建材機(jī)械液壓油的污染、控制與選用

【摘 要】隨著我國(guó)“十二五”規(guī)劃綱要的不斷推進(jìn)，建材機(jī)械的發(fā)展正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期。液壓系統(tǒng)直接決定了建材機(jī)械的可靠性、穩(wěn)定性，而液壓油的污染是液壓系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、出現(xiàn)故障的主要原因。本文對(duì)建材機(jī)械液壓系統(tǒng)中液壓油污染的主要原因及危害進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，提出了控制液壓油污染的有效措施，對(duì)正確使用建材機(jī)械液壓油，保證建材機(jī)械液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有較好的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】建材機(jī)械；液壓油；污染；控制

建材機(jī)械是以建材裝備為主要研究對(duì)象的機(jī)械工程學(xué)科的一個(gè)重要分支，是建材工業(yè)超前發(fā)展的重要基礎(chǔ)學(xué)科，它與建材工業(yè)密切相關(guān)，它的發(fā)展為我國(guó)建材工業(yè)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。建材機(jī)械工業(yè)是建材工業(yè)的基礎(chǔ)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的朝陽(yáng)工業(yè)，隨著我國(guó)“十二五”規(guī)劃綱要的不斷推進(jìn)，建材機(jī)械行業(yè)的發(fā)展正經(jīng)歷重要轉(zhuǎn)變和蓬勃發(fā)展的時(shí)期[1-2]。

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，回轉(zhuǎn)窯、管磨機(jī)、球磨機(jī)、液壓水泥制磚機(jī)、攪拌成型機(jī)和破碎機(jī)等建材機(jī)械，結(jié)合新近發(fā)展的液壓、電子和新型材料等高新技術(shù)，進(jìn)一步提高了建材機(jī)械的方便性、舒適性、操縱性和智能化水平，正朝著大推力、高精度、高集成度、長(zhǎng)壽命和高可靠度等方向發(fā)展，大大提高建材機(jī)械的工作性能。但由于建材機(jī)械是環(huán)境較為惡劣或者露天環(huán)境下工作，高溫及大量的粉塵等很容易造成液壓油的污染與變質(zhì)。

液壓油是液壓系統(tǒng)的“血液”，在系統(tǒng)中傳遞能力和信號(hào)，其污染物的存在會(huì)造成系統(tǒng)的危害[3]。據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，百分之七十以上的液壓系統(tǒng)故障都是由液壓油污染造成的[4]。液壓油的污染不僅影響建材機(jī)械液壓系統(tǒng)的工作性能和液壓元件的使用壽命，而且直接關(guān)系到建材機(jī)械能否正常工作。因此有效控制建材機(jī)械液壓系統(tǒng)中液壓油的污染，是十分重要的。本文針對(duì)建材機(jī)械液壓系統(tǒng)中液壓油的污染原因及危害進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對(duì)控制液壓油的污染提出具體措施。

1、建材機(jī)械液壓油污染的主要原因及危害

建材機(jī)械液壓系統(tǒng)中油液的清潔與否直接關(guān)系到系統(tǒng)本身能否正常、可靠地工作。研究表明，液壓油污染是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障及液壓元件過(guò)早磨損或損壞的主要原因，是液壓系統(tǒng)最主要的故障根源。油液污染的主要原因及危害性表現(xiàn)為以下三個(gè)方面。

1.1液壓油中混入空氣

建材機(jī)械在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期作業(yè)后，會(huì)出現(xiàn)管接頭的松動(dòng)、油封的損壞，甚至吸油管路的擦破、磨穿等現(xiàn)象，這些都會(huì)造成空氣混入油液中；在給系統(tǒng)加油時(shí)，操作者不適當(dāng)?shù)叵蛳聝A倒，也會(huì)致使氣泡混入油內(nèi)。

空氣混入液壓系統(tǒng)后，將大大惡化液壓泵和整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作條件，引起液壓泵的工作性能變化和壽命降低。當(dāng)液壓泵吸入了液壓油和空氣的混合油液，在液壓泵吸油管處，由于壓力下降而析出氣體，液壓泵處于高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，將造成液壓油不能充滿(mǎn)油腔的現(xiàn)象，這樣不僅引起液壓系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)，產(chǎn)生液壓油的不連續(xù)流動(dòng)而引起振動(dòng)和噪音，還會(huì)降低泵的供油流量和效率。另外在液壓系統(tǒng)管路中，未溶于液體的空氣，增大了液壓油的彈性，使液壓機(jī)構(gòu)剛度下降，導(dǎo)致液壓隨動(dòng)系統(tǒng)失去穩(wěn)定性，液壓執(zhí)行元件動(dòng)作滯后，破壞后續(xù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。最后從液壓系統(tǒng)油液中分離出來(lái)的氣泡，有時(shí)還會(huì)在管道的最高處和狹窄處形成氣塞，當(dāng)壓力降到一定程度時(shí)，液壓系統(tǒng)將出現(xiàn)氣穴，嚴(yán)重的甚至造成氣蝕使系統(tǒng)中金屬表面剝蝕及出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)的噪聲，如不及時(shí)更換必將給建材機(jī)械液壓系統(tǒng)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。

1.2液壓油中混入水分

建材機(jī)械通常是在粉塵環(huán)境惡劣或者露天作業(yè)，雨天或周?chē)凰沫h(huán)境下工作機(jī)會(huì)較多，水分進(jìn)入其液壓系統(tǒng)的可能性也就大大增加；建材機(jī)械在作業(yè)過(guò)程中，油箱蓋因冷熱交替，易出現(xiàn)空氣中的水分凝結(jié)成水珠落入油中；建材機(jī)械中液壓泵閥等密封不嚴(yán)密之處，更易致使潮濕空氣中的水氣凝聚成水珠而混入系統(tǒng)的液壓油中。

液壓油中混入0.05%～0.1%的水分后，會(huì)使油液乳化呈白濁狀態(tài)。這種白濁的乳化油進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，容易使液壓元件內(nèi)部生銹；液壓油中混有水分，將降低其潤(rùn)滑能力，加劇零件磨損，降低系統(tǒng)效率；水分的混入，還易促進(jìn)系統(tǒng)的過(guò)熱，系統(tǒng)的過(guò)熱又會(huì)進(jìn)一步造成液壓油的氧化，加速液壓元件的磨損腐蝕，甚至產(chǎn)生油泥引起建材機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)作失常，配管阻塞、冷卻器效率降低、濾油器有效工作面積減少甚至堵塞等一系列故障。

1.3液壓油中混入顆粒污染物

據(jù)相關(guān)國(guó)內(nèi)外資料，由固體顆粒污染物引起的故障約占液壓系統(tǒng)總故障的60%-70%。建材機(jī)械的液壓油最主要的污染來(lái)源于顆粒和粉塵污染物。除去液壓零件本身制造時(shí)產(chǎn)生的切屑、磨屑等未清干凈就裝入系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)部件磨損產(chǎn)生金屬顆粒、粉末外，更因建材機(jī)械行業(yè)絕大部分的工作環(huán)境比較惡劣，周?chē)諝庵谐涑庵罅康姆蹓m顆粒，粉塵顆粒會(huì)通過(guò)液壓缸活塞桿、管接頭、液壓油箱、空氣濾清器等進(jìn)入液壓油中。

建材機(jī)械的液壓系統(tǒng)中，固體顆粒的污染是引起液壓元器件的主要原因。一方面顆粒起研磨作用不斷地研磨液壓缸活塞、滑閥閥芯和液壓泵傳動(dòng)結(jié)構(gòu)等，加劇其磨損，甚至可能會(huì)導(dǎo)致液壓泵或液壓馬達(dá)的卡死故障，。另一方面，污染物會(huì)堵塞濾油器，導(dǎo)致液壓泵完成不了自吸，形成不了液壓泵的基本條件，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。最后，隨著液壓元器件的磨損不斷加大，液壓系統(tǒng)的泄漏量不斷增大，進(jìn)而致使系統(tǒng)油溫升高、壓力降低、效率降低、響應(yīng)變慢、閥芯卡死，燒毀電磁線(xiàn)圈等，嚴(yán)重影響建材機(jī)械的正常工作。

2、建材機(jī)械液壓油污染的控制

由于建材機(jī)械液壓油被污染的原因很復(fù)雜，除了外來(lái)因素外，工作過(guò)程中液壓油本身又不斷產(chǎn)生污染物，因此，要徹底防止液壓油的污染是不可能的。為保證建材機(jī)械良好的作業(yè)性能，保證液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的正常工作，延長(zhǎng)液壓元件的使用壽命，可以根據(jù)實(shí)際情況采取一定的措施，減輕液壓油的污染程度，減小對(duì)建材機(jī)械設(shè)備的危害，保證建材機(jī)械的順利運(yùn)行。針對(duì)建材機(jī)械液壓油污染的控制，本文分別從建材機(jī)械使用前和使用過(guò)程中兩大方面提出具體措施。

2.1建材機(jī)械使用前控制液壓油污染的措施

（1）對(duì)新油進(jìn)行過(guò)濾凈化

新購(gòu)進(jìn)的液壓油并不是是完全潔凈的。新液壓油從冶煉、提純，分類(lèi)及運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)存等過(guò)程中都會(huì)受到不同程度的外界污染。國(guó)內(nèi)外調(diào)查結(jié)果表明，大部分未經(jīng)過(guò)濾凈化的新油的污染程度常常超過(guò)規(guī)定要求，所以新購(gòu)進(jìn)的液壓油在使用前必須經(jīng)過(guò)濾凈化。

（2）液壓元件和液壓系統(tǒng)在加工和裝配過(guò)程中進(jìn)行清潔

建材機(jī)械液壓系統(tǒng)的元件在加工制造中，必須對(duì)加工中殘留的毛刺及污染物進(jìn)行凈化清除，加工后的液壓元件要用密封元件將其口封住，以防止污染物的進(jìn)入。元件裝配前必須進(jìn)行嚴(yán)格的清潔處理，裝配后必須進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。油箱和管道在去除毛刺、焊渣等污染物后，需要進(jìn)行酸洗以去除表面的氧化物，然后進(jìn)行堿洗和水洗，并干燥。對(duì)初裝好的液壓系統(tǒng)要作循環(huán)沖洗，并通過(guò)定時(shí)從系統(tǒng)中取樣分析的方法，保證系統(tǒng)清潔度要求。

2.2建材機(jī)械使用過(guò)程中控制液壓油污染的措施

（1）控制系統(tǒng)液壓油的工作溫度

建材機(jī)械系統(tǒng)液壓油工作溫度過(guò)高會(huì)造成液壓油粘度的降低，液壓元件及系統(tǒng)的內(nèi)、外泄漏量增加，泵的容積效率和整個(gè)系統(tǒng)的效率會(huì)顯著下降，驅(qū)動(dòng)的液壓缸和液壓馬達(dá)速度降低；液壓油的粘度降低，滑閥等相對(duì)運(yùn)動(dòng)部位的潤(rùn)滑油膜變薄或被切破，摩擦阻力增大，磨損加劇，系統(tǒng)發(fā)熱，帶來(lái)更高的溫升；液壓油工作溫度過(guò)高，會(huì)加速其氧化變質(zhì)，并析出瀝青物質(zhì)，降低液壓油使用壽命。國(guó)內(nèi)外調(diào)查結(jié)果表明，液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控制在65℃以下[5]，當(dāng)工作油溫超過(guò)65℃后，每增加8℃，油的使用壽命就會(huì)減半，主要是由于氧氣和油中的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行反應(yīng)，使油慢慢氧化、顏色變黑、黏度上升，最后可能?chē)?yán)重到氧化物不能溶解于油中，而以棕色黏液層沉積在系統(tǒng)某處，極易堵塞元件中的控制油道，使?jié)L珠軸承、閥芯、液壓泵的活塞等磨損加劇，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。氧化還會(huì)產(chǎn)生腐蝕酸液。氧化過(guò)程開(kāi)始慢慢地進(jìn)行，當(dāng)達(dá)到某種階段后，氧化速度會(huì)突然加快，黏度會(huì)跟著突然上升，結(jié)果導(dǎo)致工作油溫升高，累積的沉淀物和酸液會(huì)更多，最后使油液無(wú)法再用。

液壓油工作溫度的控制可分別從整個(gè)液壓系統(tǒng)液壓油油量的合理確定，液壓系統(tǒng)元器件負(fù)荷及轉(zhuǎn)速的合理選用和液壓系統(tǒng)冷卻器性能的合理設(shè)定等幾方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。在無(wú)特定要求的情況下，可優(yōu)先考慮選用容積調(diào)速回路，此種調(diào)速回路溫升小、效率高；甚至還可以采用雙油箱結(jié)構(gòu)方案，以實(shí)現(xiàn)不同溫升情況下的油溫調(diào)節(jié)；當(dāng)液壓系統(tǒng)功率損失較大，發(fā)熱量大而結(jié)構(gòu)又不允許有較大容量油箱的情況下，可采用冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；同時(shí)，防止過(guò)載，當(dāng)發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)油溫過(guò)高時(shí)，應(yīng)停止工作，查找原因及時(shí)排除。

（2）強(qiáng)化建材機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)管理

強(qiáng)化建材機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)管理是防止外界污染物侵入系統(tǒng)和濾除系統(tǒng)中污染物的有效措施，如必須定期對(duì)液壓設(shè)備各密封處、接頭處進(jìn)行檢查處理，保證管路接頭等連接處密封嚴(yán)密，防止塵土、水分和空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)；油箱要合理密封并裝設(shè)高效能的空氣濾清器以防止塵土、水分的進(jìn)入；注入新油須經(jīng)過(guò)有效的過(guò)濾，系統(tǒng)的回油也應(yīng)進(jìn)行有效的過(guò)濾；活動(dòng)件（如液壓缸活塞桿端）必須裝有防塵密封裝置。

（3）定期檢測(cè)和更換液壓油

建材機(jī)械液壓油的使用壽命或更換周期取決于很多因素，其中包括設(shè)備的環(huán)境條件與維修保養(yǎng)、液壓系統(tǒng)油液的過(guò)濾精度和允許污染等級(jí)等因素。長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)的液壓油，空氣、水、灰塵、金屬磨損物等會(huì)使其變成含有多種污染物的混合液，若不及時(shí)更換，將會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作，導(dǎo)致設(shè)備的事故。

是否換油取決于液壓油被污染的程度，目前有三種確定換油期的方法：

（1）定期換油法。根據(jù)建材機(jī)械設(shè)備所在場(chǎng)地的環(huán)境條件、工作條件和所用油品的換油周期，到期就進(jìn)行更換。

（2）目測(cè)換油法。該方法是憑操作者和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)“看、嗅、搖、摸”等簡(jiǎn)易方法，根據(jù)液壓油常規(guī)狀態(tài)變化（如油液變黑、發(fā)臭、變成乳白色等），決定是否換油。

（3）油質(zhì)換油法。定期對(duì)建材機(jī)械的液壓油進(jìn)行取樣化驗(yàn)，測(cè)定必要的項(xiàng)目（如黏度、酸值、水分、顆粒大小和含量以及腐蝕等）和指標(biāo)，連續(xù)監(jiān)測(cè)油液變質(zhì)情況，根據(jù)實(shí)際情況確定液壓油何時(shí)換油。

換油時(shí)，要注意清潔，防止贓物侵入液壓系統(tǒng)，不能混用和換錯(cuò)。為保持新油的清潔，換油時(shí)要將油箱內(nèi)部及主要管道內(nèi)的舊油放盡，并把油箱、過(guò)濾網(wǎng)、軟管等清洗干凈。加油時(shí)油液必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾，對(duì)已疲勞損壞的濾網(wǎng)應(yīng)更換。

3、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)建材機(jī)械液壓油嚴(yán)格控制污染度指標(biāo)，使用前嚴(yán)格檢驗(yàn)過(guò)濾，使用中注意定時(shí)檢查，實(shí)時(shí)監(jiān)控液壓油的質(zhì)量指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題盡早分析找出問(wèn)題的根源，解決問(wèn)題，通過(guò)以上手段可有效控制建材機(jī)械液壓系統(tǒng)的污染，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、精度和使用壽命。

【參考文獻(xiàn)】

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