液压传动主要是利用液体的压力能来传递能亮，而压力能的传递离不开各种橡胶软管，橡胶软管根据标准、压力、温度、介质的不同分成很多种类，它的选型和设计既要了解系统的设计需求，还需要了解软管和接头制造商的产品信息，比较复杂且容易出问题，本文主要研究液压软管的设计选型方法，常见的液压管路故障及其原因。
1、液压软管的选型设计
液压系统的性能、设备及部件的使用寿命、成本预算各项需求明确后，设计液压系统所需要安装的液压软管总成，一般包括尺寸、温度、应用、介质和压力5个要素。
1.1 尺寸
液压系统通过传递不同压力和流量流体来进行能亮的传递。为了尽可能减少压力损失以及避免发热过度引起的系统损伤，软管和接头的尺寸选择非常重要。管道的内径d一般是按照流速来选取，即
式中，qv为液体流量m3/s;v为流速m/s。
推荐流速：吸油管口取1~2m/s(一般取1m/s以下);压力油管取3~6m/s(压力高，管道短或者液压油粘度小的情况下可以取大值，反之取小值，局部或者特殊情况下可取v≤10m/s);回油管取1.5~2.5m/s。
除应用计算公式的方法外也可以根据管道的流量、流速、内径的关系计算图进行连线选择。
1.2 温度
软 管 选 型 时 应 考 虑 软 管 内部输送的介质温度以及软管外部工作环境的温度。一般制造商的产 品 目 录 提 供 产 品 的 工 作 温 度 范围，选型时根据参数选择温度范围内的软管。软管工作环境的外部温度影响软管总成的使用寿命，在这种工况下使用者需要增加管路的检查频次，如果发现软管外胶层变脆或开裂，必须更换软管或软管总成。
高温高压的综合工况下，软管的寿命会大大缩短。此时应该选择外胶层耐高温的管。选择派克软管中带HT(High Temperature)标识或者软管代号末位是6的管子，如661HT、881HT、436、836等系列的软管。
在低温工况下，低温会降低橡胶产品的柔软性，在寒冷恶劣气候、深冷等工况下，选用软管一方面需要做好管路的保温防寒措施，另一方面选择耐低温的软管，如选择派克带LT(Low Temperature)标识的软管371LT、772LT等。
1.3 应用
应用部分比较直观和易于选择，如吸油、压力和回油管路。在吸油回路中需要考虑耐负压和真空工况的软管选择。空调及制冷系统的管路需要考虑介质温度、介质腐蚀性等特性的软管产品。冶金及一些高温明火工况中，选择耐高温、防火外胶层或者在管路外增加防火护套等。数控机床和加工设备中管路在拖链中安装，工作时不断地与周边摩擦和接触，选择具有耐磨外胶层或者超耐磨橡胶的外胶层软管产品。多角度考虑产品选型所涉及的各项综合因素，有助于选择正确的产品，保证使用安 全和产品使用寿命以及优化产品整体的使用成本。
1.4 介质
流体的介质兼容性，设计者根据系统的流体介质选择具有兼容性的软管产品，如介质是磷酸酯液压油，选择Parker软管系列中尾数是4的软管，内胶层一般是EPDM材质，如804、304、424、774等系列软管。
1.5 压力
软管和接头选型必须保证软管的总成zui大工作压力≥系统的zui大压力。系统的脉冲或峰值压力必须小于软管的zui大工作压力。设计者在选型设计时往往忽略软管接头的压力适用范围，从而造成系统故障，因为软管总成的压力范围是由组成软管总成各部件中工作压力zui小者所决定，所以软管总成选择时，接头、软管的压力的工作压力必须综合考虑。
上述介绍了液压软管设计需要综合考虑的5方面因素，其他因素根据设计项目和需求不同涉及到的因素也不尽相同。如选择产品需要符合的标准、产品认证、螺纹密封和储存等。
2 常见故障及其原因
液压软管的正确设计选型影响着整个系统的可靠性、安全性和正常工作。下面对液压管路经常遇到的故障、引起故障的主要原因和应该采取的措施进行分析。
2.1 服务寿命
(1)现象：软管爆裂、钢丝增强层破坏并暴露在外面，在外胶层失胶区域的钢丝稍许的倾斜。
(2)原因：可能是反复循环的高压脉冲或在软管的同一地方反复绕曲。
(3)措施：根据工况和现场实际需求更换软管总成。
2.2 软管拔脱
(1)现象：接头拔脱和软管分开。
(2)原因：软管插入深度没有达到推荐值。外套的所有齿必须全部扣压在软管上，外护套的 后一齿的夹持力占全部夹持力的25%。
(3)措施：更换软管总成。根据软管制造商推荐的插入深度在管上做好标记，然后将接头插入到标记处。
2.3 装配时内胶层破坏
(1)症状：接头连接处附近的软管有裂缝(针孔或泄漏)或外胶层起泡，爆裂处钢丝有腐蚀现象但是表层没有明显的损坏。
(2)原因：在装配时可能缺少必要的润滑导致软管的内胶层被切或者损坏，不正确的装配导致水分进入内部致使钢丝增强从被腐蚀。
(3)措施：查询正确的装配方式并更换软管总成。
2.4 软管扭曲
(1)症状：在扭曲区域软管外层被损坏，钢丝破坏。
(2)原因：由于缺少必须要的润滑，在装配接头时软管扭曲，不正确的安装可能引起软管的扭曲。
(3)措施：正确装配，更换软管总成，必要时利用管夹确保软管安装在同一平面。
2.5 软管磨损
( 1 ) 症 状 ： 外 层 撕 裂 或 损坏，增强层有摩擦或腐蚀的迹象。
(2)原因：软管与其他物体过度摩擦，也可能是尖角或托架损坏软管。
(3)措施：更换软管总成，使用保护套或软管护套，必要时重新布管或用管夹避免软管和其他物体直接接触。
2.6 介质不兼容
( 1 ) 症 状 ： 内 胶 层 严 重 破坏，起肿泡或分层，甚至脱落。
(2)原因：流体与内胶层材料不匹配和兼容。
(3)措施：更换软管总成，根据制造商推荐的软管材质兼容性表更换合适的产品或流体。
2.7 橡胶老化
(1)症状：内胶层出现裂纹但仍保持弹性，接头连接部未见明显裂纹。
(2)原因：由于软管内部空气太干燥致使内胶层老化。
(3)措施：更换软管总成，使用耐干燥空气的软管总成。
2.8 温度过高
(1)症状：环境温度下软管变硬，易碎和开裂。外胶层有变干和变焦的迹象。
(2)原因：环境温度超过软管耐温极限而逐渐失去弹性，或软管内部进入二氧化碳而发生氧化反应，引起胶管硬化。
(3)措施：根据制造商提供的软管应用手册，更换耐高温的软管或加装耐热保护套。
2.9 温度过低
(1)症状：在使用温度下，内胶层或外胶层开裂但保持柔软和柔韧性。
(2)原因：环境温度低于软管的zui低使用温度。
(3)措施：根据制造商产品手册，提高环境温度或更换耐低温的软管。
2.10 压力过高
(1)症状：软管爆裂，降低了寿命，爆裂时突然发生的，钢丝和外胶层无磨损痕迹。
(2)原因：实际工作压力超过软管的额定工作压力。
(3)措施：调整系统的工作压力或更换压力等级更高的软管。
2.11 流速过高
(1)症状：软管泄漏，内胎有类似被凿的痕迹。
(2)原因：由于流速过高致使内胶层磨损后穿孔泄漏，也可能是流体介质中含有微小颗粒而使得内胶层磨损。
(3)措施：根据流量和介质更换软管。
2.12 软管安装的弯曲半径过小
(1)症状：软管在外胶层和接头连接处断裂。
(2)原因：软管在接头体上来回移动，过度运动或者软管总成太短致使软管断裂，另一个原因可能是软管扣压错误。
(3)措施：布管时尽量保证总成处于松驰状态，其直段少保证2倍软管外径，加装管夹避免软管过度移动。选择正确的扣压工具和软管扣压机，便于现场维修。
本文通过介绍液压软管设计需要考虑的5个关键因素和设计选型不合理及软管布局或使用不当造成的12种故障，通过故障分析加深对液压软管选型时的各项指标的认识。可以为液压工程师和布管安装提供借鉴，使液压软管产品的选择和使用更加科学。
注：本文由机哥整理自《中国高新科技》2019年53期，作者王 旭东、陈海花、王 卫东等。转载请注明出处。
