主頁 > 技術(shù)文章 > 淺談液壓系統(tǒng)污染物的防與治 2024-10-13

淺談液壓系統(tǒng)污染物的防與治

本文通過對(duì)液壓系統(tǒng)液壓介質(zhì)造成污染的途徑和原因分析及液壓介質(zhì)污染能夠?qū)е碌囊簤合到y(tǒng)故障診斷，結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)和理論學(xué)習(xí)，介紹幾點(diǎn)控制液壓介質(zhì)污染的方法和措施，從而來保證液壓傳動(dòng)的正常工作。
一、概述：
液壓傳動(dòng)技術(shù)在18世紀(jì)誕生后即得到迅猛發(fā)展。今天，液壓傳動(dòng)設(shè)備在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代化的大型生產(chǎn)線和作業(yè)設(shè)備上體現(xiàn)得尤為充分。各種油管繁多，液壓油在使用、更換中也存在一些問題。液壓傳動(dòng)技術(shù)有其不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，這是它得以迅猛發(fā)展的主要原因，與此同時(shí)，液壓傳動(dòng)設(shè)備又有其脆弱的一面，其中抗污染能力低是突出的弱點(diǎn)。據(jù)有關(guān)資料記載，液壓故障有70%～80%是由油液污染導(dǎo)致的。要保證液壓系統(tǒng)正常、可靠的運(yùn)行，必須要保持系統(tǒng)的清潔。如何正確使用與維護(hù)液壓系統(tǒng)，保證油液的清潔，是設(shè)備日常維護(hù)和使用中的一項(xiàng)重要工作。
二、造成液壓介質(zhì)污染的原因及污染導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的故障：
（一）、液壓介質(zhì)污染的原因：
1、殘留污染物：
制作、安裝過程中潛伏在系統(tǒng)內(nèi)部的污染物。顯然，系統(tǒng)制作、安裝過程中潛伏的污染物多為切屑、毛刺、型砂、涂料、磨料、焊渣、銹片和灰塵等固體顆粒，它們對(duì)系統(tǒng)的危害比較大，必須在這一階段加強(qiáng)管理，控制污染，確保安裝后的液壓系統(tǒng)能夠安全可靠地運(yùn)行。
2、生成污染物：
（1）、液壓油氧化變質(zhì)析出物。設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，液壓傳動(dòng)中零件自身的摩擦，元件與液壓油的摩擦以及液壓油的內(nèi)摩擦，造成油品的失效變質(zhì)，引起油溫升高。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，潤滑油發(fā)生乳化變質(zhì)，乳化的油品含有空氣，經(jīng)運(yùn)動(dòng)壓縮產(chǎn)生大量的熱量，液壓系統(tǒng)引起局部過熱，使油液溫度升高。潤滑油在使用一段時(shí)間后，因添加劑等原因，粘度會(huì)發(fā)生變化，粘度過高，增加了油液流動(dòng)時(shí)能量損耗，也使油溫升高；粘度過低，泄漏就會(huì)增多，同樣會(huì)使油溫升高。泵的過濾網(wǎng)如果堵塞會(huì)使吸油阻力變大，以致吸油管路中壓力過低，油泵的吸油腔中油液不能全部充滿空間，出現(xiàn)空穴現(xiàn)象，從而使溫度急劇升高，造成油溫上升。液壓系統(tǒng)的散熱裝置是在液壓油箱的散熱面積不夠時(shí)添加的冷卻油液裝置，如長期使用保養(yǎng)不當(dāng)，冷卻散熱的表面存在許多油泥和灰塵，使散熱功能減退，從而使油溫上升。當(dāng)液壓油處于高溫時(shí)，一方面油中的高壓空氣與油分子直接接觸，空氣中的氧分子引起油液氧化，生成有機(jī)酸，對(duì)金屬表面起腐蝕作用；另一方面，油液氧化析出粘滯物和浸漆物。
（2）、液壓油中混入水分和空氣。多數(shù)液壓油中含有微量（小于0.1%）的水分，過多的含水量會(huì)使液壓油乳濁化，使其潤滑性能下降，對(duì)液壓油的氧化起初沒作用，但是能加劇污垢集積。同時(shí)，混入液壓油中的空氣還會(huì)增加油液的氧化作用，并引起液壓系統(tǒng)的振動(dòng)、爬行和氣蝕。
（3）、元件磨損、損壞生成污染物。液壓元件工作時(shí)，運(yùn)動(dòng)組件之間的金屬與金屬、金屬與密封材料的磨損顆粒以及液流沖刷下的軟管膠料、過濾材料脫落的顆粒和纖維、剝落的油漆皮等。
3、侵入污染物
液壓系統(tǒng)在工作時(shí)，周圍環(huán)境中的污染物通過一切可能的侵入點(diǎn)，如外露的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞桿、油箱的進(jìn)氣孔、注油孔等侵入系統(tǒng)。
4、生物污染物
微生物也可能像其它微小顆粒一樣侵入液壓介質(zhì)，如果不加以阻止，微生物將繁殖生長并表現(xiàn)為粘質(zhì)物，污染介質(zhì)。一般加殺菌劑或去除微生物繁殖的條件——水或營養(yǎng)物，以阻止生物污染的增長。
5、逃脫污染物
逃脫污染物來自過濾器附近的潛在的液流通道(如不密封的溢流閥或旁通及濾材的裂口等)，以及使被截留顆粒上的拖曳力大于過濾器纖維表面的吸附力的流量脈動(dòng)。這兩類逃脫污染物應(yīng)加以控制。
（二）、油液污染導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的故障主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、污染顆粒侵入配合間隙,配合零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)不靈活、靈敏度降低或動(dòng)作循環(huán)錯(cuò)亂。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn), 若污染顆粒進(jìn)入葉片泵轉(zhuǎn)子槽與葉片之間,就會(huì)產(chǎn)生卡住現(xiàn)象; 若進(jìn)入齒輪泵的輪齒間與端蓋間, 就會(huì)加速齒面和端面的磨損, 使容積效率隨之下降;對(duì)于液壓馬達(dá), 當(dāng)污物侵入時(shí), 也能產(chǎn)生類似泵的不良后果。對(duì)于方向閥, 當(dāng)污染顆粒侵入滑閥之間隙時(shí), 會(huì)使閥芯移動(dòng)不靈活甚至卡住。對(duì)于流量閥, 當(dāng)污染顆粒結(jié)集在節(jié)流口, 會(huì)使通流面積發(fā)生變化, 影響速度的穩(wěn)定性。對(duì)于壓力閥, 當(dāng)污染物粘附在閥座處, 會(huì)影響閥座的密封性。而這種污染物粘附在閥座上是經(jīng)常處于變化狀態(tài), 時(shí)而存在, 時(shí)而被油液沖走, 故引起對(duì)設(shè)備故障的判斷發(fā)生偏差。
2、污染顆粒堵塞阻尼孔,使元件失靈,造成各種故障。
3、油液污染后, 油的粘度發(fā)生變化, 防銹性、抗乳化性、消泡性、潤滑性等物理化學(xué)性能降低, 從而引起液壓系統(tǒng)的各種故障。
通過以上幾點(diǎn)，油液污染是液壓設(shè)備發(fā)生各種故障的禍根。有時(shí)只需要清洗系統(tǒng)中某些元件, 故障即可消除。
三、控制液壓介質(zhì)污染的方法和措施：
液壓介質(zhì)的污染一般用污染濃度來評(píng)價(jià)，為了將液壓介質(zhì)的污染危害降低至最小的限度，應(yīng)減小其污染濃度，通常采用防和治的結(jié)合方法。1 以下是防的幾點(diǎn)方法;
（1）、防止污染雜質(zhì)混入液壓油
A 、液壓用油，油桶要設(shè)置在干凈安全的地方，加強(qiáng)管理。所用的油桶、濾油器、油漏斗、油管等都應(yīng)保持干凈。裝運(yùn)液壓油的油桶必須事先清洗干凈，油桶需專用，不要與其他油桶混雜。
B、液壓機(jī)械應(yīng)經(jīng)常保持清潔，為防止灰塵雜物落入油液中，油箱應(yīng)加蓋密封。
C、油箱中的油液應(yīng)根據(jù)工作情況定期更換。在換油時(shí)應(yīng)將油箱底部積存的雜質(zhì)去掉，將油箱清洗干凈。
(2)、防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)
為防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)，在使用和維護(hù)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
A、經(jīng)常檢查油箱中的油面高度，保持有足夠的油量。
B、在工作過程中，油液會(huì)損耗，必須及時(shí)補(bǔ)充新的同規(guī)格的油液。
C、即使在最低油面時(shí)，吸油管1：3和回油管口也應(yīng)保持在油面以下。
D、使用必須良好的密封件，失效的密封裝置應(yīng)及時(shí)更換，管接頭及各接合面處的螺釘都要擰緊。
E、在使用中盡量防止系統(tǒng)中各處的壓力低于大氣壓力或形成局部真空。
F、液壓系統(tǒng)中進(jìn)入空氣是不可避免的，為了排除空氣，有的油缸在最大行程范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，以排除系統(tǒng)中的空氣。
G、在更換油箱中的油液后，應(yīng)開動(dòng)機(jī)器循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)幾次，以排除系統(tǒng)中的空氣。
(3)、防止水分混入液壓系統(tǒng)
A、存放液壓油的油桶底部有水，尤其是油桶露天放置時(shí)，更應(yīng)特別注意。
B、混入系統(tǒng)中的空氣含有的水汽冷凝成水。
根據(jù)以上原因，采取相應(yīng)措施。并要注意從油桶的放油塞處將水排除（水的密度比油大，水會(huì)沉在油箱底部）。
(4) 防止油溫過高
從維護(hù)使用方面來看，可采取以下措施：
A、經(jīng)常注意保持油箱中的設(shè)計(jì)油量。一般要求油面高度達(dá)到油箱高度的80%，以滿足油箱有足夠的散熱面積和油液有足夠的循環(huán)冷卻條件。新機(jī)第一次裝油時(shí)，應(yīng)將油箱裝滿，在起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘后，油液進(jìn)入管道和油缸，油布會(huì)下降。因此，要再補(bǔ)充一部分油。
B、經(jīng)常保持液壓的機(jī)械清潔，及時(shí)清除油箱、管路外部的污穢，以利于散熱冷卻。
C、在保證液壓機(jī)械正常工作下，油泵壓力應(yīng)調(diào)到最低工作壓力，以減少能量損耗。
D、正確選擇液壓系統(tǒng)中所用潤滑油的粘度，特別時(shí)添加潤滑油時(shí)，注意油液的牌號(hào)以保證其粘度，經(jīng)常保持油液的干凈，并及時(shí)更換油液。因此，造成液壓系統(tǒng)油溫升高的原因有多種多樣，由油溫升高引發(fā)的故障現(xiàn)象也各不相同，只要仔細(xì)分析故障發(fā)生的原因并加以防范、解決，設(shè)備一定能恢復(fù)正常運(yùn)行。
(5)、防止液壓系統(tǒng)泄漏
A、鑄件的焊件要保證質(zhì)量，有條件時(shí)，液壓件在裝配前要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
B、安裝各接頭時(shí)，一定要使緊固螺母與接頭上的螺紋配合適當(dāng)。
C、選用粘度合適的液壓油，有較好的粘溫性能。
D、液壓系統(tǒng)中許多元件廣泛采用間隙密封, 而間隙密封的密封性與間隙大小( 泄漏量與間隙的立方成正) 、壓力差( 泄漏量與壓力差成正比) 、油封長度 ( 泄漏量與長度成反比)、加工質(zhì)量及油的粘度等有關(guān)。
E、要保證油封和密封件的質(zhì)量，材質(zhì)，幾何形狀和精度要符合設(shè)計(jì)要求。
F、各種液壓元件中廣泛采用密封件密封, 其密封件的密封效果與密封件材、密封件的表面質(zhì)量、結(jié)構(gòu)等有關(guān)。如密封件材料低劣、物化性不穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度低、彈性和耐磨性低等,則都因密封效果不良而泄漏; 安裝密封件的溝槽尺寸設(shè)計(jì)不合理, 尺寸精度及粗糙度差, 預(yù)壓縮量小而密封不好也會(huì)引起泄漏。
G、各種密封圈特別是O型密封圈很多，而且相鄰尺寸的直徑差別不大，憑助較難分辨。因此，各種規(guī)格的密封圈應(yīng)標(biāo)明尺寸，分別儲(chǔ)存，避免大小的混雜。
2.以下是治的幾點(diǎn)方法
（1）、合理設(shè)計(jì)液壓油箱，保證油箱既能起溶液雜質(zhì)，分享油中氣泡的作用，又可防止外界塵埃和空氣混入液壓介質(zhì)。
（2）、合理設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，采取必要的散熱，冷卻措施，保證液壓介質(zhì)的溫度處于正常工作范圍。
（3）、在液壓系統(tǒng)中裝設(shè)適當(dāng)?shù)臑V油器，濾除液壓介質(zhì)中各種污染物。
因液壓傳動(dòng)介質(zhì)除傳遞能量外，還起著潤滑摩擦副的作用，因此液壓介質(zhì)的清潔度對(duì)液壓元件和系統(tǒng)的工作可靠性和使用壽命有很大的影響。所以液壓介質(zhì)的污染控制不容忽視
四、結(jié)論：
經(jīng)過多年對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)特別是其液壓系統(tǒng)的維護(hù)修理說明：液壓系統(tǒng)污染控制貫穿于整個(gè)日常維護(hù)、保養(yǎng)過程，要求操作者和修理人員在每一步都要考慮到保潔措施，最大限度降低系統(tǒng)污染，確保施工后的液壓系統(tǒng)能夠安全、可靠地運(yùn)行。綜合分析系統(tǒng)配置的失效與損壞、系統(tǒng)泄漏、系統(tǒng)原設(shè)計(jì)上存在的不足。只要仔細(xì)分析故障發(fā)生的原因并加以防范、解決，設(shè)備一定能恢復(fù)正常運(yùn)行。

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