电液伺服阀与伺服系统的污染度控制
伺服阀的使用寿命和可靠性与工作液污染度密切相关。工作液不清洁轻则影响产品性能,缩短阀的寿命,重则使产品不能工作。因此,使用者对系统工作液的污染度应特别重视。
1.系统冲洗
新安装的液压系统管路或更换原有管路时,推荐按下列步骤进行清洗:在管路预装后进行拆卸、酸洗、磷化,然后在组装后进行管路的冲洗。
(1)相关设备的冲洗。泵站、油箱、阀台(块)等设备在出厂前必须达到清洁度等级NAS1638的5级或(IS0 4406) 14/10。冲洗时,优先选用同品牌的基础油作为设备冲洗液,避免系统组装后不同品牌的液压油混合。因添加剂特性不同,引起添加剂析出,造成过滤器的堵塞。
(2)管道冲洗。在现场配管施工和冲洗时,必须注意以下几点。
1)对于管径小于50mm的管道,采用氩气保护焊(氩弧焊),管径大于50mm的采用氩弧焊打底,电焊充填的方式,尽量减少管道内部氧化物生成。
2)为了确保冲洗效率,一般系统冲洗液采用VGl5或VG22基础油,冲洗流量应满足冲洗时管道内介质流动为湍流(雷诺数为4000~8000),冲洗油温≥50℃。
3)冲洗时,应从系统回油口供油,从系统供油口回油,即与系统正常工作时液体流动方向相反。
4)管道冲洗按照充水试压→酸洗→中和→钝化→油冲洗→清洁压缩空气吹扫的步骤,水试压可以减少试压产生的冲洗油泄漏,同时避免用系统泵试压。冲洗后的清洁度应高于实际使用要求1~2个等级。
(3)冲洗调试。伺服系统在设计时,必须设置回路冲洗板,用以取代伺服阀,进行回路功能试验和液压缸的回路冲洗。冲洗时,采用系统泵供油和系统用工作介质,利用回路或液压缸的测压点,监测回路清洁度,每个回路必须达到清洁度等级NAS 1638的5级,才允许安装伺服阀。
冲洗时,不应装上伺服阀,可在安装伺服阀的安装座上装一冲洗板。如果系统本身允许的话,也可装一换向阀,这样工作管路和执行元件可被同时清洗。向油箱内注入清洗油(清洗油选低黏度的专用清洗油或同牌号的液压油),起动液压源,运转冲洗(最好系统各元件都能动作,以便清洗其中的污染物)。在冲洗工作中应轻轻敲击管子,特别是焊口和连接部位,这样能起到除去水锈和尘埃的效果。同时要定时检查过滤器,如发生堵塞,应及时更换滤芯,更换下来的纸滤芯、化纤滤芯、粉末冶金滤芯不得清洗后再用,其他材质的滤芯视情况而定。更换完毕后,再继续冲洗,直到油液污染度符合要求,或看不到过滤器滤芯污染为止。排出清洗油,清洗油箱(建议用面粉团或胶泥粘去固定颗粒,不得用棉、麻、化纤织品擦洗),更换或清洗过滤器,再通过5~10µm的过滤器向油箱注入新油。起动油源,再冲洗24h,然后更换或清洗滤器,完成管路清洗。
2.合理设置系统过滤装置
合理设置过滤系统是液压伺服系统能够稳定、可靠运行的保证。根据不同的使用要求,系统一般要设置循环过滤、回油过滤、液压泵出口过滤、先导供油过滤等。
(1)循环过滤。为整个油箱提供不间断的循环过滤,一般采用β1-3≥200以上的低压过滤器,循环泵的流量要保证每小时将整箱油循环过滤4次以上,过滤器的通流能力是循环泵流量的4倍。
(2)液压泵出口过滤。在每台泵组的出口安装β10≥200的无旁通高压过滤器,考虑到安全性和经济性,过滤精度不宜过高。
(3)先导供油过滤。伺服阀最精密的部分是先导控制级,在先导控制油路中需安装血β1-3≥200的无旁通高压过滤器。
(4)回油过滤。在系统回油路上的过滤器要求具有较大通流能力和较小背压,在整个液压伺服系统中,它的过滤精度等级要求最低,一般选用β15-25≥75~200的低压过滤器。
另外,由于液压缸活塞杆经常暴露于恶劣的环境中工作,为了保护伺服阀,一般在液压缸与伺服阀之间加装乩β1-3>200的高压过滤器。
在伺服阀进油口前必须配置公称过滤精度不低于10µm的过滤器,而且是全流通的非旁路型过滤器。
伺服阀内的过滤器是粗过滤器,是防止偶然“落网”的较大污染物进入伺服阀而设,因此切不可依赖内过滤器起主要防卫作用。
过滤器的精度视伺服阀的类型而定,喷嘴挡板阀的绝对过滤精度要求5~10µm(NAS 1638的5~6级)。使用射流管电液伺服阀的液压系统油液推荐清洁度等级为:长寿命使用时应达到GB/T l4039-2002《液压传动油液固体颗粒污染等级代号》中的15/12级(相当于美国NAS 13638的6级),一般使用不低于GB/T 140392002中的18/15级(相当于NAS 1638的9级)。
3.注意事项
为了保证系统油液清洁,还需注意以下事项。
在油箱上应设置空气过滤器(又称“呼吸器”),可阻挡外界空气中的颗粒。其过滤精度为1~3µm.并装有可更换的干燥剂,用以吸收油箱内空气中的水蒸气。
补充的新油清洁度往往低于NAS 1638的12级,若仅经过加油小车的一次过滤,很难达到系统要求NAS 1638的5级清洁度等级。为此,可设置一个旁路循环过滤装置,将新油经过2~3次循环过滤后,再添加至油箱。
液压油中的水和氯化溶剂对金属元件的危害极大,应设置真空净化装置,定期对液压油进行真空净化。
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