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四柱压力机液压缸损坏情况及原因分析(图解)

来源:darphine.com/作者:压力机厂家 发布日期:2017-12-04 15:58:43

山东沃达重工压力机厂家网站  四柱压力机中的工作缸往往由于设计、制造或使用不当,过早损坏。如某大型模锻水压机,使用十多年来,主工作缸损坏十四次,先后傲过四个缸,每造一个缸约耗费数十万元。因此对于液压缸,特别是大型液压缸,应了解其损坏情况及原因,注意正确进行设计、制造与使用。

山东沃达重工压力机厂家网站    (一)损坏的部位及特点

山东沃达重工压力机厂家网站    液压缸损坏的部位多数在法蓝与缸壁连接的圆弧部分,其次在缸壁向缸底过渡的圆弧部分,少数在圆筒筒壁产生裂纹,也有因气蚀严重而破坏的。

    从液压缸使用情况来看,一般在损坏时都已承受了很高的工作加载次数(20万~150万次),裂纹是逐步形成和扩展的,属于疲劳损坏。

    1.圆筒筒壁   一般裂纹首先出现于内壁,逐渐向外发展,裂纹多为纵向分布,或与缸壁母线成45度角。

    2.缸的法蓝部分  如图2-18,首先在缸外部法蓝过渡圆弧处出现裂纹,逐渐沿环向及向内壁扩展,最后裂透,或者裂纹扩展到螺钉孔,使法蓝局部脱落,个别严重情况,甚至沿过渡圆角处法蓝整圈开裂而脱落。

    3.缸底  首先在内部过渡圆角处开始出现环向裂纹,逐渐向外壁扩展乃至裂透。

    4.气蚀  液压缸也有因气蚀产生蜂窝状麻点而损坏,尤其是在进水孔内壁,容易产生气蚀。

四柱压力机液压缸损坏情况及原因分析

    (二)损坏的原因

山东沃达重工压力机厂家网站    影响液压缸寿命的因素是多方面的,必须结合具体情况进行分析,但归纳起来主要有以下几个方面:

    1.设计方面  结构尺寸设计得不合理,如法蓝高度太小或法蓝外径过大,使综合应力过高而损坏。如某台20000KN锻造四柱压力机,其法蓝厚度仅为缸壁厚度的1.1倍,法蓝处计算应力超过2500×105Pa,工作1~2年后;两令缸先后破裂。更换新缸时,增大了法蓝高度,减小法蓝外径,使用多年未坏(2]。

山东沃达重工压力机厂家网站    从缸壁到法蓝的过渡区结构设计不合理,也会引起很大的应力集中,如某台进口的6300KN水压机工作缸,由于法蓝处过渡圆角仅为R=4mm,使用不久就出现裂纹,裂纹扩展后,整圈法蓝断裂脱落。

    有些资料[3]提供了一些光弹试验结果,说明如果把过渡区设计成特定的流线型断面形状,应力集中系数可降低为1.18,如做成15。斜线和月35圆弧相连结(图2-19),则应力集中系数为1.79。但从结构设计看,圆弧和斜度也不能太大,否则法蓝与横梁接触面过小,挤压应力太大。

    在结构允许而叉可能加工的情况下,过渡区应尽可能光滑,圆弧半径也应尽可能增大。

山东沃达重工压力机厂家网站    从缸底到缸壁的过渡区会产生弯曲应力并有应力集中,此处圆弧半径太小是缸底破裂的主要原因之一,一般不应小于1/8*D内,D内为液压缸内直径。如有几台四柱压力机缸底破裂就与圆弧半径太小有关,它们分别为1/12.7、1/10和1/9*D内[2]。

    2.加工制造方面  由于法蓝及缸底圆弧过渡区有应力集中,如加工光洁度很差,有明显刀痕,会对应力集中敏感,降低疲劳强度。特别是缸底过渡圆弧,加工比较困难,更应注意。一般光洁度不应低于▽5~▽6。圆筒筒壁部分的损坏多半是制造过程中引起的,如.整体锻造或铸造毛坯本身存在严重缺陷;锻焊结构中焊接质量不好,焊后热处理不恰当等等。环向焊缝位置与缸底距离应尽可能不小于1.5r2,r2为缸的外半径,与法蓝上表面距离也不小于(1.5~2)r2。。并且一定要对焊缝附近热影响区采取相应措施,以消除焊接过程引起的热应力和不利的结晶组织,在采用补焊时也要进行同样处理。

    3.安装使用方面液压缸法蓝与横梁接触面应要求80%以上的面积紧密接触,即在累计4/5圆周长度上间隙不大于0.05mm。有些四柱压力机由于长期使用,此接触面的精度遭到破坏,形成局部接触,局部接触处横梁支反力急剧增大,以至早期破裂。横梁刚度不够或安装水缸处筋板布置不合理,也会导致法蓝接触面上支反力分布不均匀,引起过大的工作应力。

山东沃达重工压力机厂家网站    由于缸体法蓝与横梁联接螺钉经常松动,如不及时拧紧,会引起缸体窜动和撞击,使横梁接触面不断压陷,形成局部接触。联结螺钉最好在液压缸加压状态下拧紧。有些小四柱压力机在缸底用卡环或键将缸与横梁紧固,对防止缸的松动有一定效果。

    工作液体往往对缸壁有腐蚀作用,会降低疲劳强度,因此必须对乳化液的成分和配制、予以足够重视,直接用工业用水而不加处理是不允许的。