机械设备漏油分析

[摘要]：对机械设备漏油的原因进行了分析,阐述了国内及国外漏油等级的判别方法,对防漏治漏的措施进行了探讨。分析表明,防止机械设备漏油应从结构设计、制造工艺、材料选择、污染控制、维护和使用等各方面加以控制。
论文关键词：机械设备,漏油,漏油等级,防止措施

　　机械设备漏油不仅浪费油液、污染环境,而且由于润滑油不能到达润滑部位而影响设备的使用寿命和工作性能,加强密封管理可保持设备状态良好,有效地提高设备的运转率,减少水、电、气、油及物料的消耗,减少污染、消除公害,实现安全生产,因此消除机械设备漏油,具有很大的实用价值。引起机械设备漏油的原因包括设备设计、制造、安装、使用、维护等5 个方面。

　　1．机械设备常见的漏油物质和漏油等级的划分

　　在机械设备中,漏油物质一般为“五油”:燃料油、润滑油、液压油、矿物油和冷却油。设备漏油一般分为渗油、滴油和流油3 种。渗油:对于固定连接部位,每30 min 滴1 滴油,对活动连接部位,每5 min滴1 滴油; 滴油: 每2 ～3 min 滴1 滴油; 流油: 每1 min 滴5 滴油以上者。我国将漏油程度一般分为严重漏油、漏油和轻微漏油3 等。

　　2.单位时间的漏油量

　　通常用1 h 漏油量( g/ h) 或24 h 漏油量( g/24 h) 来表示。也可用mL/ h 或mL/ 24 h 来表示。例如ISO06194 4 旋转轴唇型密封圈第4 部分:性能试验方法,规定产品的“合格试验”须用6 个密封圈为1 组,在总试验时间为240 h 后测量6 个密封圈最大的允许泄漏量为12 g ,单个密封圈最大的允许泄漏量为3 g。往复运动单位行程的泄油量，通常以每移动100 m 漏油量克(g/ 100 m) 或每移动1 km 的漏油量毫升(mL/ km) 表示。

　　3.比泄漏量

　　通常以单位时间内密封周边长的泄漏量来表示。有的文献将比泄漏量q 规定为每千秒时间内密封周边长的泄漏量。通常取旋转轴密封的轴径D为30 mm ,在15 min 内测定比泄漏量,根据数理统计处理,对各类密封用比泄漏量来比较密封性等级,如表1 。

　　表1　流体密封的密封性等级和比泄漏量q

　　密封等级

　　比泄漏量[mL/ (ks ,Dm) ]或(mL/ m2)

　　直观质量评定准则

　　0～0

　　0～1

　　< 10 - 5

　　1 ×10 - 5～10 - 4

　　绝对密封

　　1～1

　　1～2

　　1 ×10 - 4～5 ×10 - 4

　　5 ×10 - 4～2. 5 ×10 - 3

　　肉眼看不见冒汗

　　2～1

　　2～2

　　2. 5 ×10 - 3～1 ×10 - 2

　　1 ×10 - 2～5 ×10 - 2

　　不成滴状的泄漏

　　3～1

　　3～2

　　5 ×10 - 2～2. 5 ×10 - 2

　　0. 25～1. 00

　　有滴漏

　　滴状泄漏

　　4～1

　　1～5

　　5

　　6

　　4～2 5～25

　　25～100

　　> 100

　　连续滴漏

　　线状泄漏

　　3.防止机械设备漏油的途径

　　3.1结合面泄漏的治理

　　提高密封件结合面的表面质量是防止结合面漏油的基础,其中包括降低表面粗糙度和减小形位公差;防止密封面在加工、装配和搬运时受砸或划伤;对于静止结合面不平时,可检查其接触情况,然后修刮,使其各处接触均匀后,再装上使用。对于大型箱盖和箱座的结合面可先测出结合面的最大间隙,然后用比最大间隙稍厚的工业纸涂上密封胶,可阻止工作介质泄漏。液压密封胶、厌氧胶和各种液态密封胶,

　　各种厌氧密封胶可用于管道螺纹接头、螺纹零件及较小的结合平面上作耐压密封、静密封可省去密封圈、垫片、麻丝、铅油等;也可用于不经常拆卸、振动、冲击条件下的螺纹件的紧固、防松、防漏,可以省去防松弹簧垫圈、制动螺母、开口销等零件,既能达到紧固又能密封;厌氧胶还可用于各种键、轴承的固定、填充或堵塞部件的间隙和裂纹。也可在静密封结合部位增加密封装置来防漏,在减速箱压盖外径开槽装O 形密封环防止主轴漏油。对于动结合面配合间隙过大漏油时,在动结合采用各种密封圈或软填料;当工作压力大于10 MPa时,可在O 形圈受压方向对侧设置一挡圈,在机械设备动密封往复运动时, 多数采用V形、U 形、L 形密封圈,使用时可根据工作压力、密封副的直径来确定密封圈的只数,可将多只密封件重叠使用,并采取调节压力来获得最佳的密封效果,当完整的V 形密封圈不能从轴向装入时,可以切开使用,但要在安装时将切口相互错开。

　　3.2 采用固体润滑材料

　　固体润滑材料目前正广泛使用于机床、减速箱齿轮和往复式压缩机活塞环,它可减少污染、节约润滑油和改善操作环境。常用的密封材料有: 尼龙1010、聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼等,可用于酸、碱、盐等介质中。其中二硫化钼是常用的一种固体润滑材料,化学稳定性好,摩擦系数小,具有良好的抗压性能,目前正广泛地应用于机床和减速箱齿轮的润滑,是杜绝减速箱漏油的根本措施。使用时可添加在润滑油、脂中,也可与金属材料混合压制成型,经烧结处理后成为不必加润滑油的机械零件。

　　3.3 铸件漏油的治理

　　机械设备的箱体结构复杂和庞大,箱体在制造过程中常存在气孔、缩孔和夹砂等质量缺陷,虽然在使用前,经过探伤检查和耐压试验,但在使用过程中,在交变载荷作用下,微裂纹处产生应力集中,铸造缺陷就会逐渐扩大,导致漏油。可以采用如下方法治理铸件的泄漏:

　　(1) 应用盐酸腐蚀法消除气孔、砂眼和裂纹等缺陷:用汽油将箱体洗净,然后灌入5 %～10 %的盐酸浸泡一昼夜,使盐酸与铸件发生化学反应,由于置换作用,生成的氯化亚铁可以填补微小的砂眼、裂纹和气孔,但经腐蚀后的箱体,必须加入少量的0. 5 %～10 %的氢氧化钠碱水溶液彻底清洗,以中和残余的酸液。

　　(2) 用涂水玻璃的方法消除铸件缺陷:用碱水清洗吹干后,将水玻璃加入箱体,浸泡4～5 h ,再将水玻璃放出,待水玻璃干后即可使用。

　　(3) 采用浸渗技术:用一定的浸渗工艺将液态的浸渗胶(剂) 渗入铸件的微孔中,固化为固态物质,防止泄漏,其适应于直径为0. 1～0. 3 mm 的微孔,耐压1～20 MPa 以上。

　　3.4 合理的结构设计

　　应对机械设备的密封部位考虑回油槽、回油孔、通气孔和导板等疏导装置,使润滑油顺利流回油池。使密封部位内、外侧压力差均匀,例如,工程机械一般承受工作负荷较大且工作环境恶劣,经常受到室外阳光暴晒,机器运转一段时间后,变速箱内的回转摩擦热和外界的辐射、射热使润滑油温度急剧上升,导致润滑油体积膨胀, 箱内气压增加, 最高达0. 3 MPa ,远远大于大气压,形成较大的气压差,导致系统漏油,故应对封闭的变速箱设置通气孔,以减少箱体内、外压差,使内、外压力趋近一致。同理,机床某些部位或贮油箱也不能完全封闭,要留有通气孔。对易漏的转动部位,应尽力设置双道以上的密封,增加密封的可靠性; 必要时可增加零件,防止漏油, 为防止焊接处渗透漏油,可设置导油板。

　　3.5 正确安装密封件

　　(1)密封件装配时要保持与密封面的平稳接触, 不得出现翻扭现象,以免损坏密封圈。

　　(2)密封安装过程中,往往需要通过螺纹、带尖角的孔口、键槽、阶梯轴等,入口处应设置3 mm ,10 °的倒角,安装时应采用专用工具和防护套,防止刮伤密封件;必要时可将O 形密封圈先放入开水中,使其膨胀再安装;在轴或轴套上涂一些润滑剂或使用水和软性肥皂。

　　(3)软管安装时不得扭曲,若扭曲,机器工作时会因扭曲力过大,造成接头处松脱或软管疲劳,产生裂纹,引起漏油。

　　(4)切勿漏装密封件。在装配时,预先把需装的密封件如数备齐,分别装上,装配完毕应无剩余,否则必须重装。

　　3.6定期维修、清洗机械设备,注意新油的过滤

　　空气中的尘土、砂粒,设备工作场地的各种污物:金属和铁锈的微粒、油漆、橡胶微末、纺织纤维等杂物在工作时会顺密封部位进入系统;机械零件经各类工艺加工和部件、装置组装之后残留下来的金属微粒,结构元件磨损和损坏的产物,腐蚀产物,机械设备工作用液的化学反应产物等,在油液中混存的杂质直径往往很小,接近油膜厚度,容易进入油封刃口与轴表面间,从而起到磨料的作用,恶化了密封工况,增加了密封件与轴的磨损,导致漏油,因此,应定期维修、清洗机械设备。

　　在维修时: ①应清理周围环境; ②拆卸的零件应清洗干净; ③维修时应检查转动轴的直线度、动平衡,轴承的径向跳动、轴向窜动,密封处轴的圆度、同轴度和表面粗糙度,对不符合要求的要修理至合格或更换新的元件,因为故障分析表明,轴的形位公差不符合要求,在回转时产生振摆,一方面会引起振动,另一方面容易引起漏油; ④防止使用报废的密封元件。

　　4．结束语

　　机械设备漏油是机械技术关键问题之一,关系到机械设备的实际工作质量和使用寿命,机械设备漏油的原因很多,涉及面广,要防止机械设备的漏油必须从结构设计、制造工艺、材料选择、污染控制、维护、使用等各方面加以控制。

参考文献
1 　肖开学. 实用设备润滑与密封技术问答. 机械工业出版社,2000. 1
2 　胡国桢. 化工密封技术. 化学工业出版社,1999. 7
3 　马芝胜. 实用胶接、防漏、治漏技术. 机械工业出版社,2001. 1
4 　[苏] П. H. 别利亚宁. 机械的工业清洁度. 机械工业出版社,1987