保其与齿轮泵轴的紧密配合。如果唇口几何形状不合格,如唇口过宽或过窄,唇口边缘不平整等,都会导致密封不严,进而引发油封击穿。
2.缩紧弹簧太松:缩紧弹簧的作用是保持油封唇口与轴之间的紧密接触。如果弹簧太松,无法提供足够的压力使唇口紧贴轴面,就会形成漏气通道,导致油封失效。
针对这一问题,用户应更换质量合格的油封,并在安装前对油封的材质、几何形状及尺寸进行检验,确保油封符合设计要求。同时,建议选用质量可靠的国产或进口油封,以提高密封系统的可靠性。
二、齿轮泵加工与装配问题
齿轮泵的加工与装配质量对油封的密封效果有着至关重要的影响。如果齿轮泵的加工或装配存在问题,如齿轮轴回转中心与前盖止口不同心,就会导致油封偏磨,进而引发油封击穿。
1.齿轮轴回转中心与前盖止口不同心:在齿轮泵的加工和装配过程中,如果齿轮轴回转中心与前盖止口的同轴度误差过大,就会造成油封在旋转过程中受到不均匀的磨损,最终导致油封击穿。
2.密封环与油封配合不当:密封环与油封之间的配合精度也是影响密封效果的关键因素。如果密封环的材质或加工质量不佳,导致密封环表面产生裂纹或划伤,就会造成二次密封不严,使压力油进入骨架油封处(低压通道),从而击穿油封。
为了解决这一问题,用户应在齿轮泵的加工和装配过程中严格控制质量。具体来说,应检查前盖轴承孔对定位销孔的对称度和位移量、前盖止口对骨架油封孔的同轴度以及骨架油封孔对轴承孔(通孔)的同轴度。同时,还应检验密封环的材质及加工质量,确保密封环与油封之间的配合精度符合要求。
三、变速泵加工质量问题
变速泵作为齿轮泵的重要组成部分,其加工质量对齿轮泵油封的密封效果也有着不可忽视的影响。如果变速泵的加工质量不佳,如变速泵止口端面对齿轮回转中心的跳动超差(垂直度),就会导致齿轮轴回转中心与油封中心不重合,从而影响密封效果。
1.变速泵止口端面跳动超差:变速泵止口端面对齿轮回转中心的跳动超差会导致齿轮轴在旋转过程中产生径向跳动,从而使油封受到不均匀的磨损。长期下来,这种不均匀的磨损会导致油封击穿。
2.变速泵与齿轮泵装配不当:变速泵与齿轮泵在装配过程中,如果配合间隙不合理或装配精度不高,也会导致油封密封不严。例如,变速泵内止口与齿轮泵外止口的配合间隙过大或过小,都会影响油封的密封效果。
为了提高变速泵的加工质量,用户应在变速泵的加工和试制过程中严格控制质量。具体来说,应检查变速泵回转中心对止口同轴度及对止口端面的跳动,确保变速泵的加工精度符合要求。同时,在变速泵与齿轮泵的装配过程中,应严格控制配合间隙和装配精度,以确保油封的密封效果。
四、齿轮泵与主机的安装质量不合要求
齿轮泵与主机的安装质量也是影响油封密封效果的重要因素之一。如果齿轮泵与主机的安装质量不合要求,如同轴度误差过大或安装间隙不合理,都会导致油封密封不严,进而引发油封击穿。
1.同轴度误差过大:齿轮泵与主机的安装要求同轴度小于0.05mm。如果同轴度误差过大,就会导致齿轮泵在高速旋转状态下承受径向力,从而造成油封被击穿而串油。
2.安装间隙不合理:齿轮泵与主机之间的安装间隙也是影响油封密封效果的关键因素。如果安装间隙过大或过小,都会影响油封的密封效果。例如,齿轮泵外止口与变速泵内止口及齿轮泵外花键与变速器花键轴内花键的配合间隙不合理,都会导致油封密封不严。
为了解决这一问题,用户应在齿轮泵与主机的安装过程中严格控制质量。具体来说,应确保齿轮泵与主机的同轴度误差小于0.05mm,并合理控制安装间隙。在安装过程中,还应注意四个固定螺栓的夹紧力应一致,以避免泵的偏斜影响油封密封。同时,建议采用0.6~0.8mm厚的耐油橡胶垫作为密封材料,以提高密封效果并减少振动和噪声。
五、液压系统污染
液压系统污染是导致齿轮泵油封被击穿的重要原因之一。液压系统中的污染颗粒如粘砂、焊渣、飞边、毛刺等都会造成齿轮泵密封副间的磨损加剧,从而导致密封失效。此外,污染颗粒还可能进入密封环内孔造成磨损和划伤,使二次密封失效,进而引发油封击穿。
1.污染颗粒的来源:液压系统中的污染颗粒主要来源于各种液压控制阀及管道内的粘砂、焊渣等制造过程中的残留物,以及油箱及管路焊渣、液压缸内部飞边、毛刺等使用过程中的污染物。
2.污染颗粒对密封的影响:由于齿轮轴轴径与密封环内孔间隙很小,污染颗粒进入其间会造成密封环内孔的磨损、划伤或随轴旋转,致使二次密封失效。大量压力油进入骨架油封处(低压通道)来不及回油,就会击穿油封导致串油。
为了解决液压系统污染问题,用户应认真进行阀体清砂、油箱及液压辅件处理以及液压缸清洗等工作,以确保液压系统的清洁度。同时,还应定期对液压油进行过滤或更换新抗磨液压油,以降低油液中的污染颗粒含量。此外,在选用液压油时,应选用质量可靠、粘度适宜的抗磨液压油,以提高液压系统的稳定性和可靠性。
六、液压油粘度与温度问题
液压油的粘度和温度也是影响齿轮泵油封密封效果的重要因素之一。如果液压油的粘度下降或变质,以及油温过高,都会导致油封密封失效。
1.液压油粘度下降或变质:液压油的粘度下降或变质会导致油液变稀,从而使齿轮泵在高压状态下通过二次密封间隙的泄漏量增加。由于来不及回油,低压区压力升高,就会击穿油封导致串油。
2.油温过高:当主机大负荷工作时间过长及油箱油面较低时,油温可升高到100℃以上。高温会使油液变稀、骨架油封唇口老化,从而引起窜油。
为了解决这一问题,用户应定期化验油液质量,并选用适宜的抗磨液压油。同时,还应定期检查油箱液面高度,避免油温过高。在高温环境下工作时,应采取降温措施,如安装冷却器等,以降低油温保护油封。
结语
齿轮泵油封被击穿而串油的问题涉及多个方面,包括油封质量、齿轮泵加工与装配质量、变速泵加工质量、齿轮泵与主机的安装质量、液压系统污染以及液压油粘度与温度等。为了解决这一问题,用户应从多个方面入手,严格控制质量、加强维护保养、提高清洁度等措施,以确保齿轮泵油封的密封效果。同时,还应加强技术研发和创新,不断提高齿轮泵及其密封系统的可靠性和稳定性,为机械设备的稳定运行提供有力保障。