淺談液壓油的污染與控制
【摘 要】分析了液壓油的作用，污染的原因，以及液壓油被污染后對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)造成的危害，并提出了對(duì)液壓油污染的控制措施，以確保液壓系統(tǒng)的正常工作。
前言
液壓系統(tǒng)能否正常工作，油的清潔度是一個(gè)十分重要的因素。實(shí)踐證明，液壓設(shè)備故障的75%以上是由液壓油的污染造成的。了解液壓油在液壓設(shè)備中的作用，重視液壓油的質(zhì)量，增強(qiáng)液壓油的污染與防護(hù)意識(shí)，能極大限度地降低液壓設(shè)備的故障發(fā)生率，從而降低設(shè)備使用及維護(hù)成本。
1 液壓油在液壓系統(tǒng)中的作用
液壓油作為液壓系統(tǒng)的傳遞介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)能量形式的轉(zhuǎn)換、運(yùn)動(dòng)方式的變化，從而達(dá)到傳遞和控制作用。液壓油在液壓系統(tǒng)中的具體作用表現(xiàn)在以下幾方面。
1.1 傳動(dòng)作用
液壓油具有一定的粘度。液壓油的可壓縮性極小，可近似地認(rèn)為是不可壓縮液體，液壓油將作用于其上的壓力不變地向各個(gè)方向進(jìn)行傳遞，使執(zhí)行元件產(chǎn)生預(yù)定的運(yùn)動(dòng)。
1.2 潤(rùn)滑作用
在液壓傳動(dòng)裝置中，形成運(yùn)動(dòng)的摩擦偶合面被具有一定強(qiáng)度的液壓油膜隔開(kāi)，達(dá)到改善摩擦偶合面的摩擦性能，降低摩擦系數(shù)，減輕機(jī)件磨損，并降低能量損耗等。
1.3 冷卻作用
液壓油具有良好的導(dǎo)熱性，能夠及時(shí)帶走摩擦偶合面所產(chǎn)生的摩擦熱量，并及時(shí)沖走摩擦偶合面所形成的磨屑和污染物等，從而達(dá)到降低摩擦偶合面的溫度和減輕機(jī)件的磨損等。
1.4 防腐作用
浸泡在液壓油中，可使金屬表面與水、空氣或其他有害氣體隔開(kāi)，從而減輕腐蝕。
1.5 阻尼、減振作用
液壓油具有一定的可壓縮性，能將液壓沖擊能量快速轉(zhuǎn)變成液壓能，起阻尼、緩沖或減振的作用，從而確保設(shè)備和操作人員的安全。
2 液壓油污染產(chǎn)生的原因
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：
2.1 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。
2.2 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)把污染物帶入。
2.3 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)。
2.4 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。
3 液壓油污染的危害
污染是液壓系統(tǒng)的主要危害，污染物混入液壓系統(tǒng)后會(huì)加速零件的磨損、研傷燒傷甚至破壞，引起液壓元件性能早期下降，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障。由此可見(jiàn)，污染造成的后果是嚴(yán)重的。其危害有：
3.1 對(duì)系統(tǒng)工作性能的影響
由于液壓油中的污染物部分或全部堵塞了液壓元件的節(jié)流孔或縫隙，就改變了液壓系統(tǒng)的工作性能，引起動(dòng)作失調(diào)，甚至系統(tǒng)完全失靈。如壓力閥的壓力產(chǎn)生隨機(jī)漂移。當(dāng)污染物顆粒嵌入閥芯滑動(dòng)面間，使移動(dòng)阻力增大，反應(yīng)遲鈍，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度變慢，嚴(yán)重時(shí)閥芯被卡牢。
3.2 對(duì)液壓元件的影響
液壓元件工作性能的下降與顆粒污染物的數(shù)量、大小、形狀、密度和硬度等有關(guān)。其中數(shù)量、大小、硬度起主要作用。
液壓油中固體顆粒污染物使泵的運(yùn)動(dòng)件表面磨損加劇，刮傷、咬死，泵的效率降低，故障頻繁壽命縮短。
液壓油中固體顆粒污染物會(huì)加速液壓油缸密封裝置的損壞，使缸運(yùn)動(dòng)表面拉傷、磨損、導(dǎo)致內(nèi)外泄漏增加，推力不足或動(dòng)作不穩(wěn)定，爬行、速度下降，產(chǎn)生異常的響聲與振動(dòng)等故障。
液壓油污染到一定的程度后，會(huì)引起濾油器網(wǎng)眼堵塞，液壓泵吸油困難而產(chǎn)生氣蝕、振動(dòng)和噪聲。堵塞嚴(yán)重時(shí)，會(huì)因壓力降過(guò)大而將濾網(wǎng)擊穿，完全喪失過(guò)濾作用，造成惡性循環(huán)。
3.3 液壓油油劣化變質(zhì)對(duì)元件的影響
液壓油劣化變質(zhì)后粘度和防銹性能降低，油液乳化，消泡性降低，低溫流動(dòng)性變差，有效使用時(shí)間縮短。引起液壓油變質(zhì)的原因很多，如蒸發(fā)、氧化、污染、混入異種油等。
變質(zhì)后的液壓油對(duì)元件的機(jī)械效率、容積效率等性能以及壽命等都有很大影響。
4 液壓油污染的控制措施
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：
4.1 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。
4.2 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。
4.3 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。并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。
4.4 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。
4.5 加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)和管理
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，要求具備合適的粘度、合適的固體顆粒污染等級(jí)
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)。
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。
4）通過(guò)檢查油質(zhì)來(lái)確定是否該換油
在施工或教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)，由于缺少必要的檢測(cè)儀器，可采用目測(cè)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。換油時(shí)要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道元件。
5 結(jié)束語(yǔ)
液壓油的污染的防護(hù)和正確選用，已成為機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域普遍關(guān)注的問(wèn)題。液壓油的污染嚴(yán)重地阻礙了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，不正確地選用液壓油嚴(yán)重影響了液壓設(shè)備正常安全的工作。我們應(yīng)從液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)與使用以及加強(qiáng)液壓油的質(zhì)量管理等方面來(lái)阻止污染物的侵入，同時(shí)還應(yīng)增強(qiáng)液壓油的污染與防護(hù)意識(shí)并加強(qiáng)對(duì)液壓油污染的監(jiān)督和監(jiān)測(cè)，只有這樣才能最大限度地減少由液壓油污染或選用不當(dāng)所造成的故障。
【參考文獻(xiàn)】
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