造成液压系统温度升高的原因及防止措施
一、温升的不良影响
液压系统的温升发热和污染一样，也是一种综合故障的表现形式，主要通过测量油温和少量液压元件来衡量。
液压设备是用油液作为工作介质来传递和转换能量的，运转过程中的机械能损失、压力损失和容积损失必然转化成热量放出，从开始运转时接近室温的温度，通过油箱、管道及机体表面，还可通过设置的油冷却器散热，运转到一定时间后，温度不再升高，而是稳定在一定温度范围达到热平衡，二者之差便是温升。
温升过高会产生下述故障和不良影响。
(1)油温升高，会使油的黏度降低，泄漏增大，泵的容积效率和整个系统的效率会显著降低。由于油的黏度降低，滑阀等移动部位的油膜会变薄和被切破，摩擦阻力增大，导致磨损加剧，系统发热，带来更高的温升。
(2)油温过高，使机械产生热变形，既使液压元件中热膨胀系数不同的运动部件之间的间隙变小而卡死，引起动作失灵，又影响液压设备的精度，导致零件加工质量变差。
(3)油温过高，也会使橡胶密封件变形，加速老化失效，降低使用寿命，丧失密封性能，造成泄漏，泄漏会又进一步发热产生温升。
(4)油温过高，会加速油液氧化变质，并析出沥青物质，降低液压油使用寿命。析出物堵塞阻尼小孔和缝隙式阀口，导致压力阀调压失灵、流量阀流量不稳定、方向阀卡死不换向、金属伸长变弯，甚至破裂等诸多故障。
(5)油温升高，油的空气分离压降低，油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。
二、造成温升的原因
油温过高有设计方面的原因，也有加工制造和使用方面的原因，具体如下。
1．液压系统设计不合理，造成先天性不足
(1)油箱容量设计太少，冷却散热面积不够，而又未设计安装有油冷却装置，或者虽有冷却装置但装置的容量过小。
(2)选用的阀类元件规格过小，造成阀的流速过高而使压力损失增大导致发热，例如差动回路中如果仅按泵流量选择换向阀的规格，便会出现这种情况。
(3)按快进速度选择油泵容量的定量泵供油系统，在工进时会有大部分多余的流量在高压（工进压力）下从溢流阀溢回而发热。
(4)系统中未设计卸荷回路，停止工作时油泵不卸荷，泵的全部流量在高压下溢流，产生溢流损失发热，导致温升，有卸荷回路，但未能卸荷。
(5)液压系统背压过高。例如在采用电液换向阀的回路中，为了保证其换向可靠性，阀不工作时（中位）也要保证系统有一定的背压，以确保有一定的控制压力使电液阀可靠换向，如果系统为大流量，则这些流量会以控制压力的形式从溢流阀溢流，造成温升。
(6)系统管路太细太长；弯曲过多，局部压力损失和沿程压力损失太大，系统效率低。
(7)闭式液压系统散热条件差等。
2．使用方面造成的发热温升
(1)油品选择不当。油的品牌、质量和黏度等级不符合要求，或不同牌号的液压油混用，造成液压油黏度指数过低或过高。若油液黏度过高，压力损失过大，则功率损失增加，油温上升；如果黏度过低，则内、外泄漏量增加，工作压力不稳，油温也会升高。
(2)污染严重。施工现场环境恶劣，随着机器工作时间的增加，油中易混入杂质和污物，受污染的液压油进入泵、马达和阀的配合间隙中，会划伤和破坏配合表面的精度和粗糙度，使摩擦磨损加剧，同时泄漏增加，引起油温升高。
(3)液压油箱内油位过低。若液压油箱内油量太少，将使液压系统没有足够的流量带走其产生的热量，导致油温升高。
(4)液压系统中混入空气。混入液压油中的空气，在低压区时会从油中逸出并形成气泡，当其运动到高压区时，这些气泡将被高压油击碎，受到急剧压缩而放出大量的热量，引起油温升高。
(5)滤油器堵塞。磨粒、杂质和灰尘等通过滤油器时，会被吸附在滤油器的滤芯上，造成吸油阻力和能耗增加，引起油温升高。
(6)液压油冷却循环系统工作不良。通常，采用水冷式或风冷式油冷却器对液压系统的油温进行强制性降温。水冷式冷却器会因散热片太脏或水循环不畅而使其散热系数降低；风冷式冷却器会因油污过多而将冷却器的散热片缝隙堵塞，风扇难以对其散热，结果导致油温升高。
(7)零部件磨损严重。齿轮泵的齿轮与泵体和侧板，柱塞泵和马达的缸体与配流盘、缸体孔与柱塞，换向阀的阀杆与阀体等都是靠间隙密封的，这些元件的磨损将会引起其内泄漏的增加和油温的升高。
(8)环境温度过高。环境温度过高，并且高负荷使用的时间又长，都会使油温太高。
三、防止油温升高的措施
(1)合理的液压回路设计。
1)选用传动效率较高的液压回路和适当的调速方式。目前普遍使用着的定量泵节流调速系统的效率是较低的(＜0.385)，这是因为定量泵与油缸的效率分别为85%、95%左右，方向阀及管路等损失约为5%左右，所以即使不进行流量控制，也有25%的功率损失。而且节流调速时，至少有一半以上的浪费。此外还有泄漏及其他的压力损失和容积损失，这些损失均会转化为热能导致温升，所以定量泵加节流调速系统只能用于小流量系统。为了提高效率，减少温升，应采用高效节能回路。
另外，液压系统的效率还取决于外负载。同一种回路，当负载流量qL与泵的最大流量qm比值大时，回路的效率高。例如可采用手动伺服变量、压力控制变量、压力补偿变量、流量补偿变量、速度传感功率限制变量、力矩限制器功率限制变量等多种形式，力求达到负载流量qL与泵的流量相匹配。
2)对于常采用定量泵节流调整速回路，应力求减少溢流损失的流量，例如可采用双泵双压供油回路、卸荷回路等。
3)采用容积调速回路和联合调整（容积+节流）回路。在采用联合调速方式中，应区别不同情况而选用不同方案：对于进给速度要求随负载增加而减少的工况，宜采用限压式变量泵节流调速回路；对于在负载变化的情况下进给速度要求恒定的工况，宜采用稳流式变量泵节流调速回路；对于在负载变化的情况下，供油压力要求恒定的工况，宜采用恒压变量泵节流调速回路。
4)选用高效率的节能液压元件，提高装配精度。选用符合要求规格的液压元件。
5)设计方案中应尽量简化系统和元件数量。
6)设计方案中应尽量缩短管路程长度，适当加大管径，减少管路口径突变和弯头的数量。限制管路和通道的流速，减少沿程和局部损失，推荐采用集成块的方式和叠加阀的方式。
(2)提高精度和质量。
提高液压元件和液压系统的加工精度和装配质量，严格控制相配件的配合间隙和改善润滑条件。采用摩擦因数小的密封材质和改进密封结构，确保导轨的平直度、平行度和良好的接触，尽可能降低油缸的启动力。尽可能减少不平衡力，以降低由于机械摩擦损失所产生的热量。
(3)适当调整液压回路的某些性能参数。
例如在保证液压系统正常工作的条件下，泵的输出流量应尽量小一点，输出压力尽可能调得低一点，可调背压阀的开启压力尽量调低点，以减小能量损失。
(4)调节溢流阀的压力。
根据不同加工要求和不同负载要求，经常调节溢流阀的压力，使之恰到好处。
(5)选用合适的液压油。
选用液压油应按厂家推荐的牌号及机器所处的工作环境、气温因素等来确定。对一些有特殊要求的机器，应选用专用液压油；当液压元件和系统保养不便时，应选用性能好的抗磨液压油。
(6)根据实际情况更换液压油。
一般在累计工作1000多小时后换油。更换液压油时，注意不仅要放尽油箱内的旧油，还要替换整个系统管路、工作回路的旧油；加油时最好用120目以上的滤网，并按规定加足油量，使油液有足够的循环冷却条件。如遇因液压油污染而引起的突发性故障时，一定要过滤或更换液压系统用油。
(7)使油箱液面保持规定位置。
在实际操作和保养过程中，严格遵守操作规程中对液压油油位的规定。
(8)保证进油管接口密封性。
经常检查进油管接口等封处的良好密封性，防止空气进入；同时，每次换油后要排尽系统中的空气。
(9)定期清洗、更换滤油器。
定期清洗、更换滤油器，对有堵塞指示器的滤油器，应按指示情况清洗或更换滤芯；滤芯的性能、结构和有效期都必须符合其使用要求。
(10)定期检查和维护液压油冷却循环系统。
定期检查和维护液压油冷却循环系统，一旦发现故障，就必须立即停机排除。
(11)及时检修或更换磨损过大的零部件。
及时检修或更换磨损过大的零部件，据统计，在正常情况下，进口的液压泵、马达工作五六年后，国产产品工作两三年后，其磨损都已相当严重，须及时进行检修。否则，就会出现冷机时工作基本正常，但工作1～2h后，系统各机构的运动速度就明显变慢，需停机待油温降低后才能继续工作。
(12)应避免长时间连续大负荷地工作。
应避免长时间连续大负荷地工作，若油温太高可使设备空载动转10min左右，待其油温降下来后再工作。 |
