问题: 缸体组件损坏的主要原因是什么?
回答: (1)缸筒的损坏
缸筒损坏除前述的缸壁胀大外,还经常因为压力作用而产生纵向裂纹、恶性划伤及焊接部位和加工部位的破损等,其具体原因和状况如下。
①缸壁薄弱性裂纹缸筒内壁若通过常规的钻、镗、滚压加工过程时,它是以钢管外壁作为基准来找中的,内外径同轴度好,则缸壁壁厚一般比较均匀,一般不会产生纵向裂纹。但是P532509,现在大面积推广的冷拔钢管经珩磨加工或直接割取后作为缸筒时,由于冷拔是以钢管毛坯内孔作基准的,故很易失中,造成缸壁厚薄不匀。在某个方向的最薄弱处,就容易顺着冷拔方向造成纵向裂纹。对这类缸筒应按冷拔加工后可能产生的最小壁厚进行强度及刚度(避免缸壁胀大)的校核、计算。
②缸内异物刮伤造成严重损坏液压缸内进入硬性异物后,在往复运动时,异物在活塞与缸筒内壁间磋动,必然划伤缸壁,造成沟槽甚至拉缸、咬缸。这些异物的来源主要有:
a.铸造活塞滑动部分两端倒角不合要求、粗糙,活塞在运行中造成转角处铸件材料颗粒(有时甚至有白口组织Fe3C等)剥离、脱落,从而拉缸;
b.采用V形密封圈的活塞式液压缸,用压板、螺钉、弹簧垫圈来压紧密封圈,压板紧定时用力太大,弹簧垫圈已裂碎,当时未发现,往复运动一定时间后,螺钉松动,垫圈碎片轧进缸内,引起拉缸,严重时螺钉松动掉入缸内,造成缸筒、缸盖及活塞的轧坏;
c.缓冲装置单向阀的弹簧,因承受交变载荷作用而疲劳、折断,碎片进入缸内;
d.缸筒内孔表面电镀硬铬层发生脱落,落入缸内;
e.焊渣、切屑、铸件砂砾从系统管道混入缸内。
③螺纹退刀槽处的应力集中造成损坏在用螺纹连接的缸筒中,由于车制螺纹时工艺上的退刀槽以及O形密封圈沟槽处强度最薄弱,以及这些部位圆角R太小,表面粗糙度及
加工伤痕常会产生应力集中,在液压缸高频率往复运行时,加上液压冲击作用也易造成损坏。
④缸筒口连接法兰盘的变形 当法兰盘板厚的强度相对液压缸出力来说太薄弱时,或者法兰盘螺栓紧固扭矩过大,均会使法兰盘变坏或损坏。
(2)缸盖的损坏
①缸盖(底)被冲坏在高吨位压力机中有的缸内不设缓冲装置,活塞杆的运动多由电气限位行程开关进行控制。在工作返回空行程时,速度很快且活塞一压块组件质量大、性大,一旦限位行程开关失灵,则活塞杆组件对缸底(顶)将产生极大冲击力。情况严重者冲断缸盖(底、顶)连接螺钉,并冲坏缸盖(顶)本身P165240。通过采用双重行程开关保险和由40Cr钢调质材料制造螺栓两种办法,此事故现已基本消除。
焊接缸盖出现类似事故,主要是焊接部分存在缺陷,或者由于缸盖的焊接都是在缸筒内壁加工完成后方进行,焊接后一般不可能再作退火处理,但焊缝处因焊接时高热在焊件内留有一定的焊接应力,若焊接后不立即采取缓冷保温措施,则液压缸使用时极易产生裂纹而致缸盖(底)损坏。
②缸盖螺纹损坏缸盖与缸筒采用螺纹连接的结构可参见图3-79,其螺纹发生损坏主要是螺纹牙形不准确。
③缸盖连接螺栓损坏
a.当缸盖承受过载负荷时,例如前述电器失灵,缸盖损坏时,首先是连接螺栓若设计强度不富余、安全系数不高时,容易损坏。
b.连接螺栓一般用40Cr钢调质车制,至少用45钢调质后加工,其有时采用市售普通外六角螺栓,这些普通外六角螺栓,一般为15钢钢材,抗拉强度较低而致损坏。
c.螺栓紧固力不均匀,只有拧紧的螺栓才真正承受负载,工作时这些螺栓应力增大,继而产生拉长变形,那么这时原来拧紧的螺栓才相继承受载荷,巨大的负载作用力分别集中作用在单个或少数螺栓上,产生各个击破,终致整个击溃而致损坏。
(3)油口的损坏
①油口座焊接裂纹如图3-81所示,油口材料与缸筒材料往往不相一致。在油口座上,本来焊缝亲和力就较差,加上坡口形状、焊接位置等原因,该处焊接金属易流动淌下,除易造成焊接不透内有空缝外,还易造成油口座侧脚伸长或转角处壁厚不足,从而造成油口连接处的损坏。
图3-81油口焊缝的损坏
②油口螺纹损坏油口处的螺纹承受很大的作用力,必须提高螺纹的旋合率,即共同参加工作的螺牙数提高,才能避免螺纹的不正常损坏。过去油口常采用锥管螺纹,理论上讲,它具有很好的密封性能,但同时也极易损坏螺纹本身,现在国际标准化组织(ISO)推荐采用普通圆柱细牙螺纹,情况得到改善,但除注意螺纹本身的加工合乎要求外,还必须注意油口端面与螺纹轴线要保持垂直2020PM,否则,将会对螺纹从单边一侧拉坏。