液壓油的污染控制淺析論文

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論文關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)液壓油污染污染控制

論文摘要：液壓系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備，一個(gè)液壓系統(tǒng)能否正常工作，除系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元件制造和維護(hù)外，油的清潔度是十分重要的因素。油液的污染將會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作和使元件過(guò)度的磨損，甚至?xí)斐稍O(shè)備的故障。液壓油對(duì)液壓設(shè)備猶如血液對(duì)生命、清潔的液壓油在機(jī)械內(nèi)循環(huán)流動(dòng)是保證設(shè)備正常運(yùn)行和潤(rùn)滑的重要條件。有關(guān)資料表明，現(xiàn)場(chǎng)70％-80％液壓系統(tǒng)的工作不穩(wěn)定和出現(xiàn)故障都與液壓油的污染有關(guān)。

液壓油被污染指的是液壓油中含有水分、空氣、微小固體顆粒及膠狀生成物等雜質(zhì)。液壓油受到污染常常是系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因。因此，控制液壓油的污染是十分重要的。

液壓油被污染指的是液壓油中含有水分、空氣、微小固體顆粒及膠狀生成物等雜質(zhì)。

1.液壓油污染的原因

液壓油液被污染的原因是很復(fù)雜的，但大體上有以下幾個(gè)方面：

1.1殘留物的污染：主要指液壓元件以及管道、油箱在制造、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、安裝、維修過(guò)程中，帶入的砂粒、鐵屑、磨料、焊渣、銹片、油垢、棉紗和灰塵等，雖然經(jīng)過(guò)清洗，但未清洗干凈而殘留下來(lái)的殘留物所造成的液壓油液污染；

1.2侵人物的污染：主要指周圍環(huán)境中的污染物，例如空氣、塵埃、水滴等通過(guò)一切可能的侵入點(diǎn)，如外露的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞桿、油箱的通氣孔和注油孔等侵入系統(tǒng)所造成的液壓油液污染；還如維修過(guò)程中不注意清潔，將環(huán)境周圍的污染物帶入，以粗代細(xì)，甚至不用過(guò)濾器，過(guò)濾器幾年不清洗、濾網(wǎng)不經(jīng)常清洗、換油或補(bǔ)油時(shí)不注意油的過(guò)濾、臟的油桶未經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的清洗就拿來(lái)用，從而把污染物帶入。

1.3生成物的污染：主要指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在工作過(guò)程中所產(chǎn)生的金屬微粒、密封材料磨損顆粒、涂料剝離片、水分、氣泡及油液變質(zhì)后的膠狀物等所造成的液壓油液污染。這些顆粒污物類似于研磨金屬加工面使用的研磨劑，液壓系統(tǒng)中的污染顆粒隨著液壓油的流動(dòng)而遍布整個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)通過(guò)泵、缸、閥各液壓元件時(shí)，會(huì)加劇各摩擦副的磨損，產(chǎn)生出新的污染顆粒，造成惡性循環(huán)，大大降低元件的使用壽命，嚴(yán)重地威脅著液壓系統(tǒng)的正常工作。油液分解殘余物及表面活性媒介物等，它們會(huì)腐蝕機(jī)件，并使元件表面的污物分散到油液中去而難以清除，還降低過(guò)濾網(wǎng)附著污物的能力，常常使節(jié)流小孔堵塞。使液壓元件失效造成事故故障。

1.4液壓油中混入的其它油品。不同品種、不同牌號(hào)的液壓油其化學(xué)成分是不相同的，當(dāng)液壓油中混入其它油品后，就改變了其化學(xué)組成，從而使用其性質(zhì)也發(fā)生變化。

1.5污染度等級(jí):工作介質(zhì)的污染用污染度等級(jí)來(lái)表示，它是指單位體積工作介質(zhì)中固體顆粒污染物的含量，即工作介質(zhì)中所含固體顆粒的濃度。為了定量地描述和評(píng)定工作介質(zhì)的污染程度，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)ISO4406中已經(jīng)給出了污染度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1.4）。污染度等級(jí)用兩組數(shù)碼表示工作介質(zhì)中固體顆粒的污染度，前面一組數(shù)碼代表1mL工作介質(zhì)中尺寸不小于5μm的顆粒數(shù)等級(jí)，后面一組數(shù)碼代表1mL工作介質(zhì)中尺寸不小于15μm的顆粒數(shù)等級(jí)，兩組數(shù)碼之間用一斜線分隔。例如污染度等級(jí)數(shù)碼為18/15的液壓油，表示它在每毫升內(nèi)不小于5μm的顆粒數(shù)在1300~2500之間，不小于15μm的顆粒數(shù)在160~320之間。

2.液壓油污染的危害

液壓油液被污染后對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)所造成的主要危害是：

2.1固體顆粒和膠狀生成物堵塞過(guò)濾器，使液壓泵吸油不暢、運(yùn)轉(zhuǎn)困難，產(chǎn)生噪聲；堵塞閥類元件的小孔或縫隙，使閥類元件動(dòng)作失靈；

2.2微小固體顆粒會(huì)加速有相對(duì)滑動(dòng)零件表面的磨損，使液壓元件不能正常工作；同時(shí)，它也會(huì)劃傷密封件，使泄漏流量增加；

2.3水分和空氣的混入會(huì)降低液壓油液的潤(rùn)滑能力，并加速其氧化變質(zhì)；產(chǎn)生氣蝕，使液壓元件加速損壞；使液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)、爬行等現(xiàn)象。

3.工作介質(zhì)污染的控制

由于液壓油液被污染的原因比較復(fù)雜，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在工作過(guò)程中液壓油液又在不斷地產(chǎn)生污染物，因此，要徹底地防止污染是很困難的。為了延長(zhǎng)液壓元件的使用壽命，保證液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的正常工作，應(yīng)將液壓油液的污染程度控制在一定的范圍內(nèi)。一般常采取如下措施來(lái)控制污染：

3.1消除殘留物污染：液壓系統(tǒng)組裝前后，必須對(duì)零件進(jìn)行嚴(yán)格的清洗。

3.2減少外來(lái)的污染：為了減少液壓系統(tǒng)的污染源，改善設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，加強(qiáng)粉塵治理，減少工作現(xiàn)場(chǎng)的粉塵。油箱通大氣處要加空氣濾清器，向油箱灌油應(yīng)通過(guò)過(guò)濾器，維修拆卸元件應(yīng)在無(wú)塵區(qū)進(jìn)行。

3.3濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)：根據(jù)系統(tǒng)和元件的不同要求，分別在泵的吸油口、壓力管路、泵的吸油管路、回油管路、伺服閥或調(diào)速閥的進(jìn)油口處，按照要求的過(guò)濾精度，設(shè)置過(guò)濾器，選用過(guò)濾器時(shí)還要考慮納垢能量。在精度相同的情況下，應(yīng)盡量選用濾油面積大的過(guò)濾器。在需要時(shí)，還可以增設(shè)外循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)（此時(shí)βn可選用大些）從而使系統(tǒng)的污染物控制等級(jí)得到提高；應(yīng)定期檢查過(guò)濾器的濾網(wǎng)有無(wú)破裂，若有破裂要及時(shí)更換，對(duì)變質(zhì)油和清潔度超標(biāo)油禁止使用，油箱內(nèi)壁一般不要涂刷油漆，以免油中產(chǎn)生沉淀物質(zhì)，為防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)，回油管口應(yīng)在油箱液面以下，液壓泵和吸油管應(yīng)嚴(yán)格密封。應(yīng)根據(jù)需要，在系統(tǒng)的有關(guān)部位設(shè)置適當(dāng)精度的過(guò)濾器，并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。

3.4控制液壓油液的工作溫度：在沒(méi)有特定要求的情況下，可有限考慮選用體積式調(diào)速回路，此種調(diào)速回路溫升小、效率高；用擴(kuò)大油箱容量和通風(fēng)自然冷卻來(lái)緩解油溫的升高；另外還可以采用雙油箱結(jié)構(gòu)方案，以實(shí)現(xiàn)不同溫升情況下的油溫調(diào)節(jié)；當(dāng)系統(tǒng)功率損失較大，發(fā)熱量大而結(jié)構(gòu)又不允許有較大的油箱容量的情況下，可采用冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；

3.5加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)和管理

3.5.1選擇合適的液壓油。要根據(jù)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用環(huán)境，選擇合適的液壓油，首先要求具備合適的粘度、合適的固體顆粒污染等級(jí)，其次，要考慮液壓油的抗氧化性、抗乳化性及是否有耐磨添加劑等，此外，還需考慮液壓工作介質(zhì)與元件金屬材料及其密封材料的相容性。

3.5.2加強(qiáng)油品管理。為保證出庫(kù)油品的質(zhì)量，必須定期對(duì)庫(kù)存油料進(jìn)行取樣化驗(yàn)。新油入庫(kù)時(shí)應(yīng)化驗(yàn)，不合格的油品不準(zhǔn)入庫(kù)；油應(yīng)妥善保管；建立液壓設(shè)備“用油卡”；油液轉(zhuǎn)筒或注入時(shí)應(yīng)過(guò)濾；并注意油筒、注油口、漏斗口等容器的清潔。

3.5.3定期清洗濾芯、油箱、管道和元件內(nèi)部的污垢，定期更換濾芯。建立液壓系統(tǒng)一級(jí)保養(yǎng)制度；

3.5.4通過(guò)檢查油質(zhì)來(lái)確定是否該換油。因?yàn)椴煌囊簤河偷氖褂脡勖煌环N液壓油在不同的設(shè)備、不同的環(huán)境、不同的維護(hù)條件下，使用期限相差很大。常用來(lái)檢測(cè)液壓油污染度的方法有以下幾種：鐵譜分析法（此方法無(wú)法檢測(cè)非磁性污染物）、光譜分析法（此法不能分析大于5um的顆粒）、重量分析法（此方法無(wú)法核查污染顆粒的尺寸大小及分布）、自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)法（可以直接讀出顆粒的尺寸大小及分布）。

前面這些方法在某些場(chǎng)合，如野外和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)就受到限制，這些場(chǎng)合可使用便攜式污染測(cè)量?jī)x來(lái)檢測(cè)。如DCA數(shù)顯式污染報(bào)警儀、CM20測(cè)試儀、KLOTZ污染檢測(cè)儀、PFC200顆粒計(jì)數(shù)器、PCM100污染度檢測(cè)儀。若沒(méi)有這些儀器，可采用目測(cè)法和比色法。目測(cè)法就是通過(guò)看油的顏色、嗅油的味道、摸油液的光滑度來(lái)估測(cè)液壓油的污染程度。也可用兩只潔凈透明的玻璃瓶，一只裝待測(cè)的液壓油，另一只裝新的液壓油，將兩只瓶子對(duì)著太陽(yáng)看，來(lái)估計(jì)液壓油的污染度。比色法是指將一定體積油樣中的污染物用濾紙過(guò)濾出來(lái)，然后根據(jù)濾紙顏色來(lái)判斷介質(zhì)污染程度。具體方法：取同數(shù)量使用油和同號(hào)純油各少許，分離滴在濾紙上，過(guò)一定時(shí)間后，比較兩種濾紙的顏色，從而確定油液污染程度和確定是否換油。換油時(shí)要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道元件。

為了有效地控制液壓系統(tǒng)的污染，以保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性和液壓元件的使用壽命，國(guó)家制定的典型液壓元件和液壓系統(tǒng)清潔度等級(jí)見表。

參考文獻(xiàn)：

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