淺析工程機械液壓系統污染及控制

周脈波

(黑龍江省鶴大高等級公路管理處)

1 液壓系統污染的危害

1.1 固體污染物的危害

固體顆粒與液壓元件表面相互作用時,會產生磨損和表面疲勞,加速元件磨損,并可能堵塞液壓元件里的阻泥孔或是閥芯憋死。當油液中的污垢堵塞濾油器的濾孔時,還會使泵吸油困難,產生氣蝕、振動和噪聲,從而造成液壓系統事故。

1.2 液體污染物的危害

(1)液體污染物對液壓系統的最大危害是繡蝕元件的金屬表面。金屬生銹后,剝落的鐵銹在液壓系統管道和液壓元件內流動,蔓延擴散下去,將導致整個系統內部生銹,產生更多的剝落鐵銹和氧化物。

(2)加速油液的氧化作用,并與液壓油中的一些添加劑形成粘性膠著物質,對閥芯產生粘滯,也會使過濾器的濾芯產生堵塞。比如,水與油中的硫和氯作用產生硫酸和鹽酸,使元件的磨蝕磨損加劇,也加速油液的氧化變質,從而產生很多油泥。

(3)液體污染物的存在還會造成微生物的大量繁衍,使油液混濁、粘度增加,產生異味,縮短液壓油及過濾裝置的壽命。油中含水量越大,對液壓系統的危害就越大。

1.3 氣體污染物的危害

混入液壓系統的氣體,通常以氣泡狀態懸浮于液壓油中,對液壓系統內液壓油的體積彈性模量和液壓油的粘度產生嚴重影響,隨著液壓系統的壓力升高,部分混入氣體溶入液壓油中,其余仍以氣相存在。當混入的氣體量增大時,液壓油的體積彈性系數急劇下降,液壓油中的壓力波傳播速度減慢,油液的動力粘度呈線性增高。

懸浮在油液中的氣體與液壓油結合成混合液,這種油液的穩定性決定于氣泡的尺寸大小,對液壓系統等產生重大的影響,可能出現振動、噪聲、壓力波動、液壓元件不穩定、運動部件產生爬行、換向沖擊,定位不準或動作錯亂等故障,同時還使功耗上升,油液氧化加速以及油的潤滑性能降低。

2 液壓系統污染的控制措施

2.1 精心設計

要合理設計系統的結構,通過綜合分析比較和論證,優先選用結構布置有利于防止污染,工作原理符合防污要求的系統。例如,在液壓系統最高處應設置排氣塞或排氣閥;油箱的出、回油口應設在油箱液面以下;回油口斷面應做成斜面以減少回油渦流和攪動;液壓泵吸油管口徑應盡可能大一點,盡可能減少管路的彎曲;避免或減少使用節流閥;選擇合理的密封件及密封結構;提高液壓泵的吸入壓力;降低工作機構的運動慣性;提高系統的整體密封性能等。

2.2 嚴格控制制造、裝配階段的污染

(1)液壓元件的制造過程中,可采用一些新工藝,如采用“噴砂”工藝可去除閥塊內孔的毛刺。對于制造過程中的殘留污染物,主要靠清洗和沖洗加以清除。進入裝配現場之前,所有需要清洗的液壓元件和附件都必須清洗干凈,用防護蓋閉塞油口。

(2)裝配時,要求裝配現場整潔、無塵。并且要求干式裝配,即各元件清洗后用干燥的壓縮空氣吹干后再裝配。還有就是裝配人員應使裝配工具、濾網以及加油容器保持清潔,并嚴格按照有關操作規程進行裝配,盡量減少人為因素造成的污染。

(3)驗收時從嚴把關,按有關標準逐項檢驗。有效地減少系統及元件在加工、裝配、包裝、儲存和運輸等過程中殘留的污染物。

2.3 注重控制使用過程中的污染

(1)合理選用液壓油的種類。不同類型的機械應根據其說明書要求和不同季節選用粘度適當、符合技術規格要求的液壓油種類,不同牌號和等級的油料不得混合使用,因為其理化指標不一致,混用會導致油料間產生化學反應,進而產生膠狀凝滯體,腐蝕液壓元件,使液壓系統損壞。

(2)加強油溫監測、避免液壓油過熱。工程機械帶“病”作業和超負荷作業會造成油溫過高、油液變質,應盡量避免。合適的油位及潔凈的液壓油冷卻器是油液良好散熱的前提。對臟污物覆蓋嚴重的油冷卻器要及時沖洗干凈。對磨損、內泄大的泵、馬達等液壓元件要及時予以修復,以免使其長時間在最大功率范圍工作,加劇油液內部的摩擦而使油溫升高。

(3)在機械工作現場,對裸露的液壓元件,如液壓油管、液壓缸等應注意防塵。機械每次使用完畢應將其裸露部件特別是液壓缸清洗干凈后再收車。

2.4 加強機械維修保養時的污染控制

(1)加強對各管、閥、接頭等零件的日常檢查維護。對老化、有損傷的襯墊、密封件、防塵圈等應及時予以更換,杜絕滲、漏、滴等現象發生,避免密封失效時,空氣、灰塵、水分等侵入液壓系統而發生氣穴和異常磨損等。并應經常檢查油箱油位及通氣孔,保證空氣孔暢通和液壓油箱油位在規定范圍內,減少油泵吸空現象的發生。

(2)如出現液壓系統故障,需更換液壓元件,這時一定要注意現場的工作條件,防止粉塵、水分、空氣等污染物侵入系統,確保更換時液壓系統不被污染。現場維修時應先將機器外表清洗干凈,內部清洗應用不起毛、絨頭的無紡布擦洗。拆開的液壓零部件不得隨意堆放,裝配時應用洗油將其嚴格清洗后方可裝配。組裝完畢后注入液壓油,然后用堵頭塞嚴,防止灰塵等雜物進入。

2.5 采用液壓油污染度在線監測技術

在工程機械上采用液壓油污染度在線監測也是控制污染的一個重要方面。通過液壓油污染度在線監測,能夠隨時了解系統的污染情況,掌握污染的變化趨勢,并進行分析,有針對性的采取措施,把問題消除于起始狀態。即使工作人員沒有觀測到顯示器顯示的情況,當污染度達到相應的級別時,報警裝置也會進行分級報警,以確保工程機械在使用中液壓油性能及品質的良好性。

[1] 黃堅 .液壓油污染的危害與控制[J].裝備制造技術,2008, (2).

[2] 歸少雄,馬麗英 .工程機械液壓油污染的原因及控制[J].建設機械技術與管理,2006,(11).