裝載機(jī)液壓系統(tǒng)清潔度控制與提高

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

【摘 要】隨著科技的發(fā)展，裝載機(jī)越來越智能化、高端化，這對(duì)液壓系統(tǒng)提出了更高的要求，因此對(duì)液壓系統(tǒng)清潔度的要求也愈加嚴(yán)苛。文章從裝載機(jī)液壓系統(tǒng)污染物著手進(jìn)行分析，結(jié)合液壓系統(tǒng)液壓元件的生產(chǎn)與裝配、整機(jī)的生產(chǎn)與裝配及整機(jī)的調(diào)試，從多個(gè)方面采取綜合措施，控制污染源頭，有效地減少液壓系統(tǒng)污染，為控制與提高液壓系統(tǒng)的清潔度提供參考。

【關(guān)鍵詞】液壓系統(tǒng)；污染物；清潔度；稱重法；顆粒計(jì)數(shù)法

【中圖分類號(hào)】TH243 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2016）06-0074-03

當(dāng)今的工程機(jī)械行業(yè)對(duì)裝載機(jī)提出了更快、更可靠的要求，液壓系統(tǒng)也逐漸向更高、更精的方向發(fā)展。而在實(shí)際的使用過程中，由于液壓系統(tǒng)引起的故障所占比例為40%～50%，其中70%左右的故障又是因?yàn)橐簤河臀廴舅鶎?dǎo)致。因此，控制與提高液壓元件和液壓系統(tǒng)的清潔度成為裝載機(jī)生產(chǎn)廠不可忽視的問題。

1 裝載機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)清潔度的要求

裝載機(jī)液壓系統(tǒng)是以油液為工作介質(zhì)來傳遞能量和實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作的，一旦液壓系統(tǒng)受到污染，各種控制閥將無法正常工作，難以實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向的精確控制。因此，相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)裝載機(jī)液壓系統(tǒng)清潔度等級(jí)做出要求：液壓油固體顆粒污染等級(jí)應(yīng)小于或等于《液壓傳動(dòng) 油液固體顆粒污染等級(jí)代號(hào)（GB/T 14039—2002）》（ISO 4406—1999）中的18/15級(jí)，見表1。

2 清潔度的檢測(cè)方法

2.1 稱重法

用干凈的清洗液沖洗液壓元件內(nèi)腔，清洗液以濾膜過濾；濾膜的重量差即為該元件內(nèi)腔含有固體顆粒污染物的重量。需要的儀器：真空抽濾裝置；電子分析天平（精度0.1 mg）、電熱干燥箱（能保溫80 ℃）、清洗劑、微孔濾膜、平嘴鑷子、稱量瓶、量杯、洗瓶、塑料容器、白綢布等。

2.2 顆粒計(jì)數(shù)法

顆粒計(jì)數(shù)主要分為人工顆粒計(jì)數(shù)和自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)；人工顆粒計(jì)數(shù)主要采用光學(xué)顯微鏡，首先將油樣通過濾膜過濾，顆粒被收集在濾膜表面上，然后將濾膜安放于2個(gè)玻璃片之間，用帶微米標(biāo)尺的顯微鏡進(jìn)行檢測(cè)，確定顆粒尺寸和數(shù)目。自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)是儀器通過激光照射油樣到光檢測(cè)器，樣品內(nèi)的顆粒將光遮住，引起激光強(qiáng)度的變化，光傳感器發(fā)出與顆粒尺寸成正比的電信號(hào)，再將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊亢辽簤河蛢?nèi)的顆?？倲?shù)與尺寸值。

以上2種清潔度測(cè)試方法對(duì)同一油樣的結(jié)果常常出現(xiàn)差異，此外，由于油樣取樣方式、取樣部位和容器的不同都會(huì)影響到液壓油清潔度。為有效檢測(cè)液壓系統(tǒng)污染的變化，必須采用固定的取樣方式、相同的測(cè)量方法和容器。

3 液壓系統(tǒng)污染原因分析及危害

液壓油中存在著各式各樣的污染物，包括固體顆粒物、水、空氣及有害的化學(xué)雜質(zhì)。

3.1 液壓原油污染

液壓原油出廠后，在加注至裝載機(jī)前經(jīng)過了密封、油罐車運(yùn)輸、油庫儲(chǔ)存、加油機(jī)加注等一系列環(huán)節(jié)，在此過程中，已經(jīng)受到各種容器的污染，在某次對(duì)油罐車的液壓原油進(jìn)行抽樣檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，固體顆粒污染等級(jí)達(dá)到了ISO 21/20/16（工藝要求ISO18/15），這樣的原油加注到整機(jī)上，將無法保證整機(jī)液壓系統(tǒng)不出現(xiàn)故障。

3.2 液壓元件生產(chǎn)裝配過程及整機(jī)裝配過程中的污染

液壓元件如油缸、泵、閥、散熱器、鋼管、軟管及油箱等在生產(chǎn)加工、部件裝配、元件包裝、存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)冗^程中難免存在殘留污染物，如金屬切削、焊渣、型砂塵埃等。這些污染物殘留在元件內(nèi)部，很難通過清洗徹底清除。泵閥類、油缸類經(jīng)過拆檢、出廠試驗(yàn)及沖洗后，在掃鏜面與油口交接處、部件間隙配合處，仍然會(huì)存在較多小顆粒金屬和毛刺，這些污染物隨著液壓系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，被帶入系統(tǒng)中，造成系統(tǒng)中元件磨損、堵塞和卡緊故障等，尤其以與動(dòng)力間隙尺寸相仿或略大的顆粒是最危險(xiǎn)的，它們切削表面材料，使間隙尺寸發(fā)生變化，并產(chǎn)生更多的顆粒。

3.3 危害

液壓系統(tǒng)的污染會(huì)引發(fā)突發(fā)失效、間歇失效及退化失效3種模式，主要是以堵塞、閥卡、油缸拉缸、液壓系統(tǒng)效能降低（內(nèi)漏、失效）等主要為表現(xiàn)形式（如圖1、圖2、圖3所示）。

4 清潔度的控制

根據(jù)功能的不同，整個(gè)液壓系統(tǒng)可分成能源裝置（工作泵）、執(zhí)行裝置（液壓油缸、馬達(dá)）、控制調(diào)節(jié)裝置（閥類：壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥）、輔助裝置（液壓油箱、液壓管路）、液體介質(zhì)（液壓油）幾個(gè)部分（如圖4所示），根據(jù)各個(gè)元件的不同，采取不同的控制措施。

4.1 液壓油箱

油箱是密閉式的結(jié)構(gòu)，專門儲(chǔ)存整個(gè)液壓系統(tǒng)的用油，清潔度的好壞至關(guān)重要，其污染物主要有材料本身的銹蝕、焊渣、毛刺、除銹用的沙粒、磷化掛灰、裝配現(xiàn)場(chǎng)的粉塵等?？刂品椒ǎ汉盖皩⒉牧媳砻娴匿P蝕處理干凈；焊后封箱前將沙粒、丸粒沖洗干凈后烘干此外，清洗油箱外部時(shí)增加耐高溫紙墊進(jìn)行屏蔽；噴漆時(shí)對(duì)油箱進(jìn)行屏蔽處理，并及時(shí)更換、清理屏蔽工裝；磷化后的工件不進(jìn)行二次打磨，避免產(chǎn)生污染；及時(shí)清理酸池，防止沉降量過多，導(dǎo)致工件表面掛灰；手工清箱前使用榔頭敲擊焊縫周圍的箱體，使縫隙夾雜的焊渣掉落；在對(duì)油箱內(nèi)部元件進(jìn)行裝配前，進(jìn)行二次污染物清理，檢驗(yàn)員檢驗(yàn)合格后才能裝配，而且要求操作者在面粉團(tuán)用過后需泡入液壓油桶中，以保證面粉團(tuán)的黏性，防止干裂產(chǎn)生細(xì)小面粉團(tuán)殘留；油箱在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中由于晃動(dòng)，極有可能導(dǎo)致存在隔板縫隙中的丸粒、沙粒掉出，因此油箱裝配至整機(jī)前由質(zhì)量部門負(fù)責(zé)開箱檢查，合格后方能裝機(jī)。

4.2 液壓管路

液壓管路主要分為鋼管總成和軟管總成，而鋼管總成的污染物主要有鐵屑、銹蝕、焊渣、毛刺、沙粒等，其中銹蝕占了80%以上。軟管總成的污染物主要是纖維、砂粒、膠粒、銹蝕等。

銹蝕主要是由于鋼管毛坯表面和法蘭面生銹后前處理不到位、露天放置、沖洗劑未排干凈就采取屏蔽措施導(dǎo)致沖洗劑殘留或成品在倉庫存放時(shí)間過長(zhǎng)而未采取防銹措施?？梢圆扇∫韵驴刂拼胧簺_洗劑增加防銹劑成分；沖洗劑排干凈后才能用膠帶屏蔽，防止殘留；成品豎直放置，避免露天，防止雨淋，流轉(zhuǎn)方式采取“先進(jìn)先出”的形式。由于軟管總成的接頭均是用鍍層進(jìn)行防銹，所以需要保證接頭的鍍層厚度及耐腐蝕性，可以通過相應(yīng)的鹽霧試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)在軟管與接頭壓裝時(shí)注意預(yù)防不必要的磕碰。

其他污染物（如鐵屑、沙粒、焊渣、毛刺、膠粒、纖維等）可以通過增加沖洗時(shí)間去除，并制訂控制計(jì)劃對(duì)沖洗劑的濃度實(shí)施監(jiān)控。軟管總成的膠粒、纖維還可以通過在內(nèi)腔放置棉球，使用高壓氣體吹動(dòng)棉球清除污雜物。

4.3 閥類、油缸類

通過對(duì)舊件和新件的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)其污染物的主要成分是鐵屑、鐵銹、型砂、鋼丸、油漆等?？梢圆扇∫韵驴刂拼胧褐贫ㄊ止で逑床矍逑匆焊鼡Q標(biāo)準(zhǔn)、頻次及檢驗(yàn)要求；清洗槽增加旁路過濾裝置過濾清洗液；對(duì)清洗液的清潔度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；部件裝配前增加內(nèi)窺鏡檢測(cè)工序；根據(jù)產(chǎn)量制訂計(jì)劃對(duì)閥體總成、油缸總成整機(jī)裝配前的清潔度進(jìn)行檢測(cè)，使用稱重法效果最好；閥類、油缸類的性能試驗(yàn)臺(tái)增加旁路循環(huán)過濾裝置過濾試驗(yàn)用液壓油，每天對(duì)試驗(yàn)臺(tái)油液進(jìn)行監(jiān)控檢測(cè)；針對(duì)性地編輯工序作業(yè)指導(dǎo)書，實(shí)行嚴(yán)格的分層審查制度。

4.4 裝配過程的控制

整機(jī)的裝配過程對(duì)液壓系統(tǒng)清潔度的影響是巨大的，必須嚴(yán)格控制。首先，通過培訓(xùn)讓員工知道液壓系統(tǒng)清潔度的重要性，并通過典型事例說明由于清潔度問題造成的損失，使員工樹立清潔度意識(shí)，同時(shí)養(yǎng)成良好的習(xí)慣；例如，閥類預(yù)裝前后均須采取屏蔽，避免灰塵及異物進(jìn)入，管路類的保護(hù)帽一定要在裝配時(shí)才能取下。其次，改善裝配環(huán)境，例如液壓元件的預(yù)裝、裝配所使用的工作臺(tái)必須嚴(yán)格進(jìn)行“5S”管理，光線保證充足。再次，在液壓油從加注機(jī)加注到裝載機(jī)油箱前，在加注機(jī)前安裝過濾器，保證油庫過來的液壓油清潔度符合要求，尤其是在油庫油量偏小的情況下；同時(shí)，定期抽查加注機(jī)出來的液壓油樣清潔度，保證加注機(jī)出來的液壓油是合格的。最后，制定和完善相應(yīng)的管理制度、操作指導(dǎo)書，同時(shí)制訂審計(jì)計(jì)劃及完善獎(jiǎng)懲措施并嚴(yán)格執(zhí)行。

4.5 整機(jī)液壓系統(tǒng)的控制

采取了上述控制措施后，液壓元件的清潔度得到了較大的改善，裝配過程也得到了控制。但是，液壓系統(tǒng)是由各個(gè)液壓元件組成的，液壓系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)必然會(huì)集少成多，而且液壓元件在整機(jī)的跑和階段產(chǎn)生正常磨損是不可避免的，磨損后的金屬顆粒和橡膠顆粒等都被帶入液壓油中。因此，裝載機(jī)總裝完成后，調(diào)試時(shí)進(jìn)行摒壓濾油，對(duì)摒壓的時(shí)間和動(dòng)作進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，濾油應(yīng)采用大流量濾油機(jī)進(jìn)行旁路過濾，濾油機(jī)的性能必須經(jīng)過嚴(yán)格的驗(yàn)證。此外，為了能掌控濾油機(jī)的過濾性能，需要根據(jù)機(jī)型的不同、液壓油箱的復(fù)雜程度制訂控制計(jì)劃。

5 結(jié)語

裝載機(jī)液壓系統(tǒng)清潔度的控制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及生產(chǎn)環(huán)境、工藝與設(shè)備及人員等各個(gè)方面，從元件制造到整機(jī)調(diào)試，進(jìn)行層層把關(guān)控制，使液壓系統(tǒng)的清潔度有了大幅度的提高，故障率大大降低。

參 考 文 獻(xiàn)

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[5]GB/T 14039—2002，液壓傳動(dòng)油液固體顆粒污染等級(jí)代號(hào)[S].

[責(zé)任編輯：陳澤琦]

【作者簡(jiǎn)介】藍(lán)天真，男，廣西河池人，本科，廣西柳工機(jī)械股份有限公司助理工程師，從事裝載機(jī)質(zhì)量管理工作。