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如何控制液壓油的污染情況
點(diǎn)擊次數(shù)：1071 發(fā)布時(shí)間：2016-11-28
隨著液壓技術(shù)的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，對(duì)液壓系統(tǒng)工作的靈敏性、穩(wěn)定性、可靠性和壽命提出了愈來愈高的要求，而油液的污染會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作和使用壽命，甚至引起設(shè)備事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于油液污染引起的故障占總故障的75%以上，固體顆粒是液壓系統(tǒng)中zui主要的污染物，可見要保證液壓系統(tǒng)工作靈敏、穩(wěn)定、可靠，就必須控制油液的污染。
1．污染物的種類及危害
液壓系統(tǒng)中的污染物是指包含在油液中的固體顆粒、水、空氣、化學(xué)物質(zhì)、微生物等雜物。液壓油被污染后，會(huì)使系統(tǒng)工作靈敏性、穩(wěn)定性和可靠性降低，液壓元件使用壽命縮短。具體危害如下。
①固體顆粒加速元件的磨損，堵塞縫隙及濾油器，使液壓泵、液壓閥性能下降，產(chǎn)生噪聲。
②水的侵入加速油液的氧化，并和添加劑起作用產(chǎn)生黏性膠質(zhì)，使濾芯堵塞。
③空氣的混入降低油液的體積模量，引起汽蝕，降低油液的潤(rùn)滑性。
④溶劑、表面活性化合物化學(xué)物質(zhì)使金屬腐蝕。
⑤微生物的生成使油液變質(zhì)，降低潤(rùn)滑性能，加速元件腐蝕。對(duì)高水基液壓液的危害更大。
除此之外，不正當(dāng)?shù)臒崮?、靜電能、磁場(chǎng)能及放射能也被認(rèn)為是對(duì)油液的污染，它們有的使油溫超過規(guī)定限度，導(dǎo)致油液變質(zhì)，有的則可能招致火災(zāi)。
2．液壓油污染原因
(1)藏在液壓元件和管道內(nèi)的污染物 液壓元件在裝配前，零件未去毛刺和未經(jīng)嚴(yán)格清洗，鑄造型砂、切屑、灰塵等雜物潛藏在元件內(nèi)部；液壓元件在運(yùn)輸過程中油口堵塞被碰掉，因而在庫存及運(yùn)輸過程中侵入灰塵和雜物；安裝前未將管道和管道接頭內(nèi)部的水銹、焊渣和氧化皮等雜物沖洗干凈。
(2)液壓油工作期間所產(chǎn)生的污染物 油液氧化變質(zhì)產(chǎn)生的膠質(zhì)和沉淀物；油液中的水分在工作過程中使金屬腐蝕形成的水銹；液壓元件因磨損而形成的磨屑；油箱內(nèi)壁上的底漆老化脫落形成的漆片等。
(3)外界侵入的污染 油箱防塵性差，容易侵入灰塵、切屑和雜物；油箱沒有設(shè)置清理箱內(nèi)污物的窗口，造成油箱內(nèi)部難清理或無法清理干凈；切削液混進(jìn)油箱，使油液嚴(yán)重乳化或摻進(jìn)切屑；維修過程中不注意清潔，將雜物帶人油箱或管道內(nèi)等。
(4)管理不嚴(yán) 新液壓油質(zhì)量未檢驗(yàn)；未清洗干凈的桶用來裝新油，使油液變質(zhì)；未建立液壓油定期取樣化驗(yàn)的制度；換新油時(shí)，未清洗干凈管路和油箱；管理不嚴(yán)，庫存油液品種混亂；將兩種不能混合使用的油液混合使用。
3．控制液壓油污染的措施
液壓油污染的原因很復(fù)雜，液壓油液自身又在不斷產(chǎn)生臟物，因此要*解決液壓油污染問題是困難的。為了延長(zhǎng)液壓元件的壽命，保證液壓系統(tǒng)可靠地工作，將液壓油液的污染度控制在某一限度以內(nèi)是較為切實(shí)可行的辦法。為了減少液壓油液的污染，常采取以下一些措施。
(1)控制液壓油的工作溫度 對(duì)于石油基液壓油，當(dāng)油溫超過5 5℃時(shí)，其氧化加劇，使用壽命大幅度縮短。據(jù)資料介紹，當(dāng)石油基液壓油溫度超過5 5℃時(shí)，油溫每升高9℃，其使用壽命將縮減一半，可見必須嚴(yán)格控制油溫才能有效地控制油液的氧化變質(zhì)。
(2)合理選擇過濾器精度 過濾器的過濾精度一般按液壓系統(tǒng)中對(duì)過濾精度要求zui高的液壓元件來選擇。
(3)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理是防止外界污染物侵入系統(tǒng)和濾除系統(tǒng)污染物的有效措施?，F(xiàn)場(chǎng)管理主要項(xiàng)目如下。
①檢查油液的清潔度。設(shè)備管理部門在檢查設(shè)備的清潔度時(shí)，應(yīng)同時(shí)檢查液壓系統(tǒng)油液、油箱和過濾器的清潔度，若發(fā)現(xiàn)油液污染超標(biāo)，應(yīng)及時(shí)換油或更換過濾器。
②建立液壓系統(tǒng)一級(jí)保養(yǎng)制度。設(shè)備管理部門在制訂一級(jí)保養(yǎng)制度內(nèi)容時(shí)，應(yīng)有液壓系統(tǒng)方面的具體保養(yǎng)內(nèi)容，如油箱內(nèi)外應(yīng)清洗干凈，過濾器芯要清洗或更換等。
③定期對(duì)油液取樣化驗(yàn)。對(duì)于已經(jīng)規(guī)定更換周期的液壓設(shè)備，可在換油前一周取樣；對(duì)于新?lián)Q油液，經(jīng)過1000h（對(duì)企業(yè)中的精、大、稀等重要設(shè)備為600h）連續(xù)工作后，應(yīng)取樣。
④定期清洗濾芯、油箱和管道?？刂朴鸵何廴镜牧硪粋€(gè)有效方法是定期清洗去除濾芯、油箱、管道及元件內(nèi)部的污垢。在拆裝元件、管道時(shí)要特別注意清潔，對(duì)所有油口在清洗后都要有堵塞或塑料布密封，以防臟物侵入。
⑤油液過濾。過濾是控制油液污染的重要手段，它是一種強(qiáng)迫分離出油液中雜質(zhì)顆粒的方法。油液經(jīng)過多次強(qiáng)迫過濾，能使雜質(zhì)顆?？刂圃谝蟮姆秶鷥?nèi)。
(4)加強(qiáng)油品管理 建立液壓設(shè)備“用油卡”，在設(shè)備檔案中明確記載本設(shè)備所用的油液品種、黏度等級(jí)、用油量和換油情況；建立新油入庫化驗(yàn)制度；建立庫存油品的定期取樣化驗(yàn)制度；建立油品的保管制度；建立三過濾制度，即轉(zhuǎn)桶過濾、領(lǐng)用過濾和向設(shè)備加油過濾；建立容器清洗制度等。
在液壓系統(tǒng)中，由于某種原因引起液體壓力在某一瞬間突然急劇上升，而形成很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。
1.產(chǎn)生液壓沖擊的原因
(1)閥門突然關(guān)閉引起液壓沖擊 如又圖所示有一較大容腔（如液壓缸、蓄能器等）和在另一端裝有閥門K的管道相通。閥門開啟時(shí)，管內(nèi)液體流動(dòng)。當(dāng)閥門突然關(guān)閉時(shí)，從閥門處開始 迅速將液體動(dòng)能逐層轉(zhuǎn)化為壓力能，相應(yīng)產(chǎn)生一從閥門向容腔推進(jìn)的高壓沖擊波；此后又從容腔 開始將液體壓力能逐層轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，液體反向流動(dòng)；然后，再次將液體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能而形成一高壓沖擊波．如此反復(fù)地進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，在管道內(nèi)形成壓力震蕩。由于液體內(nèi)摩擦力和管道彈性變形等的影響，振蕩過程會(huì)逐漸衰減而趨于穩(wěn)定。
(2)運(yùn)動(dòng)部件突然制動(dòng)或換向時(shí)引起液壓沖擊 換向閥突然關(guān)閉液壓的回油通道而使運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)時(shí)，這一瞬間運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為封閉油液的壓力能，壓力急劇上升，出現(xiàn)液壓沖擊。
(3)某些液壓元件動(dòng)作失靈或不靈敏產(chǎn)生的液壓沖擊 當(dāng)溢流悶存系統(tǒng)中作安全閥使用時(shí)，如果系統(tǒng)過載安全閥不能及時(shí)打開或根本打不開．也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)管道壓力急劇升高，產(chǎn)生液壓沖擊。
2．液壓沖擊的危害
①巨大的瞬時(shí)壓力峰值使液壓元件，尤其是液壓密封件遭受破壞。
②系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)及噪聲，并使油溫升高。
③使壓力控制元件（如壓力繼電器、順序閥等）產(chǎn)生誤動(dòng)作，造成設(shè)備故障及事故。
3．減小液壓沖擊的措施
(1)延長(zhǎng)閥門關(guān)閉和運(yùn)動(dòng)部件換向制動(dòng)時(shí)間 當(dāng)閥門關(guān)閉和運(yùn)動(dòng)部件換向制動(dòng)時(shí)間大于0.3s時(shí)，液壓沖擊就大大減小。為控制液壓沖擊可采用換向時(shí)間可調(diào)的換向閥。如采用帶逐尼的電液換向閥可通過調(diào)節(jié)阻尼以及控制通過先導(dǎo)閥的壓力和流量來減緩主換向閥閥芯的換向（關(guān)閉）速度，液動(dòng)換向閥也與此類似。
(2)限制管道內(nèi)液體的流速和運(yùn)動(dòng)部件速度 機(jī)床液壓系統(tǒng)，常常將管道內(nèi)液體的流速限制在5．Om/s以下，運(yùn)動(dòng)部件速度一般小于lOm/min等。
(3)適當(dāng)加大管道內(nèi)徑或采用橡膠軟管 可減小壓力沖擊波在管道中的傳播速度，同時(shí)加大管道內(nèi)徑也可降低液體的流速，相應(yīng)瞬時(shí)壓力峰值也會(huì)減小。
(4)在液壓沖擊源附近設(shè)置蓄能器 使壓力沖擊波往復(fù)一次的時(shí)問短于閥門關(guān)閉時(shí)間，而減小液壓沖擊。
二、空穴現(xiàn)象
在液壓系統(tǒng)中，如果某處壓力低于油液工作溫度下的空氣分離壓時(shí)，油液中的空氣就會(huì)分離出來而形成大量氣泡；當(dāng)壓力進(jìn)一步降低到油液工作溫度下的飽和蒸汽壓力時(shí)，油液會(huì)迅速汽化而產(chǎn)生大量氣泡。這些氣泡混雜在油液中，產(chǎn)生空穴，使原來充滿管道或液壓元件中的油液成為不連續(xù)狀態(tài)，．這種現(xiàn)象一般稱為空穴現(xiàn)象。
空穴現(xiàn)象一般發(fā)生在閥口和液壓泵的進(jìn)油口處。油液流過閥口的狹窄通道時(shí)，液流速度增大，壓力大幅度下降，就可能出現(xiàn)空穴現(xiàn)象。液壓泵的安裝高度過高，吸油管道內(nèi)徑過小，吸油阻力太大，或液壓泵轉(zhuǎn)速過高，吸油不充足等，均可能產(chǎn)生空穴現(xiàn)象。
液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)空穴現(xiàn)象后，氣泡隨油液流到高壓區(qū)時(shí)，在高壓作用下氣泡會(huì)迅速破裂，周圍液體質(zhì)點(diǎn)以高速來填補(bǔ)這一空穴，液體質(zhì)點(diǎn)間高速碰撞而形成局部液壓沖擊，使局部的壓力和溫度均急劇升高，產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲。
在氣泡凝聚處附近的管壁和元件表面，因長(zhǎng)期承受液壓沖擊及高溫作用，以及油液中逸出氣體的較強(qiáng)腐蝕作用，使管壁和元件表面金屬顆粒被剝落，這種因空穴現(xiàn)象而產(chǎn)生的表面腐蝕稱為汽蝕。
為了防止產(chǎn)生空穴現(xiàn)象和汽蝕，一般可采取下列措施。
①減小流經(jīng)小孔和間隙處的壓力降，一般希望小孔和間隙前后的壓力比p1/p2<3. 50
②正確確定液壓泵吸油管內(nèi)徑，對(duì)管內(nèi)液體的流速加以限制，降低液壓泵的吸油高度，盡量減小吸油管路中的壓力損失，管接頭良好密封，對(duì)于高壓泵可采用輔助泵供油。
③整個(gè)系統(tǒng)管路應(yīng)盡可能直，避免急彎和局部窄縫等。
④提高元件抗汽蝕能力。