探討失效模式對(duì)液壓軟管總成可靠性的影響

孫蘇鷗 徐興(南京七四二五橡塑有限責(zé)任公司 江蘇 南京 210028)

汽車的液壓軟管總成屬液壓的傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的基礎(chǔ)元件，一般情況下主要用于礦山、冶金、工程及便于拆卸和安裝的多種類型的液壓系統(tǒng)。液壓軟管總成的質(zhì)量好壞，可直接的影響到主機(jī)和系統(tǒng)的使用功能，極易對(duì)主機(jī)系統(tǒng)造成故障以及帶來(lái)人身傷亡等。而失效模式是影響液壓軟管總成可靠性的主要原因之一，因此，加強(qiáng)失效模式對(duì)液壓軟管總成可靠性影響的分析，可有效的避免不必要的障礙和事故。同時(shí)，促進(jìn)使用液壓軟管總成的品的有關(guān)企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

一、液壓軟亞軟管總成中失效模式的概況及分類

在液壓機(jī)械種類繁多的情況下，現(xiàn)代液壓行走的機(jī)械主要以軟管來(lái)對(duì)液壓的各種系統(tǒng)進(jìn)行連接，對(duì)使用液壓機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量具有保障作用。同時(shí)，對(duì)液壓軟管總成的失效模式進(jìn)行有效分析，是對(duì)該產(chǎn)品項(xiàng)目的可靠性予以研究的基本。軟管總成的結(jié)構(gòu)分析上主要包括軟管接頭以及軟管兩個(gè)部分，其中軟管接頭分為接頭內(nèi)連接與接頭外連接兩大部分。然而，在液壓軟管總成的實(shí)際工作狀況中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下三種液壓軟管總成失效模式：第一，軟管出現(xiàn)爆破以及穿孔泄漏。第二，軟管和接頭存在拔脫以及軟管接頭的內(nèi)連接發(fā)生斷裂及泄漏。第三，軟管接頭的外連接發(fā)生泄漏及斷裂。

二、失效模式對(duì)液壓軟管總成使用情況

以上三種液壓軟管總成的失效模式，在很大程度上極易引起系統(tǒng)和主機(jī)故障，造成人員傷亡等惡性事故。因此，為了提升軟管總成可靠性，積極尋找解決其質(zhì)量情況的辦法和措施，以及故障的發(fā)生的規(guī)律和原因，如何有效的使用液壓軟管總成則成為當(dāng)下的重中之重。現(xiàn)階段，液壓軟管總成使用情況主要有以下三點(diǎn)：

第一，在使用液壓軟管總成時(shí)，多數(shù)工作狀態(tài)將軟管管路扭轉(zhuǎn)、拉緊以及摩擦。第二，未考慮軟管總成在既定壓下長(zhǎng)度發(fā)生的變化，使得液壓軟管總成的松弛度不夠。第三，對(duì)于液壓軟管總成傳輸液壓油時(shí)，使用者未考慮液壓軟管可維持的-30℃至+80℃溫度范圍，也未排除軟管總成中液壓油的過(guò)高溫因素，從而影響了液壓軟管使用年限。

因此，探討失效模式對(duì)液壓軟管總成的可靠性因素、種類及影響分析有十分重要的意義。

三、失效模式對(duì)液壓軟管總成可靠性影響分析

1.液壓軟管出現(xiàn)爆破以及穿孔泄漏影響

液壓軟管總成的主要失效模式是液壓軟管總成的穿孔泄漏以及爆破，其中，液壓軟管總成的穿孔泄漏是由于液壓軟管總成的內(nèi)膠層面夾有大量雜質(zhì)，或者是因?yàn)橐簤很浌芸偝山宇^連接位置的內(nèi)膠層面出現(xiàn)損壞[2]。因此，造成液壓軟管總成管內(nèi)的壓力油透刺外膠層、增強(qiáng)層以及內(nèi)膠層，并呈現(xiàn)出針狀的穿孔泄漏現(xiàn)象。

同時(shí)，液壓軟管總成出現(xiàn)的爆破則是由于液壓軟管總成增加層強(qiáng)度明顯不足而產(chǎn)生的破壞，致使軟管總成增強(qiáng)層爆裂，從而造成液壓軟管總成壓力油濺出，系統(tǒng)的液壓油大量流失。作為失效模式之一的液壓軟管總成穿孔泄漏與爆裂，在機(jī)動(dòng)器械的使用過(guò)程中，極易造成壓力油的流失，影響機(jī)動(dòng)器械的使用年限，且不利于人們的生活出行及使用。

2.軟管和接頭存在拔脫及內(nèi)連接發(fā)生斷裂及泄漏

液壓軟管總成失效模式中接頭與軟管總成發(fā)生的拔脫及內(nèi)連接發(fā)生的斷裂和泄漏，是液壓軟管總成的失效模式之一。其中，軟管和接頭之間發(fā)生的拔脫通常是由于液壓軟管總成接頭的內(nèi)連接成分的連接力度不強(qiáng)以及連接強(qiáng)度欠缺。加上在高壓或者是西戎具有較大液壓沖擊的情況下，液壓軟管總成與接頭的連接位置發(fā)生拔脫，造成軟管路內(nèi)的壓力油大量濺出，以及軟管總成被液壓動(dòng)力甩出，引起了系統(tǒng)內(nèi)液壓的流失。

同時(shí)，液壓軟管總成接頭的內(nèi)連接位置發(fā)生斷裂，主要是因軟管接頭的內(nèi)連接強(qiáng)度存在一定欠缺，致使軟管總成因疲勞而發(fā)生斷裂。造成管路壓力油大量溢出，且?guī)?dòng)殘余的接頭軟管總成被液壓動(dòng)力甩出，導(dǎo)致了液壓油的流失。在很大程度上，對(duì)液壓軟管總成的可靠性造成了很大的威脅，不利于相關(guān)液壓軟管生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，安全性能不高[3]。

3.軟管接頭的外連接發(fā)生泄漏及斷裂

在液壓軟管總成的外連接部位發(fā)生的泄漏及斷裂，其主要原因是由于液壓軟管總成在與接頭的連接部位的內(nèi)膠層形成的損壞，應(yīng)力松弛、管路老化以及疲勞磨損等因素。以上所述因素，對(duì)液壓軟管總成管內(nèi)的壓力油順著接頭芯的接頭外套接連處滲出起著很大的推動(dòng)作用，且時(shí)間越長(zhǎng)，壓力油的滲出量逐漸增加。

另外，軟管總成接頭的外連接部位斷裂破損主要是由于外連接部位與軟管接頭強(qiáng)度不夠，在液壓軟管總成因疲勞發(fā)生破壞或斷裂時(shí)，管路內(nèi)的壓力油快速濺出，且接頭處的軟管被液壓動(dòng)力甩出。最終，使得系統(tǒng)的液壓油以1/2的量流失[4]。在加上外連接部剛度不足，極易疲勞變形，且密封接觸部位應(yīng)力減弱以及老化等因素，加速了軟管接頭的外連接泄漏斷裂。

綜上所述，失效模式對(duì)液壓軟管總成的可靠性影響進(jìn)行分析得知，液壓軟管總成在不同的失效模式中，其所造成的影響不盡相同，同時(shí)也有著本質(zhì)性的差異。按照性質(zhì)來(lái)分，主要為突發(fā)性失效模式與滯發(fā)性模式兩種。從失效模式對(duì)液壓軟管總成的可靠性因素及影響來(lái)看，不論是哪種失效模式，均存在一定的預(yù)見性和防范性。因此，對(duì)不同的失效模式進(jìn)行有效區(qū)分，并按照失效模式進(jìn)行相應(yīng)措施的預(yù)防和避免是提高軟管總成可靠性的必要前提。

[1]鄭賀悅,高國(guó)有,周華.我國(guó)汽車液壓制動(dòng)軟管產(chǎn)品質(zhì)量分析現(xiàn)狀[J].中國(guó)汽車技術(shù)研究中心,2011,11(14):77-80.

[2]溫華平,馮國(guó)勛.液壓膠管總成可靠性試驗(yàn)分析[J].工程機(jī)械,2011,12(23):141-143.

[3]葉季楠.液壓軟管總成在實(shí)際工況條件下的壽命預(yù)測(cè)[J].中國(guó)汽車技術(shù)研究中心,2011,13(27):355-357.

[4]葉季楠.液壓軟管總成的失效模式[J].中國(guó)汽車技術(shù)研究中心,2012,03(14):113-114.