淺析工程機(jī)械液壓系統(tǒng)污染及控制

周脈波

(黑龍江省鶴大高等級(jí)公路管理處)

1 液壓系統(tǒng)污染的危害

1.1 固體污染物的危害

固體顆粒與液壓元件表面相互作用時(shí),會(huì)產(chǎn)生磨損和表面疲勞,加速元件磨損,并可能堵塞液壓元件里的阻泥孔或是閥芯憋死。當(dāng)油液中的污垢堵塞濾油器的濾孔時(shí),還會(huì)使泵吸油困難,產(chǎn)生氣蝕、振動(dòng)和噪聲,從而造成液壓系統(tǒng)事故。

1.2 液體污染物的危害

(1)液體污染物對(duì)液壓系統(tǒng)的最大危害是繡蝕元件的金屬表面。金屬生銹后,剝落的鐵銹在液壓系統(tǒng)管道和液壓元件內(nèi)流動(dòng),蔓延擴(kuò)散下去,將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部生銹,產(chǎn)生更多的剝落鐵銹和氧化物。

(2)加速油液的氧化作用,并與液壓油中的一些添加劑形成粘性膠著物質(zhì),對(duì)閥芯產(chǎn)生粘滯,也會(huì)使過(guò)濾器的濾芯產(chǎn)生堵塞。比如,水與油中的硫和氯作用產(chǎn)生硫酸和鹽酸,使元件的磨蝕磨損加劇,也加速油液的氧化變質(zhì),從而產(chǎn)生很多油泥。

(3)液體污染物的存在還會(huì)造成微生物的大量繁衍,使油液混濁、粘度增加,產(chǎn)生異味,縮短液壓油及過(guò)濾裝置的壽命。油中含水量越大,對(duì)液壓系統(tǒng)的危害就越大。

1.3 氣體污染物的危害

混入液壓系統(tǒng)的氣體,通常以氣泡狀態(tài)懸浮于液壓油中,對(duì)液壓系統(tǒng)內(nèi)液壓油的體積彈性模量和液壓油的粘度產(chǎn)生嚴(yán)重影響,隨著液壓系統(tǒng)的壓力升高,部分混入氣體溶入液壓油中,其余仍以氣相存在。當(dāng)混入的氣體量增大時(shí),液壓油的體積彈性系數(shù)急劇下降,液壓油中的壓力波傳播速度減慢,油液的動(dòng)力粘度呈線性增高。

懸浮在油液中的氣體與液壓油結(jié)合成混合液,這種油液的穩(wěn)定性決定于氣泡的尺寸大小,對(duì)液壓系統(tǒng)等產(chǎn)生重大的影響,可能出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲、壓力波動(dòng)、液壓元件不穩(wěn)定、運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生爬行、換向沖擊,定位不準(zhǔn)或動(dòng)作錯(cuò)亂等故障,同時(shí)還使功耗上升,油液氧化加速以及油的潤(rùn)滑性能降低。

2 液壓系統(tǒng)污染的控制措施

2.1 精心設(shè)計(jì)

要合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),通過(guò)綜合分析比較和論證,優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)布置有利于防止污染,工作原理符合防污要求的系統(tǒng)。例如,在液壓系統(tǒng)最高處應(yīng)設(shè)置排氣塞或排氣閥;油箱的出、回油口應(yīng)設(shè)在油箱液面以下;回油口斷面應(yīng)做成斜面以減少回油渦流和攪動(dòng);液壓泵吸油管口徑應(yīng)盡可能大一點(diǎn),盡可能減少管路的彎曲;避免或減少使用節(jié)流閥;選擇合理的密封件及密封結(jié)構(gòu);提高液壓泵的吸入壓力;降低工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)慣性;提高系統(tǒng)的整體密封性能等。

2.2 嚴(yán)格控制制造、裝配階段的污染

(1)液壓元件的制造過(guò)程中,可采用一些新工藝,如采用“噴砂”工藝可去除閥塊內(nèi)孔的毛刺。對(duì)于制造過(guò)程中的殘留污染物,主要靠清洗和沖洗加以清除。進(jìn)入裝配現(xiàn)場(chǎng)之前,所有需要清洗的液壓元件和附件都必須清洗干凈,用防護(hù)蓋閉塞油口。

(2)裝配時(shí),要求裝配現(xiàn)場(chǎng)整潔、無(wú)塵。并且要求干式裝配,即各元件清洗后用干燥的壓縮空氣吹干后再裝配。還有就是裝配人員應(yīng)使裝配工具、濾網(wǎng)以及加油容器保持清潔,并嚴(yán)格按照有關(guān)操作規(guī)程進(jìn)行裝配,盡量減少人為因素造成的污染。

(3)驗(yàn)收時(shí)從嚴(yán)把關(guān),按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐項(xiàng)檢驗(yàn)。有效地減少系統(tǒng)及元件在加工、裝配、包裝、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中殘留的污染物。

2.3 注重控制使用過(guò)程中的污染

(1)合理選用液壓油的種類(lèi)。不同類(lèi)型的機(jī)械應(yīng)根據(jù)其說(shuō)明書(shū)要求和不同季節(jié)選用粘度適當(dāng)、符合技術(shù)規(guī)格要求的液壓油種類(lèi),不同牌號(hào)和等級(jí)的油料不得混合使用,因?yàn)槠淅砘笜?biāo)不一致,混用會(huì)導(dǎo)致油料間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而產(chǎn)生膠狀凝滯體,腐蝕液壓元件,使液壓系統(tǒng)損壞。

(2)加強(qiáng)油溫監(jiān)測(cè)、避免液壓油過(guò)熱。工程機(jī)械帶“病”作業(yè)和超負(fù)荷作業(yè)會(huì)造成油溫過(guò)高、油液變質(zhì),應(yīng)盡量避免。合適的油位及潔凈的液壓油冷卻器是油液良好散熱的前提。對(duì)臟污物覆蓋嚴(yán)重的油冷卻器要及時(shí)沖洗干凈。對(duì)磨損、內(nèi)泄大的泵、馬達(dá)等液壓元件要及時(shí)予以修復(fù),以免使其長(zhǎng)時(shí)間在最大功率范圍工作,加劇油液內(nèi)部的摩擦而使油溫升高。

(3)在機(jī)械工作現(xiàn)場(chǎng),對(duì)裸露的液壓元件,如液壓油管、液壓缸等應(yīng)注意防塵。機(jī)械每次使用完畢應(yīng)將其裸露部件特別是液壓缸清洗干凈后再收車(chē)。

2.4 加強(qiáng)機(jī)械維修保養(yǎng)時(shí)的污染控制

(1)加強(qiáng)對(duì)各管、閥、接頭等零件的日常檢查維護(hù)。對(duì)老化、有損傷的襯墊、密封件、防塵圈等應(yīng)及時(shí)予以更換,杜絕滲、漏、滴等現(xiàn)象發(fā)生,避免密封失效時(shí),空氣、灰塵、水分等侵入液壓系統(tǒng)而發(fā)生氣穴和異常磨損等。并應(yīng)經(jīng)常檢查油箱油位及通氣孔,保證空氣孔暢通和液壓油箱油位在規(guī)定范圍內(nèi),減少油泵吸空現(xiàn)象的發(fā)生。

(2)如出現(xiàn)液壓系統(tǒng)故障,需更換液壓元件,這時(shí)一定要注意現(xiàn)場(chǎng)的工作條件,防止粉塵、水分、空氣等污染物侵入系統(tǒng),確保更換時(shí)液壓系統(tǒng)不被污染?，F(xiàn)場(chǎng)維修時(shí)應(yīng)先將機(jī)器外表清洗干凈,內(nèi)部清洗應(yīng)用不起毛、絨頭的無(wú)紡布擦洗。拆開(kāi)的液壓零部件不得隨意堆放,裝配時(shí)應(yīng)用洗油將其嚴(yán)格清洗后方可裝配。組裝完畢后注入液壓油,然后用堵頭塞嚴(yán),防止灰塵等雜物進(jìn)入。

2.5 采用液壓油污染度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

在工程機(jī)械上采用液壓油污染度在線監(jiān)測(cè)也是控制污染的一個(gè)重要方面。通過(guò)液壓油污染度在線監(jiān)測(cè),能夠隨時(shí)了解系統(tǒng)的污染情況,掌握污染的變化趨勢(shì),并進(jìn)行分析,有針對(duì)性的采取措施,把問(wèn)題消除于起始狀態(tài)。即使工作人員沒(méi)有觀測(cè)到顯示器顯示的情況,當(dāng)污染度達(dá)到相應(yīng)的級(jí)別時(shí),報(bào)警裝置也會(huì)進(jìn)行分級(jí)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。

[1] 黃堅(jiān) .液壓油污染的危害與控制[J].裝備制造技術(shù),2008, (2).

[2] 歸少雄,馬麗英 .工程機(jī)械液壓油污染的原因及控制[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理,2006,(11).