摘要：对用保压的法检查液压缸内泄漏进行剖析，通过使用密封的器皿设备解除液压型验台和试压连接头的接触处的内部泄漏对被试液压缸内泄漏的干扰，对压降和内泄漏量的进行替换计算，测试出被试用的液压缸的内泄漏量。
关键词：液压缸；内泄漏；压降；检测方法
引言：
液压缸在工程机械中是非常关键的运作零件，它的作用情况对工程机械的工作性能和使用时间起着一定的决定性作用。液压缸的泄漏是液压缸的最普遍的问题，泄漏通常可以划分为外部泄漏和内部泄漏。外部泄漏只要通过认真的观测就可以提前发现存在的问题，而内部泄漏要通过多次的专业检查才能发现。在通常情况下，内部泄漏的检查方法有沉降法、量杯量测法和保压法等。前两种可以在一定的范围内的反应出液压缸的内部泄漏量，而保压法则是在一定的性质下的反映内部的泄漏情况。可是在实际操作中，前面两种的步骤多、结果精确度低，而且要耗费的人力精力较多，而保压法的检查耗费的时间不长，可是不能规定检查的计量，所以探究出更加简捷的定量检查方法变得更加关键。
一、保压法检测
保压法是直接通过压降来间接检测液压缸内泄漏状况的一种定性检测内泄漏的方法，操作简便，时间较短，检测原理如图 1所示。以检测无杆腔到有杆腔的内泄漏为例，在保证无外泄漏的情况下，电磁换向阀左位工作，液压缸无杆腔油压为试验压力，有杆腔油压为零，待活塞杆完全伸出到达最大行程位置，控制液控单向阀进行保压。在保压过程中，由于无杆腔没有油压，活塞体保持静止，若被试液压缸没有内漏，则保压压力没有变化，也就没有压降；反之若存在压降，则被试液压缸存在内漏。
在实际试验中，试验台和被试液压缸一定存在内漏，只是不同的试验台和被试液压缸的内漏量不同。利用该方法来判定被试液压缸的内泄漏量是否符合国家标准，往往依靠操作工人的经验来判定，也随之有了一些经验公式，但对于具体的内泄漏量多少、是否合格并无明确的判定标准
二、保压法检测的改进
2.1 改进方案设计
在保证液压缸无外泄漏的情况下，保压法观察到的压降来源于三个方面：一是液压试验台本身就是一个液压系统，包括各种液压阀，存在系统本身的内漏，尤其是使用时间较长的液压试验台的内漏量更大；二是试压接头连接处的泄漏，包括接头内部液压阀的内漏；三是被试液压缸的内漏。
若要准确确定液压缸的压降值，首先需要排除液压试验台和试压接头连接处的内泄漏，但是这两者自身的内泄漏在实际工作中是无法完全消除的。因此，需要在进行液压缸内泄漏试验之前，对液压试验台和试压接头连接处的内泄漏进行检测。
在液压试验台和试压接头连接处的内泄漏压降值确定后，对液压缸进行内泄漏测试。试验最终所得到的压降值减去液压试验台和试压接头连接处内泄漏所造成的压降值，即为液压缸的内泄漏引起的压降值。最后，通过压降与内泄漏量的转换计算得到准确的液压缸内泄漏量。
2.2 试验台内泄漏检测装置设计制作与应用
为模拟被试液压缸完全无内泄漏的试验状况，设计制作完全密闭的容器进行保压试验，密闭容器装置结构简图如图所示。图中两个油嘴分别连接两个试压接头，可以进油保压和排气，密封筒两端完全焊接密封，焊接挂耳是为了方便搬运。该装置结构与液压缸类似，但没有活塞与活塞杆等结构，完全不存在液压缸内泄漏问题，对其进行保压试验所得的压降值全部由液压试验台和试压接头连接处的内泄漏引起。
利用该装置对本公司的液压试验台进行内泄漏试验，测试结果如图所示。从图所得，对于该测试装置进行3次保压测试，保压压力为22MPa（1MPa=10bar），保压时间为5min，最终压降分别为0.8MPa、0.7MPa和0.8MPa。
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2.3 液压缸内泄漏与压降的转换分析
液压油存在一定的可压缩性，其数学表达式如下：
k＝－v*Δp/ΔV*t
式中 K——液压油弹性模量，一般纯油 K=（1.4~2.0）×103MPa，混入空气后，一般取K=（0.7~1.4）×103MPa；
V——油液体积，L；
Δp——压力增量，MPa；
ΔV——油液体积变量，L/min；
t——时间，min。
一般在保证无外泄漏的情况下，被试液压缸活塞杆完全伸出，达到液压缸的最大的行程，然后开始保压。对此进行以下分析：
（1）若液压系统（包括试压接头连接处和被试液压缸）无泄漏，但使用油泵继续增压供油，存在压力增量Δp的情况下，油液受压缩，体积会存在减小变量ΔV；
（2）若液压系统（包括试压接头连接处和被试液压缸）无泄漏，但使用液控单向阀切断供油保压，压力不变，因此没有压力增量，油液体积也就没有变化，此表达式也就没有意义；
（3）若在液压系统（包括试压接头连接处）使用液控单向阀保压的情况下，但试压台、试压接头连接处和被试液压缸存在内泄漏，油液体积就会产生减小变量ΔV，压力就会降低，即存在负增量-Δp。同时，液压缸处于最大行程状况，活塞杆无法移动，这样就可以排除油缸回缩产生的体积变化。
根据式（1），被试液压缸的内泄漏引起的压降Δp2的数学表达式如下：
Δp2＝ΔV*t*k/ v
式中K——液压油弹性模量，MPa；
V——油液体积，L；
Δp——压力增量，MPa；
ΔV——油液泄漏量，L/min；
t——时间，min。
此外，为了排除试压系统（包括试压接头连接处）内漏，制作密闭容器检测装置检测试验台系统内泄漏压降为Δp1，则试验总压降的数学表达式如下：
Δp＝Δp1+Δp2＝Δp1+ K*Δp* t/ v
被试液压缸内泄漏量
ΔV= v*Δp2/ K*t=V*（Δp-Δp1）/ K*t
2.4 改进方案的应用
利用该方法对本公司所生产的一种叉车倾斜液压缸进行内泄漏测试，在保证无外泄漏的情况下，其中三根液压缸测试结果如表 1所示。该液压缸的缸筒内径为 80mm，行程为 104mm，保压时间为5min。油液体积V=π/4 × 0.82 × 1.04dm3=0.523L，K=1000MPa，Δp 分别为1.6MPa、1.5MPa 和 1.8MPa，Δp1=0.7MPa，t=5min。根据内泄漏计算公式（4）进行计算，结果表明液压缸内泄漏量均小于国家标准 JB/T 10205-2010 所要求的内泄漏量，满足使用要求。
结束语
通过对保压法检查液压缸的内部泄漏进行探究，使用密封的器皿装备解除液压的试验台和试压头的接口处的内部泄漏对被试液压缸内部泄漏的干扰，利用压降和内泄漏量的进行替换计量的方法，计算出被试液压缸的内部泄漏量。此方法在内泄漏试验中已经得到了实际的应用并且获得了良好的效果。
参考文献：
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[4] 闫跃山，唐欢.液压缸内泄漏复合检测系统的研究[J].设计与研究，2017（3）
论文作者:尚志亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/2/28
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