浅谈工程机械液压缸故障诊断及寿命预测

浅谈工程机械液压缸故障诊断及寿命预测

杨兴武

身份证 :53302219550920****

摘要：焊接的质量则更多地取决于其工艺过程，在合理的产品结构基础上靠反复的工艺评定来确定最可靠的工艺参数，以稳定的工艺参数和过程来保证产品质量，而事后检测则往往是不得已而采取的高成本、低可靠性的控制手段。本文对工程机械液压缸故障诊断及寿命预测进行分析，以供参考。

关键词：工程机械；液压缸；故障诊断

引言

焊接技术的好坏直接决定了工业产品的质量，中国在工业项目中投入了大量的资金，使其规模逐渐扩大，同时也将更多的资金投入到焊接技术的研发当中。在当前的工业发展过程中，焊接工艺是其中的关键性技术，与生产率有着直接的关联。从目前的情况来看，中国的机械焊接工艺中仍然存在着一些问题，例如技术不够完善等，所以需要积极吸收先进技术，优化机械制造中的各项参数，利用新型生产设备来提升焊接质量。

1我国焊接技术的发展现状

在之前我国古时候制造兵器时，经常应用的就是焊接形式，在后来一段时间内，行业人士发明了集中热源形式，对金属加以焊接的方式，该时期出现的氧乙炔火焰和电弧，不仅使得焊接的区域变得更加的广泛，而且一定程度上更是减轻了相关工作人员的工作压力，之后一段时间内，相继出现了铝热焊接技术，此时正式开启了我国工程机械焊接行业的发展。在二十世纪之前，在工程机械行业发展当中，主要应用的就是气焊以及电弧焊的工艺形式，确保企业有着较高生产效率的基础上，自然推动了焊条的快速发展，越来越多行业人士对焊条提出了更高的要求，电弧焊技术一举作为核心焊接形式得以有效发展。在当时的国外专业领域内，出现了综合焊接以及电气技术的焊接设备，在此之前，工作人员都是通过手动方式进行焊接，此时标志着工程机械焊接工作实现了自动化的焊接目标，有效带动我国机械焊接行业迅速进步的同时，更是衍生出了一系列全新的焊接技术以及工艺形式。在二十世纪以后，随着科学技术的不断进步，自动保护弧焊形式、混合气体焊接等得到了广泛的运用，比如我国的航空以及军事等领域，同时对现代化的机械焊接技术提出了更高的要求。

2焊接工艺

2.1焊接材料

对于碳钢及低合金高强钢焊接，要求焊缝与母材等强度时，按等强匹配的原则选择满足力学性能要求的焊材；不要求等强时，可选用强度级别低于母材的焊材，以提高焊缝的塑性和抗冷、热裂纹的能力；但不宜采用高强匹配[6]。因此，按低强匹配和等强匹配的原则，依MAG焊选φ1.2mm的实心焊丝ER55-G和ER50-G。

2.2焊接设备

按MAG焊选择NZC型环缝自动焊接机，直流反接（DCEN），保护气体为φ（Ar）80%+φ（CO2）20%，流量15~25L/min，焊丝干伸长为12~18mm，焊丝前倾角10°~15°，焊接速度8.5~7.3（°）/s，线能量为15~20kJ/cm。

3焊接性能分析

合金钢焊接，对于合金钢，常用碳当量（Ceq）来评价其焊接性。当Ceq<0.45%，板厚<20mm时，淬硬倾向不大，焊接性能良好，焊前不预热；当Ceq=0.4%~0.6%时，尤其Ceq>0.5%时，焊接性能变差，焊前需预热。Q345B钢的碳当量不高（0.484%~0.549%），且w（C）<0.2%，其焊接性能与20钢接近，热轧态的屈服强度与45钢相当，常温下冲击功大，抗拉强度高于35、20钢，不低于45钢，具有优良的综合性能，因此可用Q345B代替行业大量使用的45钢。

4焊接工艺评定

外观检验，试件焊完后，先用低倍（5×）放大镜或肉眼检查焊缝外部成形情况。经查焊缝表面无气孔、裂纹、咬边等缺陷，焊缝周围无飞溅、凹坑、电弧擦伤等缺陷，焊接变形很小，在许可范围内；用焊接检验尺测量焊缝余高，没有超过规定；焊后24h，焊缝表面无延迟裂纹。焊缝与母材间过渡良好，焊缝高低整齐、宽窄一致，波纹均匀美观，焊缝表面充分熔合。试件外观检查合格。

5液压缸执行动作滞后

爬行现象就是液压油缸在运动时出现时走时停的跳跃式运动状态，在液压系统中这种故障较为常见。活塞与活塞杆以及缸体间同轴度没有达到要求，活塞杆出现弯曲，活塞杆较长而刚性差，缸体内的运动部件间隙过大，液压缸的安装位置偏移都会产生爬行；液压缸的端盖处密封圈压得太紧或太松，液压缸在运动中克服密封圈的摩擦产生的阻力，也同样会引起爬行。缸内混入气体是产生爬行现象的另一主要的原因。它在油液压力的作用下相当于蓄能器的作用，如果供油量不满足需要，缸即在停止位置上等待压力升高而出现断续脉冲式的爬行运动；当空气压缩到一定限度时，释放出能量，推动活塞产生瞬时的加速运动而出现时快时慢的爬行运动。这两种爬行现象，对缸的强度及负载的运动，都极为不利。所以，液压缸工作前必须充分排除缸内空气，所以在设计液压缸时，都要留有排气装置，同时排气口要尽可能设计在油缸最高位置或气体集聚部位。

6固定部位的泄漏

6.1密封件因被挤出而损坏

密封面配合间隙过大，如果密封件硬度低而又没有装密封挡圈的话，在高压和冲击力的作用下，就会被挤出密封槽而损坏：如果缸筒的刚性不大，那么密封圈在瞬时冲击力的作用下产生一定的弹性变形。由于密封圈的变形速度比缸筒的变形速度慢得多，这时密封圈被挤进间隙中失去密封作用。待冲击压力停止，缸筒变形迅速恢复，而密封件的恢复速度慢很多，于是密封件又被咬在间隙之中。这种现象的反复作用，不仅使密封件产生剥皮式的撕裂损坏，而且产生严重泄漏。

6.2因焊接不良而产生外漏

焊接式液压缸，焊接裂纹是产生外漏的原因之一。产生裂纹主要是焊接工艺不当造成的。如果焊条材料选用不当，焊条潮湿，对含碳量较高的材料焊前不进行适当预热，焊后不注意保温，冷却速度过快，都会引起应力裂纹。焊接过程中的夹渣、气孔和假焊同样可引起外漏。焊缝较大时采用的分层焊接，如果每一层的焊渣没有彻底清除干净，焊渣在两层之间形成夹渣现象，故在每一层的焊接中，都必须保证焊缝清洁，不能沾上油和水；焊接部位预热不够，焊接电流不够大，是形成焊接不牢和溶焊不完全的假焊现象的主要原因。

7工程机械焊接技术的发展趋势

在当前自动化焊接过程中，传感技术以及计算机技术的广泛应用，提高了焊接工作效率的基础上，自然也能够帮助工作人员对整个焊接过程实施智能化的监督与管理，特别是像一些比较复杂的工艺形式，正因为整合了智能化控制技术的优势，保证企业生产工作能够快速进行。但是通过相关数据调查发现，当前我国智能化焊接设备控制技术还处于不成熟时期，不能实现输入指令要求就能自动完成焊接工艺进行生产操作，面对该种不足，行业人士就必须保证生产过程具备智能化以及自动化的目标，确保整个生产工作能够高效完成。

结束语

对液压缸常用材料20、35、45、27SiMn、25Mn、Q34B等进行MAG焊试验，通过焊前预热、焊后缓冷工艺，避免马氏体生成，从而降低热影响区的淬硬性，焊后经消氢处理，加速氢的扩散与逸出，防止产生焊接冷裂纹。结果表明，坡口设计合理，焊接工艺评定的各项性能指标均达标，焊接工艺参数匹配，可用于实际焊接生产。

参考文献

[1]赵东明.浅析工程机械液压缸工艺现状与发展趋势[J].工业技术,2019(11):53.

[2]隋谊德.液压缸在工程机械中的实际应用[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019(03):183-184.

[3]樊琦,汪雨佳.浅析工程机械液压缸工艺现状与发展趋势[J].中国金属通报,2019(01):244+246.

[4]刘兵华.液压缸在工程机械制造中的应用探讨[J].工业技术,2019(04):41+65.

[5]沈孝芹,工程机械液压缸高强钢及其焊接研究现状[J].热加工工艺,2017,46(01):18-22.