淺談工程機(jī)械液壓油污染度的控制

劉廣平

（重慶交通大學(xué)，重慶 400074）

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和革新，機(jī)電液壓一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械上，得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。在液壓系統(tǒng)中，液壓油既是潤滑劑又是功率傳遞的介質(zhì)，同時(shí)還具有冷卻、潤滑、防銹、清潔等功能，而液壓油的污染問題，已成為液壓技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)故障頻繁出現(xiàn)的主要障礙。根據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料表明，油液污染變質(zhì)，是工程機(jī)械失效的主要原因[1]。本文對液壓油的污染形成、危害以及如何有效控制等作了闡述，希望對液壓系統(tǒng)的制造者和用戶能有所啟示。

1 液壓油污染物的形態(tài)和來源

由于工程機(jī)械的工作環(huán)境惡劣，受到的載荷變化多樣，外界的雜質(zhì)污染物經(jīng)常以多種方式混入到油液中。液壓油中的污染物，主要有固體顆粒物、水、空氣、微生物、各種化學(xué)物質(zhì)以及系統(tǒng)中以能量形式存在的靜電、熱能、放射能及磁場。

液壓油新油有吸水性，含有微量水分。液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)，系統(tǒng)溫度降低，空氣中的水氣凝結(jié)成水分子混人油中。液壓油能溶解部分空氣，有時(shí)還會(huì)吸人氣泡，當(dāng)液壓油的壓力升高時(shí)，溶解在油液當(dāng)中的空氣，就會(huì)分離而產(chǎn)生水蒸氣。

當(dāng)系統(tǒng)中的油溫過高時(shí)，油液容易產(chǎn)生氧化并生成有機(jī)酸，而酸性物質(zhì)和金屬在高溫下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成氧化物和不溶于油液的沉淀物。

液壓系統(tǒng)顆粒污染源有3種：“裝配污染物”，“生成污染物”，“吸入污染物”[2]。

2 各種污染物的危害

2.1 氣體污染物的危害

液壓油中混入水分后，將降低液壓油的粘度，增大泄漏，并促使液壓油氧化變質(zhì)，使液壓油的潤滑性能變差，還會(huì)產(chǎn)生氣蝕?？諝饣烊胍簤河椭?，不但加快了液壓油氧化變質(zhì)，還會(huì)引起噪聲、氣蝕、振動(dòng)等。從而降低泵效率，影響閥的動(dòng)作。

2.2 液壓油的氧化變質(zhì)產(chǎn)生的危害

水與油液中金屬硫化物、氯化物等各種氧化物作用，產(chǎn)生酸類物質(zhì)，增加了油液的酸性，腐蝕了元件；水與某些添加劑作用，產(chǎn)生沉淀物和膠質(zhì)等污染物，使液壓油的粘度增大，抗磨性能變差。

2.3 固體污染物的危害

固體顆粒進(jìn)入液壓系統(tǒng)后，使液壓系統(tǒng)油液中的顆粒濃度（或污染度）不斷升高，容易形成磨料磨損，而降低液壓油的潤滑性能和冷卻性能。當(dāng)系統(tǒng)污染度超過一定值后，就會(huì)造成系統(tǒng)滑閥卡阻故障、停機(jī)，甚至系統(tǒng)報(bào)廢。當(dāng)顆粒物存在于相互運(yùn)動(dòng)的摩擦副之間時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生磨粒磨損，破壞密封件的密封效果，加速零件的磨損，減少零件的壽命。

3 污染度控制的措施

3.1 定期凈化和過濾更換

油液長時(shí)間地使用后，必須定期對各密封處、接頭處進(jìn)行檢查處理，對液壓系統(tǒng)的液壓油進(jìn)行檢查分析，定期更換。加強(qiáng)油液庫存及現(xiàn)場管理，建立嚴(yán)格的油液管理制度和檢驗(yàn)制度，通常采用“定期換油法”、“實(shí)驗(yàn)換油法”、“經(jīng)驗(yàn)換油法”來完善換油制度。

需要在系統(tǒng)的適當(dāng)位置，設(shè)置具有一定過濾精度和一定容量的過濾器，并且使用合適的過濾方式，定期檢查和徹底清洗過濾器及油箱。發(fā)現(xiàn)濾芯損壞應(yīng)及時(shí)更換。實(shí)際使用表明，濾油機(jī)的粗濾芯精度選用30μm、細(xì)濾精度選用10μm時(shí)，過濾效果良好。

通常機(jī)械連續(xù)工作200 h后，即應(yīng)檢查、清洗濾油器；新購或大修后的機(jī)械初次運(yùn)行50 h即應(yīng)清洗、檢查一次。對于裝有壓差指示及報(bào)警裝置的濾油器，應(yīng)根據(jù)壓差指示及時(shí)清洗、更換油液濾芯和濾網(wǎng)[4]。

3.2 防止油溫過高

液壓系統(tǒng)中油溫過高，是油液發(fā)生變質(zhì)、氧化的主要原因和生成條件。一般液壓油的工作溫度應(yīng)控制在30～80℃之間為宜。所以防止油溫過高，是控制污染的另一種有效措施。

（1）設(shè)計(jì)合理的潤滑循環(huán)系統(tǒng)，保證油液的良好循環(huán)散熱。

（2）防止系統(tǒng)長時(shí)間在高溫、過載下作業(yè)，并且避免和高溫物體接觸。

（3）保證散熱器的散熱效果，經(jīng)常清洗冷卻裝置，使其保持良好的工作狀態(tài)。

（4）環(huán)境溫度過高，并且高負(fù)荷連續(xù)使用的時(shí)間過長，都會(huì)使油溫太高。因此應(yīng)盡量避免在高溫下作業(yè)，也應(yīng)該不使機(jī)械連續(xù)長時(shí)間運(yùn)行。在不同季節(jié)，安排不同的作業(yè)時(shí)間，盡量避免在夏季高溫時(shí)作業(yè)。

（5）若液壓油箱內(nèi)油量太少，將使液壓系統(tǒng)沒有足夠的流量帶走其產(chǎn)生的熱量，導(dǎo)致油溫升高。在實(shí)際操作和保養(yǎng)過程中，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程中對液壓油油位的規(guī)定。

3.3 防止水分和空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)

水分和空氣的入侵，是引起液壓系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲、氣蝕、振動(dòng)等現(xiàn)象的主要原因，危害極大，甚至可以破壞整機(jī)。通常采用的如下措施：

（1）經(jīng)常注意油箱內(nèi)油面高度，保持油箱內(nèi)規(guī)定的液面高度。

（2）液壓油泵的吸油管口不得露出油面，吸油管路必須密封良好，防止空氣被吸入。

（3）停機(jī)時(shí)間較長、維修和換油后，要按隨機(jī)的《使用說明書》規(guī)定排除系統(tǒng)中的空氣，才能正常作業(yè)。

（4）經(jīng)常檢查各個(gè)密封件是否密封完好，對于損壞元件應(yīng)該定期更換。

（5）防止在低溫下工作時(shí)，因油液中的水分凝結(jié)成冰粒，阻塞控制元件的間隙或小孔，引起系統(tǒng)故障。

3.4 防止各種顆粒污染物混入油液

在液壓油的各種污染物中，尤以固體顆粒污染物，是液壓系統(tǒng)中最普遍、危害最大的污染物?？梢詮念w粒污染物的形態(tài)、來源作為出發(fā)點(diǎn)，提出以下數(shù)項(xiàng)措施：

（1）液壓元件和液壓系統(tǒng)在加工和裝配過程中，必須對進(jìn)行清潔凈化，液壓系統(tǒng)組裝前后，必須對零件進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，以此來減小“裝配污染物”。對初裝好的液壓系統(tǒng)作循環(huán)沖洗，并取樣分析，循環(huán)沖洗直至系統(tǒng)清潔達(dá)到要求。

（2）改善摩擦副表面的潤滑和冷卻條件，如磨損力的大小、表面溫度、冷卻效果等，從而減少“生成污染物”。

（3）合理設(shè)計(jì)油箱、各種密封元件和防塵密封裝置，減少外來污染物的入侵。

3.5 采用液壓油污染度的在線監(jiān)測技術(shù)

在工程機(jī)械上采用液壓油污染度在線監(jiān)測技術(shù)，可隨時(shí)隨地監(jiān)測液壓油在使用過程中的品質(zhì)，而且能及時(shí)準(zhǔn)確地通過顯示器顯示油液污染等級及相應(yīng)的產(chǎn)生原因，即使在工作人員沒有觀測到顯示器顯示的情況，當(dāng)污染度達(dá)到相應(yīng)的級別時(shí)，報(bào)警裝置也會(huì)進(jìn)行分級報(bào)警，以確保工程機(jī)械在使用中液壓油性能及品質(zhì)的良好性[3]。

4 結(jié)束語

通過以上的分析可知，采取恰當(dāng)?shù)拇胧┖头椒ǎ瑏砜刂朴鸵旱奈廴径?，在工程機(jī)械的實(shí)際使用中具有極其重要的意義。不但可以降低油液的污染度，延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命，而且可以提高機(jī)械運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，保證其工作的安全性。

[1]劉永健，胡培金.液壓故障診斷分析[M].北京：人民交通出版社，1998.

[2]馬麗英，曹源文，歸少雄.液壓油污染度自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，4（26）：156-157.

[4]于紅旗，弓清忠.工程液壓油的正確使用與維護(hù)[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2009，（4）：56-58.

[5]王龍，等.液壓油的防污染維護(hù)[J].內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置，2009，（6）：86-87.