拉臂车液压系统密封性能的检验方法和故障诊断

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

郭庆有,李德伟

山西航天清华装备有限责任公司,山西长治 046012

摘要

拉臂车液压系统在高压、频变与复杂工况下运行,其密封性能直接关系到设备的安全性与稳定性。本文以拉臂车密封性能检测与故障诊断为核心,立足于实际应用需求,分析了液压系统密封结构的工作特征与工程约束,梳理当前主流检验方法的适用边界,并提出面向夹持稳定性、导向精准性与清洁可控性的改进设计方案。在此基础上,构建了多路径、多指标协同的故障识别逻辑与预防体系。


关键词

拉臂车;液压系统;密封性能;故障诊断

正文


引言:

密封性能作为液压系统运行稳定的底层保障,往往在高压动作与长周期工况中暴露出问题。拉臂车作为典型的工程重载设备,结构伸展频繁,密封件不仅要承受剧烈的压差波动,还需应对外部尘泥侵扰和油液老化的交叠影响。一旦发生微量泄漏,轻则引发姿态控制偏差,重则形成系统失压与动作中断,对作业效率与安全构成实质威胁。当前行业常用的检测方法在操作便利与设备通用性方面具有一定优势,但也面临夹持不稳、数据波动大与定位滞后的困境,尤其在拉臂车此类大型液压系统中表现更为明显。

一、拉臂车液压系统密封性能的特征与要求

拉臂车液压系统运行于高压脉动与高频往复并存的复合环境,密封部件长期暴露于压差冲击、剪切磨损及润滑状态不稳定的交错应力下,其性能波动直接牵动臂架动作精度与作业安全。泄漏速率、启闭响应与压力保持能力等量化指标,是密封状态变化的关键表征。工程实践中,密封件的几何精度、材料兼容性与装配工艺共同决定使用稳定性,尤其在油液洁净度与颗粒控制不充分时,轻微偏差亦可能触发失效链条。唯有将结构公差、油品监测与载荷边界统一纳入检验体系,方能实现对密封寿命与状态的合理预判。

二、拉臂车液压系统密封性能检验方法及其适用性分析

(一)传统检验方法概述及其优缺点

行业常用密封性检验方法主要包括静压保压试验、往复动作测试、外部泄漏观察与油液理化监测。静压保压能够直观反映系统压力保持能力,便于快速判断密封完整性,但对小量泄漏的识别易受温度漂移与系统回弹影响,若夹持机构松动,读数波动大,重现性差。往复测试模拟工作缸在不同行程与负载下的动态摩擦工况,有助于揭示密封副非对称磨损,但设备振动及导轨误差可能造成夹紧偏差,影响密封受力均匀性。泄漏观察及荧光示踪对渗漏定位具直观优势,适合故障初判,但高度依赖操作人员经验与环境光条件。油样分析能通过磨粒数量、粒径分布及含水量判断密封性能衰退趋势,适用于周期监测,但无法明确泄漏点,常需结合其他方法佐证。

(二)针对拉臂车系统的改进检验设计思路

拉臂车液压缸结构大型化、长行程特性使其在密封性检验中对夹持稳定性和导向精度要求更高。为此,需构建面向“稳、准、洁”的工装系统:一是在固定架上设置斜槽结构,配合连接杆、圆块和连接板形成联动限位,并在末端加装磁铁与铁条实现自动吸附,构成免工具快速夹持单元,增强抗震能力;限位板包覆橡胶垫,起到缓冲与定位双重作用,降低安装误差风险。二是在斜槽内部嵌设斜板,提升导向精度,避免连接杆偏移,夹持力可沿密封几何中心均匀分布;钢制放置板则提升承载能力,避免因工装变形引发测量失真。三是清洁单元由半圆板、插板、铲板及弹簧组成,可快速排除测试台面残留油污与杂质,防止微泄漏误判。该设计使密封状态在受控姿态下接受压力—位移—温度联合加载,构成闭环量值链,提升数据可重复性与异常判断的灵敏度。

(三)检验方法的适用性比较与建议

针对不同目标,应在“敏感度—效率—可实施性”之间取平衡。若关注压力保持能力与整体密封状态,静态加压保压配合稳固夹持是首选;若需要评价动态密封副在位移端部的润滑与磨损,往复循环测试更贴近真实受载;定位具体泄漏路径时,可在上述试验基础上加用荧光示踪或痕量纸巾法,并结合油样监测给出趋势判断。前述装置结构适用于上述所有场景,其关键优势在于控制试样姿态与导向误差,隔绝外部振动干扰,从而显著弥补传统检测方法在精准性与稳定性上的短板。建议形成分层流程:入台前完成清洁与几何复核;加载阶段采用磁吸自锁与限位导向,记录压力—位移—温度全量数据;出现异常时再引入示踪与局部放大观察。管理侧强调两点:定期校准传感器与夹持机构,保持放置板平面度与表面清洁;对每一轮试验保留工装参数与环境条件,建立“试样—装夹—数据—判定”的映射,确保过程可控、结果可验、判定可信。

三、拉臂车液压系统密封故障诊断路径与预防策略

(一)故障诊断思路与流程

诊断体系宜构建“信号触发—台架复核—根因确认—复位验证”的闭环结构。作业现场设定三类预警门限:压力保持时间、伸缩速度与油温升幅,一旦任一参数越界即启动复核程序。台架测试依托斜槽—磁吸快夹—钢质放置板组合形成的稳态工装系统,夹持液压缸组件,开展静压保压与往复加载实验,实时获取压力—位移—温度三曲线;若曲线出现非线性下垂、位移端滞后或局部微渗趋势,即转入泄漏路径定位及密封副拆检分析。修复后采用相同工装条件复测,验证一致性,测试数据回写至设备历史档案,构建完整、可溯的数据链闭环。

(二)典型故障模式案例与判断依据

唇形密封磨损常伴随保压性能逐步下降,活塞杆表面反复出现均匀油膜。在稳定夹持与导向控制条件下,保压曲线呈近指数式下滑,往复末端渗油加剧。采用荧光示踪后,杆体周向出现连续发光带,拆检可见唇缘磨耗及轻微裂纹。静密封圈老化或沟槽结构尺寸失配,易在冷启动阶段表现出压降剧烈、自降速度加快等症状,保压曲线在低温区段出现突变,位移起始点轻微漂移。拆解多见密封圈硬化压印及回弹不足。软硬管接口密封与颗粒污染交叉损伤表现更具突发性。若接头或阀体轻度松动,微颗粒沿接触面切入,将诱发曲线压力剧震与瞬态泄漏。利用清洁模块(半圆板—插板—铲板)去污复测后,渗漏减缓明显者多指向接口问题;若同步检测的油样中颗粒度与金属磨粒指标急升,且杆面可见拉伤痕迹,则更倾向于颗粒划伤主导。

(三)预防策略与管理建议

预防工作应从设计、装配与运行三端协同推进。选型阶段确定密封材料与介质兼容性,校核沟槽尺寸与预紧量;装配阶段执行端面洁净、倒角保护与同轴度控制;运行阶段建立清洁度与颗粒度管控、周期性保压试验和行程端部专检。建议将结构稳定、夹持可靠、导向精密的一体化固定装置纳入企业标准工装体系,保证每次检验的姿态一致与抗振隔离。管理层面实行量值溯源:定期校准传感器与夹持机构,记录“试样—装夹—环境—曲线—判定”的全流程数据,设置更换阈值与预警阈值,培训维护人员的识别与记录能力,使密封风险在早期被拦截。

四、结语

本文围绕拉臂车液压系统的密封性能检验与故障诊断展开系统分析,从工作特征、检验策略到故障模式识别与预防逻辑,形成一套结构—方法—管理三位一体的实用框架。未来可从两个方向深化研究:其一,融合传感器冗余配置与数据融合算法,构建更强健的泄漏行为识别模型;其二,探索基于寿命曲线与状态监测的预测性维护体系,实现密封性能从“检验被动”到“状态主动”的转变。这不仅是机械设备自感知、自适应的关键一步,也是液压系统维护策略向智能化跃迁的基础工程。

参考文献:

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