液壓缸低速爬行的主要原因及解決方法

一、液壓缸低速爬行的現(xiàn)象液壓缸的活塞桿在油壓的作用下伸出或縮回時，經(jīng)常出現(xiàn)速度不均勻現(xiàn)象，并有時伴有振動和異響，從而引起整個液壓系統(tǒng)的振動，并帶動主機其它部件振動，在主機調(diào)試過程中經(jīng)常出現(xiàn)，有時速度快了，這種現(xiàn)象會減輕。除因液壓系統(tǒng)管路引起這種現(xiàn)象以外，液壓缸自身產(chǎn)生的振動也經(jīng)常引發(fā)此類現(xiàn)象。
二、原因分析液壓缸附圖：液壓缸低速爬行的主要原因可從以下方面分析（參考液壓缸附圖）：
１、液壓缸有桿腔和無桿腔存有氣體而產(chǎn)生的低速爬行，由于氣體混在液壓油中，在壓力的作用下，體積變化，在高壓作用下甚至發(fā)生氣體瞬間爆炸，從而引起液壓缸的速度不穩(wěn)定。
２、液壓缸設(shè)計間隙不當(dāng)產(chǎn)生的低速爬行，液壓缸內(nèi)部活塞和缸體、活塞桿和導(dǎo)向套之間的滑動配合間隙太大，引起滑動面的受壓不均勻，造成摩擦力不均勻，引起液壓缸低速爬行；滑動配合間隙若太小，加上零部件制造存在公差，也會引起滑動面的受壓不均勻，造成摩擦力不均勻，引起液壓缸低速爬行。
３、液壓缸內(nèi)導(dǎo)向元件摩擦力不均勻產(chǎn)生的低速爬行，液壓缸常用的導(dǎo)向材料有ＱＴ５００．７、ＺＱＡＬ９-４、非金屬支撐環(huán)等，特別是非金屬支撐環(huán)尺寸不均勻，一些非金屬支撐環(huán)隨油溫變化尺寸增大或減小，即在油液中尺寸穩(wěn)定性差直接造成配合間隙的變化，很容易造成液壓缸的速度不穩(wěn)定。
４、密封件材質(zhì)問題引起的液壓缸低速爬行，液壓缸常用的密封材料有丁晴橡膠、聚胺酯橡膠、聚四氟乙烯等，由于材質(zhì)硬度、強度、跟隨性問題，直接影響其和滑動表面的摩擦力，另外對于唇口密封，油壓的波動造成密封區(qū)與接觸面的接觸壓力產(chǎn)生變化，從而引起液壓缸速度的變化。
５、零部件加工精度的影響，液壓缸缸體內(nèi)壁和活塞桿表面加工精度的高低，對液壓缸的低速穩(wěn)定性影響很大。特別是幾何精度影響更大，其中直線度是關(guān)鍵，在加工過程中直線度的保證最難做到，對行程較長的液壓缸來說，液壓缸缸體內(nèi)壁和活塞桿表面的直線度是影響液壓缸低速穩(wěn)定性的主要因素。
三、解決辦法
１、液壓缸有桿腔和無桿腔存有氣體而產(chǎn)生的低速爬行，可通過反復(fù)運行液壓缸達到排氣的目的，必要時在管路或液壓缸的兩腔設(shè)置排氣裝置，在液壓系統(tǒng)工作時進行排氣。
２、液壓缸設(shè)計間隙不當(dāng)產(chǎn)生的低速爬行，可正確設(shè)計液壓缸內(nèi)部活塞和缸體、活塞桿和導(dǎo)向套之間的滑動配合間隙，理論上的配合間隙為Ｈ９／Ｎ或Ｈ９／ｆ８，也有Ｈ８／ｆ８的；根據(jù)本作者的經(jīng)驗，液壓缸的缸徑和桿徑由小到大，如都按此來設(shè)計配合間隙，對于較大缸徑（≥?２００ｍｍ）和桿徑（≥?１４０ｍｍ）的配合間隙就顯得間隙過大，實際應(yīng)過程中，這類液壓缸的低速爬行現(xiàn)象較小缸徑的液壓缸出現(xiàn)的多，國外此類液壓缸滑動面的配合間隙一般設(shè)計為０．０５ｍｍ∽０．１５ｍｍ，從實際比較的結(jié)果來看，液壓缸的低速爬行問題明顯改善。因此對大缸徑的液壓缸建議選用這種方法。
３、液壓缸內(nèi)導(dǎo)向元件摩擦力不均勻產(chǎn)生的低速爬行，建議優(yōu)先采用金屬作為導(dǎo)向支撐，如ＱＴ５００－７、ＺＱＡＬ９－４等，如采用非金屬支撐環(huán)，建議選用在油液中尺寸穩(wěn)定性好的非金屬支撐環(huán)，特別是熱膨脹系數(shù)應(yīng)小，另外對支撐環(huán)的厚度，必須嚴(yán)格控制尺寸公差和厚度的均勻性。
４、對于密封件材質(zhì)問題引起的液壓缸低速爬行，建議在工況允許的條件下，優(yōu)先采用以聚四氟乙烯作為密封的組合密封圈，如常用的格萊圈、斯特封等等；如選唇口密封，建議材料優(yōu)選丁晴橡膠或類似材料的密封件，其跟隨性較好。
５、零部件加工精度的影響問題，在液壓缸的制造過程中應(yīng)嚴(yán)格控制缸體內(nèi)壁和活塞桿表面加工精度，特別是幾何精度，尤其直線度是關(guān)鍵，在國內(nèi)加工工藝中，活塞桿表面的加工基本上是車后磨削，保證直線度問題不大，但對于缸體內(nèi)壁的加工，其加工方法很多，有鏜削-滾壓、鏜削-珩磨、直接珩磨等，但由于國內(nèi)材料的基礎(chǔ)水平較國外有差距，管材坯料直線度差，壁厚不均勻、硬度不均勻等因素，往往直接影響缸體內(nèi)壁加工后的直線度，因此建議采用鏜削-滾壓、鏜削-珩磨工藝，如直接珩磨，則必須首先提高管材坯料的直線度。除上述方法外，液壓缸的缸體壁厚在允許的情況下，安全系數(shù)盡量選大一些，使缸體厚壁增加，特別是高壓工況下使用的油缸，以減小油壓下的缸體變形，變形后的缸體也會引起液壓缸低速爬行。