液压系统的污染控制

来源:用户上传      作者: 孙海松 金伟荣

　　【摘 要】 随着国民经济的发展，我国提出的“节约型社会”和GDP的能耗比指标是衡量一个好产品的因素之一，其中控制污染危害是关键，对于一位机械产品的设计者，我们有义务去控制好产品的质量关，为社会进步做一份贡献。文章笔者结合自己的工作实际，重点阐述了液压系统中的污染物来源、危害及如何控制。
　　【关键词】 污染物来源 危害 测定 控制
　　当前在我们港口机械设备上的液压系统，使用后比较常见的液压系统故障中，内部污染是最主要的原因，所以需要在液压系统设计、制作、安装和调试的各个环节，都要充分考虑和重视液压系统的污染控制。
　　1 污染物种类和来源
　　液压系统介质中存在这各种各样的污染物，其中固体颗粒物是最主要，此外还有水、空气以及有害的化学物质等。污染物的来源主要有以下几点。
　　（1）系统内原来的残留物，如组件加工和系统组装过程中残留的金属毛刺飞边，沙粒，清洗系统时的棉纱和清洗剂，因组件没有防锈措施产生的铁锈颗粒等。
　　（2）系统内部生成的，如系统工作中组件磨损、腐蚀产生的颗粒物，以及油液氧化分解产生的有害化合物等。
　　（3）从外界侵入的，如通过油箱呼吸孔、空气过滤器和液压油缸活塞杆密封从外界环境入侵的各种污染物，以及在后期的加油和维修过程中带入的污染物，图1是在加油、维修、油缸活塞杆污染的示意图片。
　　2 液压油液污染的危害
　　油液污染直接影响到液压系统的工作可靠性和组件的使用寿命。国内外数据表明，液压系统故障有70%-90%左右是由于油液污染引起的，油液污染对液压系统的危害主要有如下几点：
　　2.1 组件的污染磨损
　　图示2为阀芯和阀套之间的污染物。
　　油液中的污染物引起组件各种形式的磨损。固体颗粒进入组件运动副间隙内，对零件表面产生切削磨损或疲劳磨损。高速液流中的固体颗粒对零件表面的冲击会引起冲蚀磨损。一旦组件磨损，液压系统的效率会下降，发热严重，功率损耗增加。
　　油液中的水和油液氧化物变质的生成物对组件产生腐蚀作用，此外液压系统油液中的空气引起气蚀，导致组件表面剥蚀和破坏。
　　2.2 组件堵塞和卡阻故障
　　固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口，引起阀芯阻滞和卡紧，影响阀的工作性能，甚至会导致动作失灵，造成系统故障。
　　油液氧化产生的粘稠状物质，会使阀芯粘滞，并导致过滤组件堵塞失效。
　　2.3 加速油液性能劣化
　　油液中的水和空气，以及热能是油液氧化的必要条件，油液中的金属微粒对油液氧化起着重要的催化作用。此外油液中的水和悬浮气泡显著降低运动副间油膜的强度，使润滑性能下降。
　　2.4 引起液压系统漏油
　　如在油缸活塞杆表面有油漆、污染物，会造成活塞杆密封磨损、划伤而漏油。
　　图3为油缸活塞杆和导向套配合间隙之间存在污染物，多次运动加剧磨损导致油缸外泄漏。
　　3 液压油液污染度的测定
　　3.1 油液污染度等级
　　油液污染度是指单位体积油液中固体颗粒污染物的含量，即油液中固体颗粒污染物的浓度。对于其它污染物，如水和空气，则用水含量和空气含量表述，油液污染度是评定油液污染程度的一项重要指标，目前世界各主要工业国家常用的标准有二种，即美国NAS1638和ISO4402油液污染度等级的国际标准，我们国家也采用这二种标准，美国NAS1638标准是美国航天标准，分14个污染度等级，ISO4402标准分24个污染度等级，都是按颗粒浓度来检测的，这二种标准也可以互相对照。
　　表1和表2分别是NAS1638和ISO4402标准的数据表。
　　3.2 油液污染度测定方法
　　我们公司采用美国PARKER公司的激光颗粒自动检测仪，它具有计数快，精确度高和操作简单等优点，可以取样检测和在线检测，检测出的等级可通过屏幕读出和打印成纸条，系统可直接转换为NAS和ISO标准，以方便使用者。
　　当然，如果在码头现场没有这种设备，可以通过经验来判断，可以目测油液颜色，用鼻子嗅油液的气味，用过滤纸过滤一定体积的油样查看颗粒。
　　4 怎样在港口机械液压系统中控制污染
　　4.1 从设计着手
　　首先必须详细了解液压系统的工况和使用环境，这样才能设计一个好的液压系统。由于港口机械的特殊性，使用环境和工况较为恶劣，设计时应注意一下几点。
　　（1）户外海洋性气候-需要有防盐雾防锈措施，阀体表面做好油漆，油箱采用不锈钢材质，尽可能增加防雨罩。
　　（2）液压系统使用频率高、时间长、温差大，设计时注意液压系统的发热，以防液压系统因发热而损坏液压系统的密封和液压油，设计时采用高效的油泵和阀件，必要时需增加风冷器对液压系统降温。
　　（3）设计时选用优质过滤器，根据阀件的要求，高压过滤器和回油过滤器安装在便于更换的位置，回滤器需考虑用管路直接连接到油液中，以防止空气进入油液油，油箱内可安装磁性棒，已吸收大的铁质金属颗粒。图4是过滤器的图示。
　　（4）选用优质液压油，需要有良好的热稳定性、抗氧化性、水解稳定性，出色的空气释放性和抗磨性能，可以有效的延长液压油寿命，降低气蚀发生。
　　（5）选用工艺性好的非焊接管路，减少和杜绝焊渣，如采用卡套连接、扩口连接。
　　4.2 从安装工艺和调试着手
　　（1）需要有清洁干净环境和场地、安装冲洗管路设备。
　　（2）清洗工作以主管道系统为主，可分区分段进行。对其它液压阀的排油回路要在阀的入口处临时切断，而将急需冲洗的回路连接临时管路，并将换向阀换到某一阀位使油路循环。
　　（3）清洗过程中要经常轻轻地敲击管子，这样可收到除去水垢和尘埃的效果。清洗约15min后，要拆卸滤油器，检查污染物的情况，并将滤网清洗干净。再次冲洗，反复多次，直至使滤油器上无明显的污染物出现为止。
　　（4）灌入液压油之前，要彻底检查油箱、油缸及管道，确保它们是干净的。若发现管系不洁净需对整个系统再次彻底冲洗。可利用本设备上的液压泵作为供油泵，临时增加一些必要的管件，就可进行，加油时必须用过滤车。
　　（5）调试前，必须在油泵油马达泄油口的注油；调试时，需对液压系统进行放气。
　　（6）提高安装和调试工人的技术水平。
　　5 结语
　　要设计和制造一个高质量高可靠的液压系统，必须从设计、安装、调试等各方面考虑，细致入微的控制好每个工作环节。
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