浅谈液压油的污染与控制

浅谈液压油的污染与控制


 

【摘 要】分析了液压油的作用，污染的原因，以及液压油被污染后对液压传动系统造成的危害，并提出了对液压油污染的控制措施，以确保液压系统的正常工作。 

前言 
　　
液压系统能否正常工作，油的清洁度是一个十分重要的因素。实践证明，液压设备故障的75%以上是由液压油的污染造成的。了解液压油在液压设备中的作用，重视液压油的质量，增强液压油的污染与防护意识，能极大限度地降低液压设备的故障发生率，从而降低设备使用及维护成本。 
　　
1 液压油在液压系统中的作用 
　　
液压油作为液压系统的传递介质，实现能量形式的转换、运动方式的变化，从而达到传递和控制作用。液压油在液压系统中的具体作用表现在以下几方面。 
　　
1.1 传动作用 
　　
液压油具有一定的粘度。液压油的可压缩性极小，可近似地认为是不可压缩液体，液压油将作用于其上的压力不变地向各个方向进行传递，使执行元件产生预定的运动。 
　　
1.2 润滑作用 
　　
在液压传动装置中，形成运动的摩擦偶合面被具有一定强度的液压油膜隔开，达到改善摩擦偶合面的摩擦性能，降低摩擦系数，减轻机件磨损，并降低能量损耗等。 
　　
1.3 冷却作用 
　　
液压油具有良好的导热性，能够及时带走摩擦偶合面所产生的摩擦热量，并及时冲走摩擦偶合面所形成的磨屑和污染物等，从而达到降低摩擦偶合面的温度和减轻机件的磨损等。 
　　
1.4 防腐作用 
　　
浸泡在液压油中，可使金属表面与水、空气或其他有害气体隔开，从而减轻腐蚀。 
　　
1.5 阻尼、减振作用 
　　
液压油具有一定的可压缩性，能将液压冲击能量快速转变成液压能，起阻尼、缓冲或减振的作用，从而确保设备和操作人员的安全。 
　　
2 液压油污染产生的原因 
　　
液压油被污染指的是液压油中含有水分、空气、微小固体颗粒及胶状生成物等杂质。液压油受到污染常常是系统发生故障的主要原因。因此，控制液压油的污染是十分重要的。 
　　
液压油液被污染的原因是很复杂的，但大体上有以下几个方面： 
　　
2.1 残留物的污染 
　　
主要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运输、安装、维修过程中，带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、油垢、棉纱和灰尘等，虽然经过清洗，但未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油液污染。 
　　
2.2 侵人物的污染 
　　
主要指周围环境中的污染物，例如空气、尘埃、水滴等通过一切可能的侵入点把污染物带入。 
　　
2.3 生成物的污染 
　　
主要指液压传动系统在工作过程中所产生的金属微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状物等所造成的液压油液污染。这些颗粒污物类似于研磨金属加工面使用的研磨剂，液压系统中的污染颗粒随着液压油的流动而遍布整个系统。 
　　
2.4 液压油中混入的其它油品 
　　
不同品种、不同牌号的液压油其化学成分是不相同的，当液压油中混入其它油品后，就改变了其化学组成，从而使用其性质也发生变化。 
　　
3 液压油污染的危害 
　　
污染是液压系统的主要危害，污染物混入液压系统后会加速零件的磨损、研伤烧伤甚至破坏，引起液压元件性能早期下降，液压系统产生故障。由此可见，污染造成的后果是严重的。其危害有： 
　　
3.1 对系统工作性能的影响 
　　
由于液压油中的污染物部分或全部堵塞了液压元件的节流孔或缝隙，就改变了液压系统的工作性能，引起动作失调，甚至系统完全失灵。如压力阀的压力产生随机漂移。当污染物颗粒嵌入阀芯滑动面间，使移动阻力增大，反应迟钝，动态响应速度变慢，严重时阀芯被卡牢。 
　　
3.2 对液压元件的影响 
　　
液压元件工作性能的下降与颗粒污染物的数量、大小、形状、密度和硬度等有关。其中数量、大小、硬度起主要作用。 
　　
液压油中固体颗粒污染物使泵的运动件表面磨损加剧，刮伤、咬死，泵的效率降低，故障频繁寿命缩短。 
　　
液压油中固体颗粒污染物会加速液压油缸密封装置的损坏，使缸运动表面拉伤、磨损、导致内外泄漏增加，推力不足或动作不稳定，爬行、速度下降，产生异常的响声与振动等故障。 
　　
液压油污染到一定的程度后，会引起滤油器网眼堵塞，液压泵吸油困难而产生气蚀、振动和噪声。堵塞严重时，会因压力降过大而将滤网击穿，完全丧失过滤作用，造成恶性循环。 
　　
3.3 液压油油劣化变质对元件的影响 
　　
液压油劣化变质后粘度和防锈性能降低，油液乳化，消泡性降低，低温流动性变差，有效使用时间缩短。引起液压油变质的原因很多，如蒸发、氧化、污染、混入异种油等。 
　　
变质后的液压油对元件的机械效率、容积效率等性能以及寿命等都有很大影响。 
　　
4 液压油污染的控制措施 
　　
由于液压油液被污染的原因比较复杂，液压传动系统在工作过程中液压油液又在不断地产生污染物，因此，要彻底地防止污染是很困难的。为了延长液压元件的使用寿命，保证液压传动系统的正常工作，应将液压油液的污染程度控制在一定的范围内。一般常采取如下措施来控制污染： 
　　
4.1 消除残留物污染 
　　
液压系统组装前后，必须对零件进行严格的清洗。 
　　
4.2 减少外来的污染 
　　
为了减少液压系统的污染源，改善设备的运转环境，加强粉尘治理，减少工作现场的粉尘。油箱通大气处要加空气滤清器，向油箱灌油应通过过滤器，维修拆卸元件应在无尘区进行。 
　　
4.3 滤除系统产生的杂质 
　　
根据系统和元件的不同要求，分别在泵的吸油口、压力管路、泵的吸油管路、回油管路、伺服阀或调速阀的进油口处，按照要求的过滤精度，设置过滤器，选用过滤器时还要考虑纳垢能量。在精度相同的情况下，应尽量选用滤油面积大的过滤器。并且要定期检查、清洗或更换滤芯。 
　　
4.4 控制液压油液的工作温度 
　　
在没有特定要求的情况下，可有限考虑选用体积式调速回路，此种调速回路温升小、效率高；用扩大油箱容量和通风自然冷却来缓解油温的升高；另外还可以采用双油箱结构方案，以实现不同温升情况下的油温调节；当系统功率损失较大，发热量大而结构又不允许有较大的油箱容量的情况下，可采用冷却器进行强制冷却。 
　　
4.5 加强液压系统的维护保养和管理 
　　
1）选择合适的液压油 
　　
要根据液压系统的特点和使用环境，选择合适的液压油，要求具备合适的粘度、合适的固体颗粒污染等级 
　　
2）加强油品管理 
　　
为保证出库油品的质量，必须定期对库存油料进行取样化验。 
　　
3）定期清洗滤芯、油箱、管道和元件内部的污垢，定期更换滤芯。 
　　
4）通过检查油质来确定是否该换油 
　　
在施工或教学现场，由于缺少必要的检测仪器，可采用目测法。目测法就是通过看油的颜色、嗅油的味道、摸油液的光滑度来估测液压油的污染程度。换油时要清洗油箱，冲洗系统管道元件。 
　　
5 结束语 
　　
液压油的污染的防护和正确选用，已成为机械工业领域普遍关注的问题。液压油的污染严重地阻碍了液压传动系统的广泛应用，不正确地选用液压油严重影响了液压设备正常安全的工作。我们应从液压传动系统的合理设计与使用以及加强液压油的质量管理等方面来阻止污染物的侵入，同时还应增强液压油的污染与防护意识并加强对液压油污染的监督和监测，只有这样才能最大限度地减少由液压油污染或选用不当所造成的故障。 
　　
【参考文献】 
[1]雷天觉.新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社，1998. 
[2]章宏甲，黄谊.液压传动[M].北京：机械工业出版社，1993.