挖掘機液壓系統污染控制的研究及其應用

楊冬冬

摘要：隨著工程機械的液壓系統正在向高壓、高速、高精度、高效方向發展，油液的污染對液壓系統造成的危害更加突出。根據國內外統計資料表明，液壓系統70%-80%的故障是由于液壓油中的污染物所引起的，尤其是硬質固體顆粒污染物，極易造成液壓元件的磨損，導致共性能下降，使用壽命減短；如空氣混入系統油液中，形成的大量氣泡會造成液壓泵、液壓油缸的氣蝕、氣爆，最終導致液壓元件的失效。所以，對液壓介質的污染度控制進行深入研究并采取有效措施管理液壓系統的清潔，是保證液壓系統可靠性和延長液壓元件使用壽命的重要途徑。

關鍵詞：挖掘機；液壓系統；污染控制；研究；應用

1、液壓挖掘機液壓系統污染源調查分析

挖掘機液壓系統污染主要來源于：①制造過程中殘留的污染物：液壓系統及組件在機械加工、焊接、零部件裝配、包裝、儲存和運輸過程中殘留的，如粉塵、焊渣、氧化皮、金屬切屑、密封膠及清洗劑等。②液壓系統工作過程中產生的污染物：液壓元件相對或撞擊后磨損產生的磨屑、銹蝕氧化皮剝落物及油液氧化下產生的顆粒及膠質。③外部侵入的污染物：液壓油箱呼吸閥口、液壓油缸活塞桿防塵密封、軸承密封、油液補充時及維護、維修過程造成的二次污染等。

2、挖掘機液壓系統污染控制策略和措施

2.1挖掘機液壓系統污染控制及改善目標

挖掘機產品結構相對復雜，挖掘機的生產過程包括產品結構設計、原材料的生產、運輸與儲存、原材料的加工、零部件的裝配、零部件的倉儲與轉運、整機的裝配、運轉與整備等等。另外，挖掘機清潔度的管理與改善不僅要考慮生產過程中的控制，還要有日常使用、保養維護的管理。因此挖掘機清潔度的管理控制貫穿挖掘機的全壽命周期。

液壓系統污染控制從三個方面實現：減少固有污染物、防治外部污染物入侵和清除系統污染物。那么，對應挖掘機液壓系統，可以從以下三個方面控制：①規范液壓件的制造工藝，減少制造過程中可能產生的污染物；②規范裝配作業要求，防止裝配過程中可能產生的污染物；③采用液壓油濾清器濾除液壓系統內部產生和系統外部入侵的污染物。

2.2液壓油及外協外購液壓部件的清潔度控制

挖掘機的外購零件較多，例如液壓件主要采購于日本、德國、美國、韓國等專業液壓件企業；另外還有數量眾多的接頭、軟管、硬管、輔助閥塊、油缸等采購于國內的生產廠家。這些企業在零部件清潔度管理能力和方法上各有不同。

加強到貨檢驗。制定液壓件清潔度的抽查標準，泵、閥、馬達、回轉接頭、油缸等重要液壓件要做到每批抽檢，特別關注市場故障率高的液壓部品，先實行全檢，質量穩定后再實行先緊后松的抽查方式，保證清潔度合格液壓部品上線裝配。

強化工序監察制度，參與供應商液部品制造過程清潔度的管理。針對液壓部品在制造加工、清洗、裝配、臺上試驗等可能出現不符合情況以及裝配環境不達標、5s管理不到位等會造成清潔度不良的問題，進行詳細的工序監察，記錄問題點，分析原因，給出明確對策，有效控制液壓元件的清潔度。另外雙方簽訂質量保證協議，明確清潔度質量約束。

2.3運輸、存儲環節的清潔度的控制及改善

液壓件在運輸、存儲環節要進行防銹、防腐、防塵、防磕碰措施。倉儲環境一般要求室內存儲，避雨防塵，空氣流通，并且遵循先進先出原則。工廠的物流中心特別要做好液壓件的接收、存放、分揀、配送的防塵、防污染物侵入的工作。

（1）液壓零部件的屏蔽

為保證液壓部件的清潔度要求，部品在運輸和倉儲時連接口處要完全屏蔽，做好可靠的防塵措施。清潔度改善小組在對現場工序監察時發現液壓部品存在各種不良屏蔽方式，為保證防護措施清潔、牢靠，制定了液壓系統零部件的防塵標準。

（2）液壓部件接收、存放、轉運、配送的防護

物流區域內要做到清潔、整潔，物料盒標識明確。零部件放置處要遠離粉塵的污染；在打開零部件的包裝袋或箱子時，注意異物不能混入到零部件中。零部件需要從物流區域配送到裝配工位，注意零部件的遮蔽物不能被碰傷或脫落；在轉運過程中，零部件不能接觸到地面或臟污的托盤和小車。在物流庫區內，同件號物料是放在一起的，配送時，屬于同一臺挖掘機的不同物料被分揀出來，作成成套部品放在同一輛配送小車中。接頭、螺栓、O型圈等小件被放在配送小車的料盒內，如果料盒是臟污的，那么放在其中的零部件也會被污染，所以料盒或轉運小車必須定期清洗。液壓部件接收、存放、轉運、配送的防護要求。

2.4液壓系統內空氣污染的改善

傳統的液壓系統回油過濾采用的是內進外回的方式，系統的液壓回油先進入濾芯內部，經濾紙層過濾流入濾芯外部油箱中。由于油箱內液面低于濾芯的安裝面，一部分過濾出的液壓油接觸到空氣，在流動中將空氣帶人到液壓油內；該結構在挖掘機在應用很少，只有在歐洲極少的挖掘機上使用。絕大部分回油過濾采用的是外進內回的結構，液壓油從濾芯的外部進入濾芯的內部，由于液壓油的流速和流量較大，正常工作時，濾芯內部充滿了液壓油，過濾后的液壓油經過濾芯安裝座的導向作用從油箱液面以下進入油箱，從而避免了空氣的混入。

總而言之，挖掘機液壓系統污染的控制，其實是對挖掘機整個制造過程以及全壽命周期的系統管理，需要加強部品制造、整機裝配、保養、維修、使用過程中的污染控制及預防，并要納入質量管理制度或標準，成為企業質量管控的重點部分。