郑州铁路职业技术学院毕业论文
论文题目： 液压系统泄漏的危害与控制 作者姓名：
班级学号： 铁路大机10A1 116213513 系 部： 专 业： 指导教师：
2013 年 5 月 13 日
液压系统中，泄漏影响工作的质量和效率，是必须要考虑的问题。例如液压缸，严重的泄漏不仅会使设备周围的环境受到污染，还会导致液压缸工作腔的压力降低, 使液压缸无法正常工作。采取比较先进的方法, 有效地防止泄漏，使液压系统实现“零泄漏”是液压行业多年来始终追求的目标。另外，准确地分析液压系统泄漏产生的最初原因，可以帮助我们及时排除液压系统的泄漏故障。作为机械专业的学生，我们通过对《液压与气压传动》课程的学习以及查阅相关资料，结合自己专业实习、工程训练和日常生活中的所见和所想，就常见泄漏故障问题，分析了液压传动的泄漏形式及原因，提出控制泄漏的措施。
关键词： 液压系统、泄漏、防治
摘要 ............................................................................................................ I
第一章 液压系统概述 . ........................................................................... 1
1. 液压系统概述 ................................................................................ 1
2. 液压传动的优点 ............................................................................ 1
3. 液压系统的组成 ............................................................................ 2
第二章 液压系统泄漏的原因 ................................................................ 3
1. 密封件方面 .................................................................................... 3
2. 油液污染......................................................................................... 3
3. 元件制造装配精度超差 ................................................................ 4
4. 油液温升过高 ................................................................................ 4
5. 液压系统压力冲击 ........................................................................ 5
第三章 液压系统泄露的部位 ................................................................ 6
1. 管接头和油塞泄漏 ........................................................................ 6
2. 元件等接合面的泄漏 .................................................................... 6
3. 液压缸的泄漏 ................................................................................ 6
4. 泵、马达旋转轴处的漏油 ............................................................ 6
5. 液压系统在工作中有能量损失 .................................................... 7
第四章 液压系统泄漏种类 .................................................................... 8
1. 缝隙泄漏......................................................................................... 8
2. 多孔隙泄漏 .................................................................................... 8
3. 粘附泄漏......................................................................................... 8
4. 动力泄漏......................................................................................... 8
第五章 液压系统泄露的危害及防治 .................................................... 9
1. 液压系统泄漏的危害 .................................................................... 9
2. 液压系统泄漏的控制方案 ............................................................ 9
方案一：减少冲击和振动 ........................................................ 9
方案二：减少动密封件的磨损 .............................................. 10
方案三：对静密封件的要求 .................................................. 10
方案四：控制油温防止密封件变质 ...................................... 10
方案五：合理设计安装板 ...................................................... 10
结论 . .......................................................................................................... 11
致谢 . .......................................................................................................... 12
参考文献 . .................................................................................................. 13
第一章 液压系统概述
1. 液压系统概述
液压系统和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫•布拉曼(Joseph Braman,1749-1814) ，在伦敦用水作为工作介质, 以水压机的形式将其应用于工业上, 诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油（液压油缸）, 又进一步得到改善。
第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用, 特别是1920年以后, 发展更为迅速。液压站大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间, 才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯发明了压力平衡式叶片泵, 为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20世纪初康斯坦丁•尼斯克对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等) 方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间, 在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出, 日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。 液压系统有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等; 行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等; 钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等; 土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等; 发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等; 船舶用的甲板起重机械(绞车) 、船头门、舱壁阀、船尾推进器等; 特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等; 军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
2. 液压传动的优点
相对于机械传动，液压传动是一门新的技术，起源于1654年帕斯卡提出的静压传动原理。它是以液体为工作介质，通过能量转换装置来进行能量传递的一种传动形式。
液压传动具有如下优点：
① 工作液体可以用管道输送到任何位置
② 执行元件的布置不受方位限制, 借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构
③ 液压传动能将原动机的旋转运动变为直线运动
④ 可以方便地实现无级调速
⑤ 载荷控制、速度控制以及方向控制容易实现, 也容易进行集中控制、摇控和自动控制
⑥ 液压传动平稳无振动
⑦ 具有良好的润滑条件可提高液压元件工作的可靠性和使用寿命 ⑧ 液压元件有利于实现标准化、系列化和通用化。
因此，液压传动在国民经济各部门中得到了广泛的应用。
3. 液压系统的组成
液压系统是由各种不同功能的液压元件组成的。液压元件可以分为动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件和液压油五大部分。
① 动力元件：将机械能转变为液压能输出的元件，统称为液压泵。
② 控制元件：控制元件有控制压力元件，如减压阀、溢流阀；流量控制元件，如节流阀、伺服阀；方向控制元件，如电磁换向阀等。
控制元件能够控制液压系统所需要的力、速度、运动方向，使液压系统工作协调、平稳、可靠，组成液压系统的控制环节。
③ 执行元件：执行元件是将液压能转变为机械能，驱动机械机构运动，是液压系统输出力的环节，如液压油缸、液压马达。
④ 辅助元件：指各种管路及管接件、油箱、蓄能器、过滤器等，它们是液压系统工作油液的储存、过滤和连通等的辅助件。
⑤ 液压油：液压油是液压系统传递能量的工作介质，液压油还能把系统中产生的热量带走，通过散热器传到大气中。
第二章 液压系统泄漏的原因
液压系统产生泄漏的原因多而复杂，本节主要从密封件泄漏、工作油液污染、元件制造装配精度超差、油液温升发热以及液压系统压力冲击等方面归纳分析。
1. 密封件方面
在液压缸中, 一提及泄漏就会首先考虑到密封件, 因为密封件是液压缸中最主要的防止泄漏的元件。它主要有YX 型密封圈、组合密封圈、U 型密封圈、V 型密封圈、O 形圈、格来圈、斯特封等。其中YX 型密封圈、组合密封圈、U 型密封圈主要靠在压力油的压力作用下产生张力, 使内、外唇边张开来实现密封的, 对内、外唇边线性质量要求很高；V 型密封圈、O 形圈、格来圈、斯特封主要靠压缩量来密封。密封件的物化性能等方面的质量直接影响液压缸产品的质量。
密封件泄漏的原因主要有以下几方面：
① 密封件质量有问题。密封件材质为劣质，且制造工艺和精度都达不到要求，以及模具和修边均有缺陷等。
② 密封件选用不合理。选用的密封件不能满足工作压力、工作速度和温度等方面的要求，或者密封件的类型选用不当。
③ 密封件的安装沟槽设计不当，安装间隙与压缩量选择不合理；配偶件的加工精度和表面粗糙度未达到要求；安装时未加保护而损伤唇口或使外界杂物混入；贮存时温度、湿度不当，受氧和臭氧的侵蚀变质等。
④ 液体中的气泡经过密封唇边时，气泡被压缩为原来尺寸的几分之一。这种气泡到达密封件的非压力侧时，便迅速释放出能量，使密封唇边损坏。另一方面，当含有一定比例的油蒸汽的气泡，因受压达到足够高的温度时，就会自燃，以致烧坏或熔化支承环，甚至会发生密封件的局部烧坏和碳化。
2. 油液污染
包括气体污染、颗粒污染、水污染等。
① 气体污染：在大气压下，液压油中可溶解10％左右的空气，在液压系统的高压下，在油液中会溶解更多的空气或气体。空气在油液中形成气泡，如果液压支架在工作过程中在极短的时间内，压力在高低压之间迅速变换就会使气泡在
高压侧产生高温在低压侧发生爆裂，如果液压系统的元件表面有凹点和损伤时，液压油就会高速冲向元件表面，加速表面的磨损，引起泄漏，此种由空穴现象造成的腐蚀作用称为气蚀。
② 颗粒污染：由于试验台被颗粒污染, 导致泄漏的几率很小, 但在实际中仍然存在。液压缸使用过程中, 由于上述原因产生的颗粒, 有的粘附在密封元件上, 有的粘附在活动面上, 刮伤密封元件的密封面, 导致密封元件失效, 使液压缸产生泄漏。这种故障通过除去未去干净的毛刺, 清洗各个元件, 再更换密封元件就可排除; 比较严重有的会“拉缸”, 这种故障的排除就比较麻烦; 更严重的可导致缸筒报废。
③ 水污染：由于工作环境潮湿等因素的影响，可能会使水进入液压系统，水会与液压油反应，形成酸性物质和油泥，降低液压油的润滑性能，加速部件的磨损，水还会造成控制阀的阀杆发生粘结，使控制阀操纵困难，划伤密封件，造成泄漏。
3. 元件制造装配精度超差
所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、形位公差等要求。如果在制造过程中超差，例如：油缸的活塞半径、密封槽深度或宽度、装密封圈的孔和尺寸超差或因加工问题而造成失圆、本身有毛刺或洼点、镀层脱落等，密封件就会有变形、划伤、压死或压不实等现象发生，使其失去密封功能，将使零件本身具有先天性的渗漏点，在装配后或使用过程中发生渗漏。系统装配粗糙，缺乏减振、隔振措施；系统超压使用，未做到按规定对系统适时检查及易损件寿命到期但未及时更换等都会造成系统泄漏。
4. 油液温升过高
液压系统工作时，要控制油液温度，温度过高，会产生以下现象：
① 多数情况下，当油温经常超过60℃时，油液黏度大大下降，不仅使润滑油膜变薄，摩擦力加大，磨损加剧，而且密封圈膨胀、老化、失效，结果导致液压系统产生泄漏。据研究表明，油温每升高10℃则密封件的寿命就会减半。
② 油液温度升高后，体积膨胀，压力升高，而泄漏随压力的升高而加大，从而使泄漏增加。
③ 油温升高使间隙胀缩变化。一般配合零件材质不同，材料热膨胀系数不
同，当油温升高时，配合零件因胀缩变化不同，会使配合间隙发生变化，当间隙变大时，造成泄漏增加。
5. 液压系统压力冲击
液压系统中由于频繁换向，在较高压力下突然启动油泵或关闭阀门及缸体快速动作都会造成瞬时峰值压力高达工作压力的好几倍，有时足以使密封装置、管道或其它液压元件损坏而造成泄露。
第三章 液压系统泄露的部位
液压系统内的油液通过非工作通道由高压腔流到低压腔或由系统内流到系统外的现象就是泄漏。其中，在系统内由高压腔流到低压腔叫做内泄漏，由系统内流到系统外叫外泄漏。内泄漏能引起系统性能不稳定，外泄漏会造成能源浪费、污染环境。液压系统泄漏影响着系统工作的安全性、可靠性。造成油液浪费、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。因此，对液压系统的泄漏我们必须加以预防和控制。本文主要从液压系统的初始设计、制造安装以及使用维护等三个方面简要介绍了液压泄漏的预防和控制措施。 液压系统泄漏的主要部位
1. 管接头和油塞泄漏
管接头和油塞在液压系统中使用较多，在漏油事故中所占的比例也很高可达30~40%以上。管接头漏油大多数发生在与其它零件联接处，如集成块、阀底板、管式元件等与管接头联接部位上。当螺孔的几何精度和加工尺寸、加工精度不符合要求时，会造成组合垫圈密封不严而泄漏。
2. 元件等接合面的泄漏
如板式阀、叠加阀、阀盖板、方法兰等均属此类密封形式。接合面间的漏油主要是由几方面问题所造成，与O 形圈接触的安装平面加工粗糙、有磕碰、划伤现象、O 型圈沟槽直径、深度超差，造成密封圈压缩量不足，沟槽底平面粗糙度低、同一底平面上各沟槽深浅不一致、安装螺钉长、强度不够或孔位超差都会造成密封面不严，产生漏油。
3. 液压缸的泄漏
如活塞杆表面粘附粉尘泥水、盐雾、密封沟槽尺寸超差、表面的磕碰、划伤、加工粗糙、密封件的低温硬化、偏载等原因都会造成密封损伤、失效引起漏油。
4. 泵、马达旋转轴处的漏油
泵、马达旋转轴处的漏油主要与油封内径过盈量太小、油封座尺寸超差、转速过高、油温高、背压大、轴表面粗糙度差、轴的偏心量大、密封件与介质的相
容性差及不合理的安装等因素造成。
5. 液压系统在工作中有能量损失
一些损失转化为热能，使液压系统的油温升高。温升发热往往会造成液压系统较严重的泄漏现象，它可使油液粘度下降或变质，使内泄漏增大，温度继续增高会造成密封材料受热后膨胀增大了摩擦力，使磨损加快，使轴向转动或滑动部位很快产生泄漏。密封部位中的O 形圈也由于温度高、加大了膨胀和变形造成热老化冷却后已不能恢复原状，使密封圈失去弹性，因压缩量不足而失效，逐渐产生渗漏。
第四章 液压系统泄漏种类
泄漏按流向可分为内泄漏和外泄漏。外泄漏主要是指液压油从系统泄漏到环境中产生在液压系统的液压管路、液压阀、液压缸和液压泵，液压马达的外部。内泄漏是指由于高低压侧的压力差的存在以及密封件失效等原因，使液压油在系统内部由高压侧流向低压侧，如液压传动中油液从高压腔向低压腔的泄漏，从换向阀内压力通道向回油通道的泄漏等。泄漏的主要形式有缝隙泄漏、多孔隙泄漏、粘附泄漏和动力泄漏等。
1. 缝隙泄漏
工程机械液压系统的缝隙泄漏主要有两种，固定密封处静接合面泄漏和运动密封处动结合面泄漏。固定密封处泄漏的部位主要包括液压缸缸盖与缸筒的接合处等。运动密封处主要包括液压缸活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖导向套之间。缝隙泄漏量的大小与压力差、间隙等因素有关。
2. 多孔隙泄漏
液压元件中的各种盖板，由于表面粗糙度的影响，两表面之间不可能完全接触，在两表面不接触的微观凹陷处，形成许多截面形状多样、大小不等的空隙，空隙的截面尺寸与表面粗糙度有关。多空隙泄漏，液体需流经弯曲的众多空隙，在做密封性能试验时，需经一定的保压时间，泄漏才能显露出来。
3. 粘附泄漏
粘性液体与固体臂之间有一定的粘附作用，二者接触后，在固体表面上粘附上薄薄的一层液体，若固体表面上的膜较厚时，油膜会因相互运动而被密封圈刮落产生粘附泄漏。防止粘附泄漏的基本办法是控制液体粘附层的厚度。
4. 动力泄漏
在旋转轴的密封表面上，若留有螺旋加工的痕迹，当轴转动时，液体在转轴回转力的作用下沿螺旋痕迹的凹槽流动。若螺旋痕迹的方向与轴的转动方向一致
时，由于螺旋痕迹的“泵油”作用，就会产生动力泄漏。动力泄漏的特点是轴的转速越高，泄漏量越大。防止动力泄漏，应避免在转轴的密封表面和密封圈的唇边上存在" 泵油" 作用的加工痕迹或利用动力泄漏的原理，利用螺旋痕迹的泵油作用，将泄漏油泵回，阻止泄漏。
第五章 液压系统泄露的危害及防治
1. 液压系统泄漏的危害
污染物混入系统后会加速液压零件的磨损、研损、烧伤甚至破坏或者引起阀的动作失灵或者引起噪声。污染物会堵塞液压元件的节流孔或节流缝隙，改变液压系统的工作性能，引起动作失调甚至完全失灵，产生误动作造成事故。灰尘颗粒在液压缸内会加速密封件的损坏、缸筒内表面的拉伤、使泄漏增大、推力不足或者动作不稳定、爬行、速度下降，产生异常的声响与振动。还可能引起滤网堵塞、液压泵吸油困难、回油不畅而产生气蚀、振动和噪声，堵塞严重时会因阻力过大而将滤网击穿，完全丧失过滤作用，造成液压系统的恶性循环。
系统污染的原因很多，从污染产生机理来看，分为两种：
① 制作、检修过程中潜伏在系统内部的污染物。
② 系统工作过程中产生的污染。显然，系统制作、检修过程中潜伏的污染物多为切屑、毛刺、型砂、涂料、磨料、焊渣、锈片和灰尘等固体颗粒，它们对系统的危害比较大，必须在这一阶段加强管理，控制污染，确保检修后的液压系统能够安全可靠地运行。
2. 液压系统泄漏的控制方案
方案一：减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏，可以采取以下措施：
① 使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动；
② 使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击；
③ 适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件；
④ 尽量减少管接头的使用数量，管接头尽量用焊接连接；
⑤ 使用直螺纹接头，三通接头和弯头代替锥管螺纹接头；
⑥ 尽量用回油块代替各个配管；
⑦ 针对使用的最高压力，规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩，防止结合面和密封件被蚕食；
⑧ 正确安装管接头。
方案二：减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计，如果动密封件加工合格，安装正确，使用合理，均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲，设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命：
① 消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷；
② 用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆，防止磨料、粉尘等杂质进入； ③ 设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积； ④ 使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案三：对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差，使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷，并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时，配合表面将在油液压力作用下分离，造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动，静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件，变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案四：控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的，一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半，所以应合理设计高效液压系统或设置强制冷却装置，使最佳油液温度保持在65℃以下；工程机械不许超过80℃；另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题，应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质，以解决相容性问题，延长密封件的使用寿命。 方案五：合理设计安装板
当阀组或底板用螺栓固定在安装面上时，为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损，安装面要平直，密封面要求精加工，表面粗糙度要达
到0.8μm ，平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕，连接螺钉的预紧力要足够大，以防止表面分离。
结论
泄漏产生的原因和主要部位在液压系统中从元件到辅件，从油箱到液压泵、液压缸等各个环节都可能存在泄漏问题，造成泄漏的原因也很多，液压系统中的颗粒物污染是加剧间隙增大和密封件失效的重要原因。油液的清洁、油液的注入、油液的过滤、元件的清洁、装配的清洁、装配的规范调试及工作中的正确使用等都是对液压系统的保护，同时降低了泄漏的可能性。泄漏的控制大致可从油液、元件、使用三方面来保证，而保持液压系统的清洁无污染，是维系系统的设计使用寿命并可有效控制泄漏的简单易行的措施。
致谢
借此论文完稿之际，谨向在我大学三年的学习生活和毕业论文写作，完成过程中给予我指导、关心、支持和帮助的所有老师、同学表示最衷心的感谢和最诚挚的祝福。首先要感谢我的指导老师岳老师，在您的悉心指导下我的毕业论文才得以顺利完成。老师丰富的学识、扎实的理论功底、严谨的治学态度、执著的敬业精神以及宽阔的胸怀都是我学习的榜样，在此毕业论文写作中，老师不仅在学术上给我以指导，还身体力行影响着我的学习工作态度及人生价值观，特别是在为人处世方面，每次见面老师都会给我们讲很多人生的大道理，使我们获益匪浅。在此，我向岳老师致以我最真挚的谢意，并将终生铭记她的教诲。 最后，祝所有的老师身体健康、工作顺利！
参考文献
[1] 张勤；徐钢涛. 液压与气压传动系统技术. 北京：高等教育出版社，2009,2
[2] 宁广庆，冯娜娜，张永革等. 抄平起拨道捣固车. 郑州：郑铁出版社，2012,12
[3] 王慧君. 液压与电气控制. 北京：人民交通出版社，1999，11.
[4] 王春行. 液压控制系统. 北京：机械工业出版社，2000
[5] 龚烈航. 液压系统污染控制. 武汉：国防工业出版社，2010，6
[6] 孟延君，陈敏. 液压传动. 哈尔滨：冶金工业出版社，2008，9
[7] 佘贵川. 大型养路机械运用与管理. 北京：中国铁道出版社，2007
[8] 曹 颙. 抄平起拨道捣固车. 株洲：中国南车出版社，2008
[8] 郁汉琪. 机床电气控制技术. 北京：高等教育出版社，2007，12
[9] 汪 弈. 钢轨打磨车. 北京：高等教育出版社，2004，7
[10] 吴晓明. 液压变量泵调节原理与应用. 郑州：大象出版社，2009
[11] 张永革. 全断面道砟清筛机. 郑州：郑铁出版社，2011
[12] 罗 荣. 液压与气压传动. 北京：北京大学出版社，2005
[13] 李 华. 机械制造技术. 北京：高等教育出版社，2006
郑州铁路职业技术学院毕业论文
论文题目： 液压系统泄漏的危害与控制 作者姓名：
班级学号： 铁路大机10A1 116213513 系 部： 专 业： 指导教师：
2013 年 5 月 13 日
液压系统中，泄漏影响工作的质量和效率，是必须要考虑的问题。例如液压缸，严重的泄漏不仅会使设备周围的环境受到污染，还会导致液压缸工作腔的压力降低, 使液压缸无法正常工作。采取比较先进的方法, 有效地防止泄漏，使液压系统实现“零泄漏”是液压行业多年来始终追求的目标。另外，准确地分析液压系统泄漏产生的最初原因，可以帮助我们及时排除液压系统的泄漏故障。作为机械专业的学生，我们通过对《液压与气压传动》课程的学习以及查阅相关资料，结合自己专业实习、工程训练和日常生活中的所见和所想，就常见泄漏故障问题，分析了液压传动的泄漏形式及原因，提出控制泄漏的措施。
关键词： 液压系统、泄漏、防治
摘要 ............................................................................................................ I
第一章 液压系统概述 . ........................................................................... 1
1. 液压系统概述 ................................................................................ 1
2. 液压传动的优点 ............................................................................ 1
3. 液压系统的组成 ............................................................................ 2
第二章 液压系统泄漏的原因 ................................................................ 3
1. 密封件方面 .................................................................................... 3
2. 油液污染......................................................................................... 3
3. 元件制造装配精度超差 ................................................................ 4
4. 油液温升过高 ................................................................................ 4
5. 液压系统压力冲击 ........................................................................ 5
第三章 液压系统泄露的部位 ................................................................ 6
1. 管接头和油塞泄漏 ........................................................................ 6
2. 元件等接合面的泄漏 .................................................................... 6
3. 液压缸的泄漏 ................................................................................ 6
4. 泵、马达旋转轴处的漏油 ............................................................ 6
5. 液压系统在工作中有能量损失 .................................................... 7
第四章 液压系统泄漏种类 .................................................................... 8
1. 缝隙泄漏......................................................................................... 8
2. 多孔隙泄漏 .................................................................................... 8
3. 粘附泄漏......................................................................................... 8
4. 动力泄漏......................................................................................... 8
第五章 液压系统泄露的危害及防治 .................................................... 9
1. 液压系统泄漏的危害 .................................................................... 9
2. 液压系统泄漏的控制方案 ............................................................ 9
方案一：减少冲击和振动 ........................................................ 9
方案二：减少动密封件的磨损 .............................................. 10
方案三：对静密封件的要求 .................................................. 10
方案四：控制油温防止密封件变质 ...................................... 10
方案五：合理设计安装板 ...................................................... 10
结论 . .......................................................................................................... 11
致谢 . .......................................................................................................... 12
参考文献 . .................................................................................................. 13
第一章 液压系统概述
1. 液压系统概述
液压系统和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫•布拉曼(Joseph Braman,1749-1814) ，在伦敦用水作为工作介质, 以水压机的形式将其应用于工业上, 诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油（液压油缸）, 又进一步得到改善。
第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用, 特别是1920年以后, 发展更为迅速。液压站大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间, 才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯发明了压力平衡式叶片泵, 为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20世纪初康斯坦丁•尼斯克对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等) 方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。
第二次世界大战(1941-1945)期间, 在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出, 日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。 液压系统有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等; 行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等; 钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等; 土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等; 发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等; 船舶用的甲板起重机械(绞车) 、船头门、舱壁阀、船尾推进器等; 特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等; 军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。
2. 液压传动的优点
相对于机械传动，液压传动是一门新的技术，起源于1654年帕斯卡提出的静压传动原理。它是以液体为工作介质，通过能量转换装置来进行能量传递的一种传动形式。
液压传动具有如下优点：
① 工作液体可以用管道输送到任何位置
② 执行元件的布置不受方位限制, 借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构
③ 液压传动能将原动机的旋转运动变为直线运动
④ 可以方便地实现无级调速
⑤ 载荷控制、速度控制以及方向控制容易实现, 也容易进行集中控制、摇控和自动控制
⑥ 液压传动平稳无振动
⑦ 具有良好的润滑条件可提高液压元件工作的可靠性和使用寿命 ⑧ 液压元件有利于实现标准化、系列化和通用化。
因此，液压传动在国民经济各部门中得到了广泛的应用。
3. 液压系统的组成
液压系统是由各种不同功能的液压元件组成的。液压元件可以分为动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件和液压油五大部分。
① 动力元件：将机械能转变为液压能输出的元件，统称为液压泵。
② 控制元件：控制元件有控制压力元件，如减压阀、溢流阀；流量控制元件，如节流阀、伺服阀；方向控制元件，如电磁换向阀等。
控制元件能够控制液压系统所需要的力、速度、运动方向，使液压系统工作协调、平稳、可靠，组成液压系统的控制环节。
③ 执行元件：执行元件是将液压能转变为机械能，驱动机械机构运动，是液压系统输出力的环节，如液压油缸、液压马达。
④ 辅助元件：指各种管路及管接件、油箱、蓄能器、过滤器等，它们是液压系统工作油液的储存、过滤和连通等的辅助件。
⑤ 液压油：液压油是液压系统传递能量的工作介质，液压油还能把系统中产生的热量带走，通过散热器传到大气中。
第二章 液压系统泄漏的原因
液压系统产生泄漏的原因多而复杂，本节主要从密封件泄漏、工作油液污染、元件制造装配精度超差、油液温升发热以及液压系统压力冲击等方面归纳分析。
1. 密封件方面
在液压缸中, 一提及泄漏就会首先考虑到密封件, 因为密封件是液压缸中最主要的防止泄漏的元件。它主要有YX 型密封圈、组合密封圈、U 型密封圈、V 型密封圈、O 形圈、格来圈、斯特封等。其中YX 型密封圈、组合密封圈、U 型密封圈主要靠在压力油的压力作用下产生张力, 使内、外唇边张开来实现密封的, 对内、外唇边线性质量要求很高；V 型密封圈、O 形圈、格来圈、斯特封主要靠压缩量来密封。密封件的物化性能等方面的质量直接影响液压缸产品的质量。
密封件泄漏的原因主要有以下几方面：
① 密封件质量有问题。密封件材质为劣质，且制造工艺和精度都达不到要求，以及模具和修边均有缺陷等。
② 密封件选用不合理。选用的密封件不能满足工作压力、工作速度和温度等方面的要求，或者密封件的类型选用不当。
③ 密封件的安装沟槽设计不当，安装间隙与压缩量选择不合理；配偶件的加工精度和表面粗糙度未达到要求；安装时未加保护而损伤唇口或使外界杂物混入；贮存时温度、湿度不当，受氧和臭氧的侵蚀变质等。
④ 液体中的气泡经过密封唇边时，气泡被压缩为原来尺寸的几分之一。这种气泡到达密封件的非压力侧时，便迅速释放出能量，使密封唇边损坏。另一方面，当含有一定比例的油蒸汽的气泡，因受压达到足够高的温度时，就会自燃，以致烧坏或熔化支承环，甚至会发生密封件的局部烧坏和碳化。
2. 油液污染
包括气体污染、颗粒污染、水污染等。
① 气体污染：在大气压下，液压油中可溶解10％左右的空气，在液压系统的高压下，在油液中会溶解更多的空气或气体。空气在油液中形成气泡，如果液压支架在工作过程中在极短的时间内，压力在高低压之间迅速变换就会使气泡在
高压侧产生高温在低压侧发生爆裂，如果液压系统的元件表面有凹点和损伤时，液压油就会高速冲向元件表面，加速表面的磨损，引起泄漏，此种由空穴现象造成的腐蚀作用称为气蚀。
② 颗粒污染：由于试验台被颗粒污染, 导致泄漏的几率很小, 但在实际中仍然存在。液压缸使用过程中, 由于上述原因产生的颗粒, 有的粘附在密封元件上, 有的粘附在活动面上, 刮伤密封元件的密封面, 导致密封元件失效, 使液压缸产生泄漏。这种故障通过除去未去干净的毛刺, 清洗各个元件, 再更换密封元件就可排除; 比较严重有的会“拉缸”, 这种故障的排除就比较麻烦; 更严重的可导致缸筒报废。
③ 水污染：由于工作环境潮湿等因素的影响，可能会使水进入液压系统，水会与液压油反应，形成酸性物质和油泥，降低液压油的润滑性能，加速部件的磨损，水还会造成控制阀的阀杆发生粘结，使控制阀操纵困难，划伤密封件，造成泄漏。
3. 元件制造装配精度超差
所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、形位公差等要求。如果在制造过程中超差，例如：油缸的活塞半径、密封槽深度或宽度、装密封圈的孔和尺寸超差或因加工问题而造成失圆、本身有毛刺或洼点、镀层脱落等，密封件就会有变形、划伤、压死或压不实等现象发生，使其失去密封功能，将使零件本身具有先天性的渗漏点，在装配后或使用过程中发生渗漏。系统装配粗糙，缺乏减振、隔振措施；系统超压使用，未做到按规定对系统适时检查及易损件寿命到期但未及时更换等都会造成系统泄漏。
4. 油液温升过高
液压系统工作时，要控制油液温度，温度过高，会产生以下现象：
① 多数情况下，当油温经常超过60℃时，油液黏度大大下降，不仅使润滑油膜变薄，摩擦力加大，磨损加剧，而且密封圈膨胀、老化、失效，结果导致液压系统产生泄漏。据研究表明，油温每升高10℃则密封件的寿命就会减半。
② 油液温度升高后，体积膨胀，压力升高，而泄漏随压力的升高而加大，从而使泄漏增加。
③ 油温升高使间隙胀缩变化。一般配合零件材质不同，材料热膨胀系数不
同，当油温升高时，配合零件因胀缩变化不同，会使配合间隙发生变化，当间隙变大时，造成泄漏增加。
5. 液压系统压力冲击
液压系统中由于频繁换向，在较高压力下突然启动油泵或关闭阀门及缸体快速动作都会造成瞬时峰值压力高达工作压力的好几倍，有时足以使密封装置、管道或其它液压元件损坏而造成泄露。
第三章 液压系统泄露的部位
液压系统内的油液通过非工作通道由高压腔流到低压腔或由系统内流到系统外的现象就是泄漏。其中，在系统内由高压腔流到低压腔叫做内泄漏，由系统内流到系统外叫外泄漏。内泄漏能引起系统性能不稳定，外泄漏会造成能源浪费、污染环境。液压系统泄漏影响着系统工作的安全性、可靠性。造成油液浪费、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。因此，对液压系统的泄漏我们必须加以预防和控制。本文主要从液压系统的初始设计、制造安装以及使用维护等三个方面简要介绍了液压泄漏的预防和控制措施。 液压系统泄漏的主要部位
1. 管接头和油塞泄漏
管接头和油塞在液压系统中使用较多，在漏油事故中所占的比例也很高可达30~40%以上。管接头漏油大多数发生在与其它零件联接处，如集成块、阀底板、管式元件等与管接头联接部位上。当螺孔的几何精度和加工尺寸、加工精度不符合要求时，会造成组合垫圈密封不严而泄漏。
2. 元件等接合面的泄漏
如板式阀、叠加阀、阀盖板、方法兰等均属此类密封形式。接合面间的漏油主要是由几方面问题所造成，与O 形圈接触的安装平面加工粗糙、有磕碰、划伤现象、O 型圈沟槽直径、深度超差，造成密封圈压缩量不足，沟槽底平面粗糙度低、同一底平面上各沟槽深浅不一致、安装螺钉长、强度不够或孔位超差都会造成密封面不严，产生漏油。
3. 液压缸的泄漏
如活塞杆表面粘附粉尘泥水、盐雾、密封沟槽尺寸超差、表面的磕碰、划伤、加工粗糙、密封件的低温硬化、偏载等原因都会造成密封损伤、失效引起漏油。
4. 泵、马达旋转轴处的漏油
泵、马达旋转轴处的漏油主要与油封内径过盈量太小、油封座尺寸超差、转速过高、油温高、背压大、轴表面粗糙度差、轴的偏心量大、密封件与介质的相
容性差及不合理的安装等因素造成。
5. 液压系统在工作中有能量损失
一些损失转化为热能，使液压系统的油温升高。温升发热往往会造成液压系统较严重的泄漏现象，它可使油液粘度下降或变质，使内泄漏增大，温度继续增高会造成密封材料受热后膨胀增大了摩擦力，使磨损加快，使轴向转动或滑动部位很快产生泄漏。密封部位中的O 形圈也由于温度高、加大了膨胀和变形造成热老化冷却后已不能恢复原状，使密封圈失去弹性，因压缩量不足而失效，逐渐产生渗漏。
第四章 液压系统泄漏种类
泄漏按流向可分为内泄漏和外泄漏。外泄漏主要是指液压油从系统泄漏到环境中产生在液压系统的液压管路、液压阀、液压缸和液压泵，液压马达的外部。内泄漏是指由于高低压侧的压力差的存在以及密封件失效等原因，使液压油在系统内部由高压侧流向低压侧，如液压传动中油液从高压腔向低压腔的泄漏，从换向阀内压力通道向回油通道的泄漏等。泄漏的主要形式有缝隙泄漏、多孔隙泄漏、粘附泄漏和动力泄漏等。
1. 缝隙泄漏
工程机械液压系统的缝隙泄漏主要有两种，固定密封处静接合面泄漏和运动密封处动结合面泄漏。固定密封处泄漏的部位主要包括液压缸缸盖与缸筒的接合处等。运动密封处主要包括液压缸活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖导向套之间。缝隙泄漏量的大小与压力差、间隙等因素有关。
2. 多孔隙泄漏
液压元件中的各种盖板，由于表面粗糙度的影响，两表面之间不可能完全接触，在两表面不接触的微观凹陷处，形成许多截面形状多样、大小不等的空隙，空隙的截面尺寸与表面粗糙度有关。多空隙泄漏，液体需流经弯曲的众多空隙，在做密封性能试验时，需经一定的保压时间，泄漏才能显露出来。
3. 粘附泄漏
粘性液体与固体臂之间有一定的粘附作用，二者接触后，在固体表面上粘附上薄薄的一层液体，若固体表面上的膜较厚时，油膜会因相互运动而被密封圈刮落产生粘附泄漏。防止粘附泄漏的基本办法是控制液体粘附层的厚度。
4. 动力泄漏
在旋转轴的密封表面上，若留有螺旋加工的痕迹，当轴转动时，液体在转轴回转力的作用下沿螺旋痕迹的凹槽流动。若螺旋痕迹的方向与轴的转动方向一致
时，由于螺旋痕迹的“泵油”作用，就会产生动力泄漏。动力泄漏的特点是轴的转速越高，泄漏量越大。防止动力泄漏，应避免在转轴的密封表面和密封圈的唇边上存在" 泵油" 作用的加工痕迹或利用动力泄漏的原理，利用螺旋痕迹的泵油作用，将泄漏油泵回，阻止泄漏。
第五章 液压系统泄露的危害及防治
1. 液压系统泄漏的危害
污染物混入系统后会加速液压零件的磨损、研损、烧伤甚至破坏或者引起阀的动作失灵或者引起噪声。污染物会堵塞液压元件的节流孔或节流缝隙，改变液压系统的工作性能，引起动作失调甚至完全失灵，产生误动作造成事故。灰尘颗粒在液压缸内会加速密封件的损坏、缸筒内表面的拉伤、使泄漏增大、推力不足或者动作不稳定、爬行、速度下降，产生异常的声响与振动。还可能引起滤网堵塞、液压泵吸油困难、回油不畅而产生气蚀、振动和噪声，堵塞严重时会因阻力过大而将滤网击穿，完全丧失过滤作用，造成液压系统的恶性循环。
系统污染的原因很多，从污染产生机理来看，分为两种：
① 制作、检修过程中潜伏在系统内部的污染物。
② 系统工作过程中产生的污染。显然，系统制作、检修过程中潜伏的污染物多为切屑、毛刺、型砂、涂料、磨料、焊渣、锈片和灰尘等固体颗粒，它们对系统的危害比较大，必须在这一阶段加强管理，控制污染，确保检修后的液压系统能够安全可靠地运行。
2. 液压系统泄漏的控制方案
方案一：减少冲击和振动
为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏，可以采取以下措施：
① 使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动；
② 使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击；
③ 适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件；
④ 尽量减少管接头的使用数量，管接头尽量用焊接连接；
⑤ 使用直螺纹接头，三通接头和弯头代替锥管螺纹接头；
⑥ 尽量用回油块代替各个配管；
⑦ 针对使用的最高压力，规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩，防止结合面和密封件被蚕食；
⑧ 正确安装管接头。
方案二：减少动密封件的磨损
大多数动密封件都经过精确设计，如果动密封件加工合格，安装正确，使用合理，均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲，设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命：
① 消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷；
② 用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆，防止磨料、粉尘等杂质进入； ③ 设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积； ④ 使活塞杆和轴的速度尽可能低。
方案三：对静密封件的要求
静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差，使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷，并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时，配合表面将在油液压力作用下分离，造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动，静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件，变动的间隙将蚕食密封件边缘。
方案四：控制油温防止密封件变质
密封件过早变质可能是由多种因素引起的，一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半，所以应合理设计高效液压系统或设置强制冷却装置，使最佳油液温度保持在65℃以下；工程机械不许超过80℃；另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题，应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质，以解决相容性问题，延长密封件的使用寿命。 方案五：合理设计安装板
当阀组或底板用螺栓固定在安装面上时，为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损，安装面要平直，密封面要求精加工，表面粗糙度要达
到0.8μm ，平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕，连接螺钉的预紧力要足够大，以防止表面分离。
结论
泄漏产生的原因和主要部位在液压系统中从元件到辅件，从油箱到液压泵、液压缸等各个环节都可能存在泄漏问题，造成泄漏的原因也很多，液压系统中的颗粒物污染是加剧间隙增大和密封件失效的重要原因。油液的清洁、油液的注入、油液的过滤、元件的清洁、装配的清洁、装配的规范调试及工作中的正确使用等都是对液压系统的保护，同时降低了泄漏的可能性。泄漏的控制大致可从油液、元件、使用三方面来保证，而保持液压系统的清洁无污染，是维系系统的设计使用寿命并可有效控制泄漏的简单易行的措施。
致谢
借此论文完稿之际，谨向在我大学三年的学习生活和毕业论文写作，完成过程中给予我指导、关心、支持和帮助的所有老师、同学表示最衷心的感谢和最诚挚的祝福。首先要感谢我的指导老师岳老师，在您的悉心指导下我的毕业论文才得以顺利完成。老师丰富的学识、扎实的理论功底、严谨的治学态度、执著的敬业精神以及宽阔的胸怀都是我学习的榜样，在此毕业论文写作中，老师不仅在学术上给我以指导，还身体力行影响着我的学习工作态度及人生价值观，特别是在为人处世方面，每次见面老师都会给我们讲很多人生的大道理，使我们获益匪浅。在此，我向岳老师致以我最真挚的谢意，并将终生铭记她的教诲。 最后，祝所有的老师身体健康、工作顺利！
参考文献
[1] 张勤；徐钢涛. 液压与气压传动系统技术. 北京：高等教育出版社，2009,2
[2] 宁广庆，冯娜娜，张永革等. 抄平起拨道捣固车. 郑州：郑铁出版社，2012,12
[3] 王慧君. 液压与电气控制. 北京：人民交通出版社，1999，11.
[4] 王春行. 液压控制系统. 北京：机械工业出版社，2000
[5] 龚烈航. 液压系统污染控制. 武汉：国防工业出版社，2010，6
[6] 孟延君，陈敏. 液压传动. 哈尔滨：冶金工业出版社，2008，9
[7] 佘贵川. 大型养路机械运用与管理. 北京：中国铁道出版社，2007
[8] 曹 颙. 抄平起拨道捣固车. 株洲：中国南车出版社，2008
[8] 郁汉琪. 机床电气控制技术. 北京：高等教育出版社，2007，12
[9] 汪 弈. 钢轨打磨车. 北京：高等教育出版社，2004，7
[10] 吴晓明. 液压变量泵调节原理与应用. 郑州：大象出版社，2009
[11] 张永革. 全断面道砟清筛机. 郑州：郑铁出版社，2011
[12] 罗 荣. 液压与气压传动. 北京：北京大学出版社，2005
[13] 李 华. 机械制造技术. 北京：高等教育出版社，2006