直压锁模油缸内泄现象的分析与研究

　　0 引言

　　液压缸一般来说，内泄量较小，不易察觉;另外，内泄现象没有外部明显表象也不能被及时检测出。工程实践中通常采取经验来判断识别。

　　1 内泄现象的产生原因及影响

　　造成液压缸内泄的主要原因：

　　(1)液压缸活塞密封结构设计不合理或密封选取不当 一般来说，密封件安装沟槽分为开放式和封闭式2 种， 多件密封建议采用开放式沟槽， 如 V形圈密封，有时还需要设计轴向压紧，以达到最佳密封效果;单件密封，可以安装在封闭式沟槽中。 密封件类型的选取，除考虑工况系数，如速度、稳定、压强外，还要考虑设备承受负载的类型，使用频率和使用寿命等因素的影响。

　　(2)局部细节设计不合理 在设计活塞密封时，必须注意倒角结构(包括沟槽内角)对密封件的影响，不得出现锐边，以免在安装过程中划伤密封件，或是在使用过程中，因密封件受挤压被锐边切割损坏。

　　(3)加工精度过低 与油封接触的运动工作面，表面粗糙度超过一定数值时，油封的泄漏量将呈直线上升态势，所以必须限定工作表面的粗糙度。

　　(4)加工制造工艺不当 泄漏量不仅与表面粗糙度有关，还和表面纹理形状有关，若工作面顶端尖锐，即使粗糙度数值同样较低也会严重磨损密封件;加工纹路的走向不能与活塞杆运动方向平行且联通。

　　(5)工作介质对密封件的影响 对于特定的液压介质，如果密封件选取不当会加速密封件的老化，如常用的密封件材料—丁腈橡胶就不耐酮、 脂和氯化烃等介质。内泄影响液压缸的技术性能， 主要表现为出力不足，运动速度缓慢和工作不平稳等现象。

　　2 内泄量的推导计算

　　如图1，油缸活塞半径R，厚度d，活塞与油缸内壁的间隙e，前后腔压力分别为p1、p2，活塞运动速度v。假设：(1)模型中液压油为牛顿流体;(2)内泄通道的截面积与整个活塞面积相比较很小， 泄漏速度很慢，基于此将内泄的流动假设为层流;(3)间隙值e相比较R 和d 小得多，可以认为圆周上压力均匀分布;(4)假设温度不变;(5)液压油在高压下的压缩量忽略不计。

　　取活塞圆周上任意小段圆弧区域作为研究对象，d₁=Rsin α，当角α 取较小值时有d₁=Rdα。 则基于上述假设条件下， 该小段圆弧区域上的间隙泄漏可以看成是两平行板(其中之一以速度v 运动，另外一板固定不动)之间的流体力学问题。

　　如图2 所示，前后腔压力差值Δp=p₁-p₂，在距离固定板y 厚度为d_y， 宽度为d_l 的流体单元层上，其上下表面切应力差值为d_τ，则有