0引言
随着液压技术的应用和发展,液压系统的可靠性和元件寿命问题显得更为突出和重要。实际经验表明,工程机械有70%的故障是由液压系统引起的,液压系统故障中又有75%以上来自于液压油污染。由于污染,液压元件的实际使用寿命往往比设计的寿命短得多。因此,有效控制液压系统的污染成为提高系统工作可靠性和延长元件使用寿命的关键所在。
1污染对液压系统的危害
在欧洲工业发达的国家,正常情况下,工程机械液压系统的使用寿命达到8000小时(这里的使用寿命是指系统中泵、阀、马达、油缸等主要元件中,任何一件第一次需要更换或维修的时间),好的能达到10000小时;而国内尽管使用原装进口液压件,一般情况也只能达到3000小时,其中液压油污染是一个重要原因。
污染物对系统的污染一般主要指对元件的阻塞、切削和磨损。实验证明,大于5μm左右的污染颗粒对液压控制阀间隙淤积阻塞的危害作用较大,而尺寸大于15μm的污染颗粒对元件的磨损作用显著增大。
污染颗粒对液压泵性能的影响主要表现在污染磨损引起的内泻漏增大,从而导致输出流量下降。因此,通过泵的输出流量变化可以评定泵对污染的敏感性。如图1液压泵对污染的敏感性:A>B>C。
液压马达的污染敏感性也是通过污染敏感度来评定的。随着污染磨损的增加,马达的内泻也增大,因此马达的输出转速也降低。
图1 元件对污染的敏感度反应其抗污染能力,不同液压元件的抗污染能力是不同的,这决定系统的清洁度等级,也决定了液压系统的使用性能和寿命。因此,我国制定的液压工作液固体颗粒污染度等级标准采用国际标准ISO4406,以单位体积油液中所含两个临界尺寸污染颗粒的数量来定义。例如18/15,是在1mL油液中,>5μm的颗粒数量为130×103~250×103个;>15μm的颗粒数量为16×103~32×103个。同时,针对不同的元件、不同的系统规定了相应的污染度等级。
2污染的有效防止
科学、有效地控制油液中污染颗粒的尺寸和数量,是控制液压系统污染、延长使用寿命的根本途径。例如,MOOG伺服阀有时给出两种推荐值,一个为保证正常工作的清洁度等级,一个为保证长寿命工作的清洁度等级;正常工作等级β10≥75(或10μm绝对过滤精度);而长寿命工作的等级为β5≥75(或5μm绝对过滤精度)。
在生产实践中注意以下几点:
(1)合理选择滤油器
首先应保证在液压系统中主滤油器应具有较高的过滤精度,其选择的原则是:能够有效的滤除尺寸接近关键元件动力油膜厚度的颗粒污染物,以控制元件的污染磨损和防止污染引起的故障。在污物侵入率一定的条件下,液压系统的油液污染主要决定于过滤器的精度,然而过滤器的精度往往受一些实际因素的影响,如流量的波动、高温、高压等,这些都将降低过滤器的性能,在这种情况下往往需要适当增加过滤器的精度等级,来达到有效防污的目的。例如,在正常情况下,系统的过滤精度是18/15级(按NAS1638 9级;按SAE 6级);如果在高温、高压、频繁调整的情况下,清洁度等级至少提高为17/14级(按NAS1638 8级;按SAE5级),才能有效预防污染,保证系统的正常运转。
(2)元件和系统的清洗
①在液压系统组装前,要保证元件的清洁。液压元件是液压系统的重要组成部分,它的清洁度对液压系统组装后运转的可靠性有直接的影响。因此,在组装系统前,必须检查元件的清洁度是否符合要求。
②油箱、管路的清洗。在液压系统组装前,一般先用机械的方法清除焊渣、表面氧化物等污染物,对材料抛丸处理,然后进行酸洗,彻底去除表面氧化物。酸洗一般包括:脱脂处理、酸洗、中和处理、钝化处理等。
③整个系统的清洗。在国内,大部分厂家对这个环节重视不够,而在制造业发达的欧洲,则恰恰相反,如果系统的污染等级要求18/15,他们要先通过在系统中连接一个高一级17/14的外置过滤器,对系统进行至少2小时的循环清洗,然后将外置高精度过滤器拆除,接入标准精度18/15滤油器,使系统恢复正常情况。这种清洗方式既方便,又能有效的达到清洗目的,值得我们借鉴。
(3)正常的维护
①合理选择液压油。根据使用情况和环境,选用合适的液压油。一般情况下使用HV46就能满足要求,但如环境温度超过35°C,而系统又长期工作在80°C以上,且系统压力较高,建议更换为HV68液压油,因为80°C时HV46粘度只有11,这使液压系统中的元件污染敏感度增加,使系统抗污染的能力明显下降。在这种情况下更换HV68液压油,对延长元件和液压系统的寿命是非常有效的。
②要定期换油。换油前要更换滤油器。在德国BOMAG公司(生产路面机械及清扫垃圾处理机械),他们通过大量的抽样实验分析,认为液压系统最佳首次换油时间为50小时,然后为500小时,再以后每隔2000小时。在国内大多厂家,要求首次换油时间为500小时,然后一般每隔2000小时。国内厂家的做法,保证液压系统的正常使用是没有问题的,但从延长系统的使用寿命考虑,国外的做法明显要好。
3结论
只要我们能采用最有效的维护手段,严格地控制系统液压油的污染,就一定能最大限度地延长元件的使用寿命,减少故障的发生,优质高效地完成生产任务。实践证明,液压系统污染控制是提高系统工作可靠性和延长元件使用寿命的重要途径。 汇荣流体（http://www.servo-valve.cn/） |
