日本關于液壓系統漏油的調查報告

1.前言 日本油空壓工業會(以下簡稱工業會)和日本機械工業振興協會(以下簡稱振興協)受日本政府委托，從1995年開始，用3年時間開展了關于防止液壓系統漏油的研究課題。為了做好此項工作，用了約一年時間對主要產業中的六個專業 33個工廠進行了調查。在采用面談方式進行調查的同時，對國內外的有關文獻進行了研究，結論是： 防止漏油可以節省能源，防止火災和環境污染，減少仃機損失，減少污染產品和設備等。因此，各企業都積極防漏并制訂相應的維護標準。經過各方的努力，據工業會統計，目前漏油量約為15年前調查數據的1/10，節省損失約80億日元(按當時匯率約為1億美元)。為開展此項研究組成了專門的委員會，委員長由日本神奈川大學的小嗚英一教授(工學博士)主持，各大液壓公司、密封公司,如萱場川崎、油研、不二越、東京計器、內田，以及協會和工業會等都派了有關的技術負責人參加，委員會共有16名成員。調查對象主要是冶金、汽車、塑料注射機、工程建設機械、材料試驗機和機床等的工廠，調查主要采用工廠現場面談方式和現場調查。 2.調查結果 現將六個專業33個工廠的調查結果進行綜述，以及調查表的內容介紹如下： 2.1 冶金 本次調查的主要對象是熱軋、冷軋的壓下系統和無縫鋼管制造線等。鋼鐵廠的特點是環境非常惡劣，特別是:熱、蒸汽、水、沖擊、粉塵等，都是液壓系統產生漏油的主要原因。熱對彈性物體劣化影響較大，因此對密封都采取提高硬度和改善材質的措施；水和蒸汽使管路(包括一部分液壓缸)產生銹蝕，為此需要更換材料，采用不銹鋼，但是全部生產線采用不銹鋼成本太高，因而有的工廠有的部分未能采用，結果造成銹蝕而產生漏油；關于壓力沖擊，從報告得知，液壓回路產生的沖擊壓力一般為工作壓力(本次調查的最高工作壓力為25MPa)的150-300%，這個沖擊壓力產生振動使配管接頭和軟管接頭松動，它是產生漏油的主要原因。關于軟管和接頭的耐沖擊壓力，日本JIS標準規定為工作壓力的133%(方形波)，而本次調查的沖擊壓力高達150-300%，且波形也有所不同，因此看來JIS標準應作相應的修改。目前鋼鐵廠一般采用鋼鐵設備用油缸(JOHS 110)，它比JIS標準的油缸更能耐受嚴酷的工作條件，這有助于防止漏油。為了檢查和更換密封，生產線必須仃止工作,油泵和油缸密封更換作業需要時間，在工廠的生產計劃中是不允許仃機的，而因為漏油而造成仃機則更是不能容忍的，這是一個十分重要的問題。 為此，開發耐熱、水、沖擊和防塵的油缸活塞桿密封和油泵密封十分重要。。此外，鋼鐵廠另一特點是:應用乳化液(W/O)和難燃油、磷酸脂等液體、密封和軟管必須適應這些液體。有關調查資料介紹(冶金)： * 鋼鐵廠一般采用5項防止漏油措施,效果顯著：采用措施后，漏油現象大量減少，液壓油使用量減少了30%。 * 漏油主要部位：5處 * 某鋼鐵廠的用油及一年內補充的油液容積(HFI)情況： (a) 油箱容積 230,000L(全廠1,100,000L) (b) 更換油量200,000L (c) HFI* 為0.42-0.9 (d) HFI 中由于漏油造成的占40-80% *HFI-液壓流體指標,為每年添加油液和油箱容積之比。 *為防止漏油，各廠還有以下標準：配管施工標準，元件安裝標準，維護標準(包括定期、定點檢查和更換元件標準)，及管路支承標準等。 *各廠對防止漏油今后需研究的問題有2項： 2.2 汽車 本次的調查對象是發動機生產線和裝配生產線，這些工廠是自動化程度較高和近乎無人化的生產方式。 工廠有大量液壓裝置，它們的用油量大，能防止漏油就可取得顯著的經濟效果。 汽車工業是防漏意識最強的部門之一，各企業都訂有自己獨特的維護標準。由于不斷采取防止漏油的對策，使設備用油量由在采取對策前的10L/臺降至現在的0.2-0.4L/臺。過去由于設備過多，有一個工廠曾經達到每年漏油200-400L的記錄。汽車廠一般使用壓力為3.5-5 MPa，無高壓系統，據工廠報告主要的漏油點在：油缸密封、油泵軸伸密封、管接頭、配管以及橡膠軟管破損處等。 為防止漏油，需解決的問題如下： (1) 開發高耐久性密封。 (2) 希望建立耐久性和耐振性標準。 (3) 開發早期發現漏油系統。特別是對無人化生產和裝配車間更是急待解決的問題有關調查資料介紹 ( 汽車 )。 2.3 塑料注射機 漏油可污染制品，對夜間無人看管的車間更須解決漏油問題。為此，該行業防止漏油意識較強，行業的HFI指標較小，為0.1-0.3。塑料注射機的使用壓力一般為14-21MP。作業環境有較多樹脂粉塵，為提高生產效率，油缸移動速度有提高的傾向，高速化也就更要求提高油缸的密封性。。 為減少振動采用了無沖擊閥、橡膠軟管和配管上安裝管夾。 還采用了非礦物油的介質和相容性較好的密封和軟管。有關調查資料介紹 ( 塑料注射機 ) * 目前各廠家防止漏油的措施8項。采用措施后，可減少20%的耗油量。 2.4 工程建設機械 調查主要對象為挖掘機和汽車吊。工程機械主要在室外惡劣條件下工作，工作壓力為28-35MPa，油溫一般達80℃-100℃。工程機械防止漏油是適應環境( 環保 )要求和提高商品價值的必要條件。 工程建設機械防止漏油的對策如下： (a) 鋼管改為高壓軟管。 (b) 為防止振動,管路全部用管夾固定。 (c) 不用錐管螺紋，用帶O形環密封的接頭代替普通接頭。據反映，振動是造成漏油的主要原因。 工程建設機械防止漏油的主要課題為：在高壓下油缸活塞環密封和接頭的高壽命化，特別是對超過30-35 MPa高壓的密封、接頭和 軟管的強度不足表示不滿。有關調查資料介紹 (工程建設機械 ) * 防止漏油對策5項：采取措施后，市場上的產品發生故障次數減少。 2.5 材料試驗機 材料試驗機一般在室內環境下工作，大部分的環境是清潔的。工作壓力一般為21MPa， 個別為70MPa。 作耐久性試驗為24h連續試驗， HFI為0.2。 防止漏油的對策主要4項。主要漏油點是：油泵和油缸活塞桿密封處。希望開發高壽命的油泵和油缸密封。 2.6 機床 機床一般采用汽車工業的標準。 機床通常在切削和磨粉飛揚下工作，常用壓力為3-5 MP，最高為7MPa， 沖擊壓力為工作壓力的150%左右， 本次調查了7個工廠，大部分廠家都已采用帶密封的接頭，已經不再采用錐管螺紋接頭。 據調查，機床由于使用壓力低，加上工廠防漏意識 較強，一般反應己無漏油。