主頁(yè) > 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(guò)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(lái)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(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中，潤(rùn)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(guò)熱，使油液溫度升高。潤(rùn)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(guò)高，增加了油液流動(dòng)時(shí)能量損耗，也使油溫升高；粘度過(guò)低，泄漏就會(huì)增多，同樣會(huì)使油溫升高。泵的過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(guò)多的含水量會(huì)使液壓油乳濁化，使其潤(rùn)滑性能下降，對(duì)液壓油的氧化起初沒(méi)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(guò)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?chē)h(huán)境中的污染物通過(guò)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(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)物，以阻止生物污染的增長(zhǎng)。
5、逃脫污染物
逃脫污染物來(lái)自過(guò)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(guò)濾器纖維表面的吸附力的流量脈動(dòng)。這兩類(lèi)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(lèi)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(rùn)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(guò)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(lái)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(zhuān)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(guò)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(kāi)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(guò)高
從維護(hù)使用方面來(lái)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(rùn)滑油的粘度，特別時(shí)添加潤(rùn)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(zhǎng)度 ( 泄漏量與長(zhǎng)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(rùn)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(guò)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(shuō)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(guò)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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