淺談液壓系統工作介質污染與控制措施

隨著國民經濟的迅速發展和改革開放的不斷深入，各種類型的機械廣泛應用于各種建設領域。在液壓傳動系統中，工作介質一般為礦物油。液壓油質量的好壞，不僅影響著機械的正常工作，而且會造成液壓系統零部件的嚴重損壞。

一、工作介質污染的原因

殘留物主要是液壓元件在制造、儲存、運輸、安裝過程中帶入的砂粒、磨料、鐵屑、焊渣銹片和灰塵，雖經清洗但未清洗干凈而殘留下來的殘留物所造成的液壓油液污染；侵入物主要是系統周圍環境中的污染物，空氣、塵埃、水滴等侵入系統所造成的液壓油液污染；在系統正常工作過程中，在有相對運動位置處以及密封材料處由于摩擦而產生表面微粒脫落，油箱內壁上涂料的脫落，油液老化后的生成物和水分等構成了油液的生成物污染。由于使用不同品種、牌號的液壓油其化學成分發生改變從而使油液的性狀發生改變也造成了油液的污染。

二、工作介質污染的危害

液壓系統的故障至少有75%以上是由于液壓油的污染所造成的。液壓油被污染會大大降低了液壓系統工作的可靠性和壽命。如果有雜質顆粒進入到系統元件的有相對運動或有相對運動趨勢的部件間如齒輪泵的齒輪端面和兩端蓋側板、齒頂和殼體之間、葉片泵的葉片與葉片槽、定子與轉子（葉片頂部）之間、滑閥的閥體和閥芯間等，均有可能造成磨損的加劇或出現卡死故障。液壓油的污染使液壓系統產生故障或損壞的形式有以下幾種類型：

1.性能不穩定

工作介質中的污染顆粒一部分來自液壓元件的磨損（這是由液壓系統內部生成的）；還有一部分顆粒來自于外界，是在液壓系統的裝配或維修時帶入的。由于液壓油中的污染物部分或全部堵塞了液壓元件的節流孔或縫隙，就改變了液壓系統的工作性能，引起動作失調，甚至系統完全失靈。因此，液的顆粒污染是液壓系統失效的最主要根源，如圖1所示。

2.性能惡化

工作介質中固體顆粒污染物會加速液壓油缸密封裝置的損壞，使缸運動表面拉傷、磨損、導致內外泄漏增加，推力不足或動作不穩定，爬行、速度下降，產生異常的響聲與振動等故障，使系統性能惡化嚴重影響了系統的可靠性。

3.元件損壞

液壓油中混入水分或不同品種、牌號的油都會引起油液變質。變質后的液壓油對元件的機械效率、容積效率等性能以及壽命等都有很大影響。例如，膠狀懸浮物會把節流（阻尼）孔堵死或使閥芯膠著，使動作失靈，造成元件不能正常工作直至損壞。

三、工作介質污染的控制措施

1.檢查

（1）顆粒記數法，在設備中抽取一定量的樣油，通過真空過濾并將分離出來的油液進行處理，使用儀器計數污染物的形狀及其數量來確定該工作介質污染程度及污染源。目前常用的自動顆粒記數法（遮光法）。

（2）光譜元素分析法，根據磨損金屬的成分和含量趨勢，判斷設備有關部件的磨損情況及工作介質污染程度及污染源。

（3）鐵譜磨損分析法，可以檢測在用工作介質磨損顆粒的形狀、成分、大小和數量并對磨損顆粒形狀、大小、數量進行分析，判斷設備的異常磨損類型、程度及異常磨損部位。

（4）野外作業的工程機械一般都沒有條件進行系統的油液含水量的檢查，最簡單的查驗辦法是待整機設備靜置一夜后，將油箱底部放油螺塞擰開，放出少許到一個容器里，現場觀察油液中是否含有水分；另將未用過的油和用過的油各取油樣一份，在相同的溫度和玻璃器皿中進行比較，如果油的顏色差別很大或有特殊的氣味，說明油已變質，需更換。

2.控制

液壓油被污染的原因很多，且自身又在不停的產生污染物，要徹底解決液壓油的污染問題很困難，只能將液壓油的污染控制在一定的限度。

（1）防止污染雜質從外界侵入液壓油，主要是空氣、水、灰塵、棉絲、纖維、固體顆粒等侵入污染物。這些污染物在液壓系統工作或維護檢修時，通過液壓缸活塞桿、油箱呼吸孔、膠管接頭、空氣過濾器、更換濾芯和液壓油、清洗和檢修中拆裝液壓缸、閥及所用工具等隨液壓油進入液壓系統。因此在設備使用中要注意防塵防水，保持液壓系統的封閉性并要做得定期檢查；對系統中產生的氣體要采取通過排氣裝置排除；油液在進入液壓泵吸油口前要通過濾網去除部分污染物；新油必須經過沉淀過濾后才能加入油箱；為了防止氣體進入系統，要經常檢查連接部位的密封情況，發現泄漏及時解決。

（2）清除系統元件在加工和裝配時殘留的污染物，采取“干裝配”的方法，即在裝配前應先清洗元件并用干燥的壓縮空氣吹干，確認各元件符合污染度要求才可安裝。在裝配液壓系統時，注意清除管道連接部位的焊瘤和焊渣，防止雜質留在系統中。油箱在安裝前要徹底清潔干凈，油箱內壁要進行處理，防止漆皮、鐵銹對系統污染，并且油箱裝上有效的防塵裝置。

（3）控制工作溫度，一般液壓系統的正常工作溫度最好控制在65℃以下。有資料表面當油溫超過55℃時，油液氧化加劇，當油溫超過這一溫度后溫度每升高9℃，油液的氧化作用就增加一倍，油的使用壽命縮短一半，另外油液中混入的水分和其他液體都會發生變質反應，變質后的液壓油對元件的機械效率、容積效率等性能以及壽命等都有很大影響。例如一些膠狀懸浮物會把阻尼孔堵死或使閥芯膠著。因此，對不同用途和不同工作條件的機器。應有不同的允許工作油溫。工程機械液壓系統允許的正常工作油溫為35℃～55℃，最高為70℃。在設備使用過程中要監控工作介質的溫度，并采取通冷卻水、冷卻油或風力等冷卻措施控制溫升。

（4）使用較高精度的過濾器，根據系統和元件的不同要求，分別在吸油口、壓力管路、伺服調速閥的進油口等處，按照要求的過濾精度設置濾油器，以控制油液中的顆粒污染物，使工作介質保持清潔延長元件壽命并保證液壓系統性能可靠、工作穩定。過濾器可按照過濾精度、通流能力、工作壓力、油液黏度、工作溫度等條件來選用，保證系統對工作介質的要求及長時間保持標稱的通流能力。

總之，液壓系統工作介質的污染是多方面的并回給系統造成很多的故障，工作介質的污染必須得到有效的控制，從而減少系統的故障。

（作者單位：山東省煙臺工程職業技術學院）