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液压油污染的分析与控制

   随着经济的发达,工业行业的兴起,液压传动技术成为了衡量一个国家的工业水平的重要标志之一。但随之而来的是液压系统中油液的污染问题,它是造成液压系统故障的主要原因之一,我司对此问题进行大量的研究,并取得了不少成果。得出结论,液压油中污染物主要是由固体颗粒、水、空气、有害化学物质和微生物等组成的。同时对造成的危害进行了分析,提出了在设计、制造、装配、调试、使用和维护阶段,控制液压油污染的措施。

  捷承净化设备有限公司针对于液压油污染的分析与控制的问题,引进德国先进技术,改良后设计出捷承JC-5A智能超导滤油机来对污染过的油进行净化处理,处理后可达新油效果。完美解决油的污染对液压系统发生故障的问题,使得液压系统正常工作,最大限度的控制和减少液压油的污染,从而降低液压设备的故障发生率,保证液压系统的工作可靠性和元件使用寿命,提高经济效益。

  下面为大家介绍液压油污染的分析与控制:

  1、液压油污染的来源

  液压油污染是指液压油中污染物浓度、大小、硬度超量超标,污染物可根据形态分为固体、液体和气体三种形式。固体污染物主要有金属残留物、灰尘、其它各种固体颗粒和纤维等;液体污染物主要有水、清洗液、其它液压油等;气体污染物主要指空气。一般产生于外部环境和工作环境,来自外部环境的污染物主要是液压油运输、贮存和液压系统检修过程中混入的灰尘和水分,以及液压元件加工时残留的金属屑、焊渣、铸锻件氧化皮等,来自工作环境的污染物主要是液压系统.工作时液压元件磨损、腐蚀和液压油变质所产生。

  1.1固体污染的来源

  据统计,固体污染引起的故障占液压油污染引起的故障总数的70%上。其来源主要有以下几方面:

  1)尽管在液压系统安装前会冲洗各种液压元件以及液压油箱、管路等,但由于结构和冲洗设备所限,加工中残留的金属屑、毛刺、焊渣等,擦洗时的棉纱纤维等仍会残留在元件上在液压系统工作时脱落混入液压油;

  2)在液压油的灌装、运输、储存中也易被污染,盛油容器的洁净度、密封性至关重要;

  3)液压系统工作时,液压元件表面、管道和油箱内壁均可能因磨损而产生磨屑,密封材料的老化、液压油的氧化分解也会产生碎屑和胶状颗粒;

  4)液压油缸往复运动时,虽然活塞杆上的密封装置能阻止大部份污染物的侵入,但在极其恶劣的工作环境,不能完全隔离极细的杂质,长期运行会污染液压油;

  5)液压系统检修时极易造成二次污染,在处理液压系统故障时,常需要开盖或拧开管路连接件,虽然会采取很多措施进行防护,但在周围环境恶劣的情况下,处理过程较长,根本无法杜绝灰尘等污染物侵入。

  1.2液体污染的来源

  液体污染主要是指水份、清洗液、化学溶剂、表面活性物、以及其它种类的液压油等。其米源主要有以下几方面:

  1)水份通过凝结从注油口、空气滤清器、过滤器及油箱侵入;

  2)冷却器的漏水使水份直接混入液压油造成油乳化;

  3)水份与液压油中的某些添加剂起化学反应产生硫酸或盐酸类物质;

  4)清洗时的清洗液因处理不当残留在液压元件上;

  5)在进行系统试验或注油时,会混入不同种类的液压油。

  1.3气体污染的来源

  溶解于液压油中的气体一般不影响系统工作,气体污染主要是指游离空气及气泡产生的污染。其来源主要有以下几方面:

  1)吸油管密封不好、或泵的吸油区段存在缝隙、或由于泄漏而造成油箱液面下降,滤油网部分外露,使泵在吸油的同时吸人大量的空气;

  2)吸油高度大、吸油管道细、油箱透气性差、液压泵补给不足、液压油粘度大或滤网堵塞等原因,使液压油不能充满泵的吸油空问,真空度太大,原溶于油中的空气分离出来;

  3)当系统停止运行时,局部漏油形成真空,外部气体受大气压的作用从密封不严处侵入;

  4)蓄能器气动系统有串气、漏气现象;

  5)液压油指标不合格,抗泡沫性和空气释放性不好,液压油中溶入的空气不能及时释放。

  2、液压油污染的危害

  液压系统中的工作油液具有双重作用,一是作为传递能量的介质,二是作为润滑剂润滑运动部件的工作表面。因此油液的性能会直接影响液压传动的性能,如工作的可靠性、灵敏性、稳定性,系统的效率及零件的寿命等。为了保证液压系统正常的工作,一般要求液压油满足的要求是:粘温特性好;具有良好的润滑性;成分要纯净,不含有腐蚀性物质;具有良好的化学稳定性;抗泡沫性好,抗乳化性好,对金属和密封件有良好的相容性;体积膨胀系数低,比热容和传热系数高;燃点高,凝点低;对人体无害,成本低。这也是保证液压系统正常工作对油液的基本要求。

  液压系统油液的清洁与否直接关系到液压系统本身能否正常、可靠地工作。液压油受污染后将会导致液压元件的加速磨损、卡死、损坏等,使液压系统性能下降,从而引起液压系统的各种故障。统计表明,液压系统的故障有75%上是由于油液选择不当或油液污染所引起的。这些故障轻则影响液压系统的性能和使用寿命,重则使机件失灵以至损坏,导致液压元件和液压系统不能正常工作。油液被污染后的危害性主要表现为以下几个方面。

  2.1油液中的杂质对系统的危害

  混入油液中的固体颗粒的危害性最大,这些杂质进入相对运动件的配合间隙,就会划伤配合表面,破坏配合表面的精度和表面粗糙度,使泄漏增加,甚至造成元件失灵。一旦堵塞了阻尼孔,就会使液压元件不能正常工作。

  (1)对液压泵的危害。尘埃颗粒使油泵润滑部分磨损加剧,如叶片泵中的叶片和转子上的槽、转子端面和配油盘;齿轮泵中的齿轮端面与侧板、齿顶与壳体内壁、两个齿轮的齿面等,这些有相对运动的部位杂质颗粒所造成的磨损是相当严重的;

  (2)对液压阀的危害。方向阀、压力阀和流量阀的共同特点是阀芯与阀体有一定的相对运动,而且配合间隙较小,精度较高。油液污染到一定程度,就会引起颗粒磨损(也称元件的污染磨损),使阀芯移动困难或卡住,阀口密封不严,从而失去阀的控制性能而产生故障;

  (3)对液压缸的危害。灰尘颗粒在液压缸内会加速密封的损坏和液压缸内表面的磨损、拉伤,使内外泄漏增加,引起有关故障;

  (4)对滤油器的危害。油液污染到一定程度,杂质会使滤网堵塞,油泵吸油困难,产生气蚀、振动和噪声。如堵塞严重,会因阻力(压力降)过大而将滤网击穿,完全丧失过滤作用,造成液压系统恶性循环。

  2.2油液中混入水分的危害

  水进入油液会引起元件表面腐蚀和产生锈斑,使油液变质。水还可能和油液中的某些添加剂形成酸,这将加剧元件表面的腐蚀。

  2.3油液中侵入空气的危害

  油液中混入空气不仅使油液的可压缩性增加,还会引起噪声、空穴、冲击、振动、爬行等。油液中存在空气时还会破坏液流的连续性,甚至在小口径管道中产生“气塞”,妨碍阀的正常工作。油液中的空气还会加速油液的氧化。

  3、液压油污染的控制

  液压油污染原因很复杂,而在液压系统工作时,液压油自身又不断产生污染物,要杜绝液压油的污染几乎是不可能的,为了提高液压系统的可靠性,延长液压元件的寿命,将液压油污染控制在一定限度内是较为可行的办法,应该从设计、制造、装配、调试、使用和维护等各个环节对液压油污染采取严密的控制和预防措施。

  3.1设计阶段

  在设计阶段应采取的措施主要有:

  1)液压系统的污染控制设计应适应系统的压力、流量、温度等主要参数,最大限地减少由于高温、高压、流量冲击、泄漏等因素对系统污染控制造成的影响;

  2)应尽量减少和消除污染源,将污染的客观渠道堵死,例如采用隔离式油箱和闭式系统,尽量选择油路块和集成油路块,将复杂弯管和接头数量减到最少,以减少压力损失和装配维护时产生的磨屑;尽量避免出现管路盲端和死角,消除一切不利于清洗的因素;

  3)合理设计油箱结构,使液压油在油箱内的时间延长,以有利于空气、水和其它杂质从液压油中分离,例如尽量使油箱容量大些,使吸油口和回油口的距离尽量远些,中间可用隔板隔开,以增加油箱内液压油的循环距离;

  4)各种软管和密封件等橡胶塑料制品必须与选用的液压油相匹配,以免在使用时形成内部污染源;

  5)正确确定系统的污染控制等级,针对系统中的最敏感元件确定推荐清洁度,并合理配置滤油器,例

  如在泵的吸油口、重要元件的进油口、液压油回油箱的入口处均要设置不同精度的滤油器。

  3.2制造、装配阶段

  在制造、装配阶段应采取的措施主要有:

  1)经切削加工的零件棱边必须有一定的倒角,以便于装配并防止密封件切割;

  2)加工完毕的合格零部件应经过除毛刺、清洁这一关;

  3)液压系统在进入装配现场之前,除了要求装配现场整洁、无尘外,对装配工艺和器具的清洁度也应有相应的技术指标,例如应采用干式装配,即各元件清洗后用干燥的压缩空气吹干以后再装配;装配人员应使装配工具、滤网以及加油容器保持清洁,并严格按照有关操作规程进行装配,尽量减少人为因素所造成的污染;

  4)进入装配现场后,对所有液压元件要再次进行清理,彻底除去油污、锈斑、金属屑等,待检验格后,方可允许正式装配,对重要的非标加工件,如集成油路块、阀块的内孔毛刺、金属屑和杂质,采用内窥镜观察,并用风动加长锉等工具修整、去除毛刺和杂质;在冲洗时重点对焊口、法兰、变径二通及弯头部位进行均匀敲打,使这些部位的杂质振落随清洗液一起冲走,内腔死角处的铁屑可用磁铁吸出;管道和油箱要按照脱脂、酸洗、中和、钝化、干燥、涂油、封闭等工艺流程进行处理;油箱体焊缝处除采用喷砂、喷丸清除氧化物外,箱体内还应多次经人工清洗除污;

  5)系统总装完毕后要选择与液压油相容的清洗液进行循环清洗,使其大流量、高速地流过所有的管路和元件,以彻底消除装配过程中产生的污染物以及与油直接接触的元件表面的污染物。

  3.3调试阶段

  在调试阶段应采取的措施主要有:

  1)采用过滤精度较高且与工作液压油相容的清洗液进行调试和试运行,待液压系统达到要求的清洁度后,再将清洗液排放干净,加入工作液压油;

  2)尽量采用滤油小车通过系统的循环过滤器注油,以避免注油过程带入污染物;

  3)虽经多次冲洗,液压系统的诸多元件中,仍存在制造、装配、安装过程中残留的金属屑和污染物,因此在调试时,操作运行所有的阀组若干次,使油液流经所有的管子,利用滤芯绝对精度不低于5微米的过滤装置捕捉其中的污染物。

  3.4使用、维护阶段

  在使用、维护阶段应采取的措施主要有:

  1)提高液压系统使用、维护人员的污染控制意识,规范液压系统的使用和维护,定期进行液压油污染监测;

  2)通过主动预防性维护将液压油的污染度有效控制在目标清洁度范围内,例如要根据设备的性能,选择各项指标合适的液压油,另外,在新油注入系统之前即进行预防性过滤,只允许清洁度合格的油品进入系统,而系统中残留污染必须清除,达到全系统工作油清洁;

  3)定时检查液压油量,使油量充足;

  4)按液压油及滤芯的更换周期定期更换液压油及滤芯,更换时用塑料塞或粘贴带堵住各孔口以防外界污染物侵入,在更换完成后,要排放系统空气;

  5)在更换液压油时,特别注意防止不同品种、不同牌号的液压油混用,系统漏油未经过滤不得返回油

  6)定期清洗通气装置。

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