工程机械液压油污染的控制3篇
时间：2022-12-23 16:28:46
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1引言
随着科学技术的发展工程机械中大量采用了机电液一体化技术液压系统成为设备中不可缺少的重要组成部分。随着设备自动化程度提高液压系统趋向复杂化使得系统故障诊断更加困难。而液压油是液压系统不可缺少的组成部分据调查80％的系统故障主要是因液压油污染造成的。由于液压设备在生产中的重要程度加强特别是工程机械因经常工作在潮湿、尘埃、泥泞、低温或高温、振动及强光辐射等环境中因此要求其液压系统能长期可靠工作。液压系统一旦发生故障后停机维修所造成的经济损失增大。因此如在设计、使用中除了保证系统设计、元件制造和使用维护质量外了解液压油的污染途径、控制液压油污染程度是非常重要的。
2液压油污染的原因
在液压油中凡是油液成分以外的任何物质都认为是污染物。油液中的污染物主要有固体颗粒物、水、空气及各种化学物质。此外系统中的静电、热能和磁场等也是一类以能量形式存在的污染物质。液压油被污染的原因是很复杂的。主要有以下几方面：
1）残留物的污染。这主要是指液压元件在制造、储存、运输、安装和维修过程中带入的砂石、铁屑、磨料、焊渣、锈片、棉纱、灰尘和清洗溶剂等。设备安装前虽经清洗但未清洗干净而残留下来造成液压油被污染。
2）侵入物的污染。这主要是指周围环境中的污染物如空气、水滴、尘埃等通过一切可能的侵入点如外露的活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统。工程机构由于大多野外作业工作环境较差灰尘泥沙较大同时有多个执行元件外露点多使得污染物侵入的途径、机率增加加速油液污染。
3）生成物的污染。这主要是指液压系统在工作过程中产生的金属磨削微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、压力变化产生的气泡及油液和密封材料变质后产生的胶状生成物等。工程机械常处于振动、高低温环境中工作机件磨损加大同时受温度影响油液、密封材料更易变质加重了油液的污染。
3液压油污染的危害
液压油的污染直接影响系统工作可靠性和元件寿命。表现为：
1）固体颗粒和胶状生成物①堵塞滤油器使液压泵吸油不畅运转困难产生噪音。工作现场中液压泵发出的尖声嘶叫大多是由滤油器堵塞后吸油管系统真空度急剧增高形成气蚀而发出的噪声且压力越高噪声越大。②堵塞泵、阀类元件的小孔和缝隙使元件动作失灵。各类先导型控制阀中的阻尼孔都是非常小的一旦堵塞将不能起到应有的控制作用。工作现场中压力建立不起来或调不下去、压力波动等现象都和阻尼孔堵塞、半堵塞有关。而各类节流小孔一旦堵塞流量阀失去作用调速性能受到影响。
2）微小固体颗粒会加速零件磨损使元件不能正常工作；同时会擦伤密封件使泄漏增加。还会进入相对运动件间使元件卡死（如滑阀、活塞等）不能运动。
3）油液污染不仅引起液压元件的性能衰降而且导致油液本身物理和化学性能的劣化。水和悬浮气泡显著削弱运动副间的油膜强度降低液压油液的润滑性。油液中的空气、水和热能为油液的氧化提供了必要的条件而油液中的金属磨粒对油液氧化起着重要的催化作用并加速其氧化变质同时产生气蚀使液压元件加速损坏。而且当系统中混入空气时油液的容积弹性模量降低使系统的响应变差刚性下降系统更易出现振动、爬行等现象。油液的污染加速油液的劣化进而加剧元件的失效污染磨损产生的金属磨粒又进一步促进油液劣化。
4、液压油污染度的测量
油液污染度是指单位体积油液中固体颗粒物的含量即油液中固体颗粒物的浓度。对于其它污染物如水和空气则用水含量和空气含量表述。
5液压油污染的控制
为延长液压元件的使用寿命保证液压传动系统的正常工作应将液压油液的污染程度控制在一定的范围内。一般常采取如下措施来控制污染：
1）减少外来污染。液压传动系统在装配前后必须严格清洗用机械的方法除去残渣和表面氧化物然后进行酸洗。清洗是减少液压系统故障的重要措施。一般情况下新元件出厂时都已清洗检验过安装时只须对现场加工装配的部位进行清洗。如果采用旧的元件试装前必须进行清洗还应把有关孔口封好以防脏物进入。液压传动系统在组装后要进行全面清洗最好用系统工作时使用的油液清洗不能用煤油、汽油、酒精或蒸汽等作为清洗介质以免腐蚀元件清洗时要用绸布或乙稀树脂海棉等不能用棉布或棉纱特别是液压伺服系统最好要经过几次清洗来保证清洁。油箱通气孔要加空气滤清器给油箱加油要用滤油车对外露件应装防尘密封并经常检查定期更换。液压系统的维修液压元件的更件、拆卸应在无尘区进行。
2）滤除系统产生的杂质。应在系统的相应部位安装适当精度的滤油器并且要定期检查、清洗或更换滤芯。
3）控制液压油液的工作温度。液压油液的工作温度过高会加速其氧化变质产生各种生成物缩短它的使用期限。所以要限制油液的最高使用温度。
4）定期检查更换液压油液。应根据液压设备使用说明书的要求和维护保养规程的有关规定定期检查更换液压油。更换液压油时要清洗油箱冲洗系统管道及液压元件。
6结语
通过实践证明只要在生产中能严格按照有关规程操作采取以上防护措施就能有效延长油液和液压件的使用寿命减少液压系统故障。但不能防止液压油的污染和变质。因此对液压油污染的监测、分析并及时更换液压油对预防液压故障有着同样重要的意义。
作者:崔学红 苏阳 邵林波 单位:明冶金高等专科学校机械与电气工程系
工程机械液压油污染篇2
液压系统的污染分为两类：1）空气污染；2）液压油污染；其中最多的是液压油污染。工程机械的作业环境十分恶劣，液压系统容易形成污染，其危害极大，必须加以控制。
1液压油污染的原因以及危害
1.1液压油中混杂了水分和空气全新的液压油具有吸水的性质，难免含有微量水分；当液压系统运行而停止时，空气中的水随着系统温度的降低凝结成水分子混入油中。导致液压油的粘度降低，使液压油氧化发生变质而形成水气泡，致使液压油的润滑性能降低。液压油能溶解部分空气，甚至有时还会吸入气泡。空气和水的参与下，液压油氧化变质加快。在使用时，引起系统噪声、气蚀、振动等。
1.2液压油的氧化变质
在液压系统工作时，由于机械挤压、摩擦产生大量的热量而系统散热不好，导致系统的液压油温度升高。在高温状态下，加快液压油的氧化速率，产生有机酸。有机酸腐蚀金属部件，会生成一种凝胶状不溶于油的沉淀。使液压油的粘度增加，影响了液压油的有效利用，产生废弃油渣。
1.3液压油中混入了颗粒污染物
使用中漏气或漏水后形成不溶物；液压系统及其部件的加工，装配，储运中污染物进入系统；金属零件的使用所产生的磨损：空气中的尘埃等混入，这些都会产生颗粒污染。颗粒物混入，容易形成液压油磨屑磨损，降低了液压油的润滑和冷却性能。固体颗粒污染的原因如下：新油中含有少量的杂质，因为油流通过含杂质的管道和存储；油液的油桶；拆卸管道及部件，液压系统的维护或加油、换油，使用不洁的过滤容器等过程都会造成污染物的侵入。液压系统本身是有残留的杂质，如制造装配过程中的杂质，尚未完全清除；野外露天作业环境恶劣，各种飞扬的物质颗粒浸入液压系统；机械动作过程中，机身产生的微颗粒、化学反应产生的沉淀物；
2液压油污染具体的控制方法
2.1污染的前期处理方法
在工程机械厂，制造商应在所有旧的机油滤清器，变化，并清洗油箱，加入新油。在工程机械厂最初的磨合，磨合期必须仔细进行维修，并改变液压油应仔细清洗。
2.2使用过程中的控制方法
操作机械时，应尽可能地减少液压冲击。操纵过程中，各液压操纵阀、分配阀转换不要过快，控制在适当的范围，应以机械平稳运转为原则，以减轻液压冲击，降低液压元件的磨损，减少液压油污染，延长使用寿命。严格控制液压系统的油温。液压油在运转中，最佳温度为45℃～65℃，如温度过高，液压油将早期劣化、氧化变质、润滑性能差，密封件易老化，液压元件的效率也将降低。当温度超过90℃时，应停止运转，待降温后再起动，油温达到30℃时，才能工作。合理使用机械，避免液压系统超负荷运转和带病作业，以减少非正常磨损产生的大颗粒污染物。在粉尘污染较为恶劣的环境下作业的机械，在油缸活塞杆上面一定要加装防尘罩，以防止随着往复运转的活塞杆上的粉尘顺着带入液压系统中。
2.3液压系统的检修与保养
1）操作司机认真做好机械的例行保养工作：检查机械和部件的完整情况；油、水数量；仪表指示值；操纵和安全装置（转向、制动等）的工作情况；关键部位的紧固情况；以及有无漏油、水、气、电等不正常情况，以确保机械正常运转和安全生产。
2）磨砂内部允许使用液压元件或纯棉纱线，宜用泡沫或厚布，拆卸液压元件必须仔细清洗装配之前，暴露的元素孔应及时塑料瓶盖，膜堵塞。
3）部件的焊接后，将混入液压系统内的焊渣和研磨粉末清洗干净。
4）经常检查油箱呼吸器和液压空气滤清器是否完好，必要时全新更换。
5）维修组装后，放净原来的液压油并用液压油用清洗一遍，再加入全新的油。放出旧油与清洗留下的油可沉淀后过滤特用。
6）检修时，检查液压系统油箱的严密性，防止微颗粒从缝隙和油箱盖侵入。还要经常检查，避免施工中因震动使油箱盖松动。
2.4加注液压油时的控制
工程机械在各种各样的环境下施工、停放，水汽、微颗粒都可能通过通气管进入油箱内而污染液压油，必须采取措施，挡好、遮严加油口，绝对防止雨雪进入。液压油必须符合技术要求，保持清洁，严防杂质、水分混入油中；加油要加同一种标号和同一种产地的油，不能混入其它油。液压油在加注机械的油箱前必须经过过滤，或沉淀24小时，只用其上部90％的油。液压油贮存期不能超限，贮存过期的油品未经检验合格不得使用。最好采用滤油机加油。应使用专业的加油设备加油，以防止混杂其它油种和杂质。加油后，要注意清理干净油箱盖和加油口，防止污物落入油箱。选择周围空气清新的环境加油，加油后应及时拧紧油箱盖。
2.5定期过滤和换油
1）一般条件下，两个月液压油需取样分析一次，查看是否需要换新；特殊情况下，如环境较为恶劣，机械运转较为频繁时，可每月进行取样分析一次，实行按需过滤，按质换油。当没有仪器检测分析时，应按具体机械使用说明所规定周期内换油。可配备合适的油质检测分析仪器，对在用液压油的做定期检测。
2）对从事液压污染管理人员需进行培训，熟悉机械的正确操作，掌握基本的液压系统日常护理和保养方法。同时，严格规定操作员的操纵原则，写入相应的设备管理制度。
3）发现液压系统发生严重故障，需要进入大修处理时，应该更换全新的油。
4）更换油应彻底，把整个系统管路内的旧油和工作回路的旧油一同替换。换油后还要排清空气，清洗或更换滤芯。
2.6运用液压油污染度适时监测技术
液压油污染监测技术的发明和创新，不仅可以监控液压油使用过程中的质量，同时可以及时和准确地显示在显示液压油污染水平和相应的原因。当液压油污染的相应水平，即使工作人员没有观察显示，报警装置会自动报警，作出相应的处理办法，从而保证工程机械用液压油的性能和质量良好。
3结语
液压系统油污染的控制是可靠的和根本保证，因此系统污染的原因是多方面的，不仅难以完全消除污染，但从经济效益考虑，也是不足取的，因此不要盲目降低工程机械液压系统油液污染度的要求。
作者:柏湖滨 单位:河北建设集团安装工程有限公司
工程机械液压油污染篇3
液压传动是以液压油作为工作介质来传递动力和动作信号的系统，具有速度刚度大，工作平稳，能容量大，易于实现精确和自动化控制等优点。液压传动已在工程机械中得到了广泛的应用，达到了“无液不成机”的程度。作为传动介质的液压油，其质量优劣直接影响着液压系统的可靠性。国内外统计资料证明，工程机械液压系统经常发生的各种故障和损坏事故约70%往往与液压油变质污染有直接关系。因此液压油污染控制是工程机械使用、保养、维修工作的重中之重。液压系统的污染杂质主要有水分，空气，固体杂质等。
1防止水分的混入
液压油中混入的水分占1%以上时，液压油立即呈现乳浊化，润滑性下降；液压油中的混入水分对油有氧化媒介作用，加速液压油氧化变质；水分也将液压油中的细微金属粉粒生成不溶性的成分，增加了油液的污染来源；液压油蒸汽压增高，容易产生气蚀现象；水分形成水蒸气后，夜间凝结成水滴露，腐蚀金属表面。久而久之，金属被腐蚀，甚至穿孔。脱落的锈皮对液压系统污染危害更大。了解了水分对液压系统的危害后，首先要知道混入液压油的水分的途径，以便采取措施减少或排除它。水分进入的主要途径：潮湿空气、雨水和冲洗机器时的水，通过油箱加油口、呼吸器及缝隙进入；有冷却器和加热器的机器，其工作介质是水或水蒸汽，从而渗入液压油中；由于液压件与管道或管道间密封不严导致外面的水分进入；由于液压油在运输、保管过程中掺入水分，或加油时加油设备有水分等。由此可采用以下措施，防止水分进入液压油：工程机械应能防止雨水及潮湿空气进入液压油。如设置防风雨篷或罩盖，雨雪天气机械停放在车库内。油箱盖上装设弹性隔离器，使油箱与外界空气隔绝。保持液压系统良好密封，每次检修对损坏或老化的密封材料进行更换，最好把全部把密封材料换掉。定期从油箱底部抽取检查水分和杂质，确保含水量不超过0.2%。如果含有的水分太多，则要进行加热、脱水处理，然后用滤纸过滤几遍。液压油运输、仓储、加注等环节都要加强管理，防止水分污染。
2防止空气的混入
混入尤其是溶解在液压油中的空气，在通常工作压力下，其影响可以忽略不计。但低压状态下，溶解的空气将会溢出，产生气泡，形成气穴现象。其影响非常严重，将会产生如下情况：气泡到高压区受到压缩后破碎，不仅仅产生噪声、振动，而且会使油温过热。空气的可压缩性，使工作装置产生爬行，影响工作平稳性。根据空气进入系统的不同途径，应当采取以下措施：液压油箱油面在规定高度上，吸油管、回油管应保证在油面以下，且中间有隔板。吸油管应安装80～100目的网式或线隙式滤油器，过油量为泵排量的2~3倍。油箱内设置滤网，滤除悬浮在油液中的气泡。加强对与液压系统的元件，特别是各管接头的日常维护检修，杜绝跑冒滴漏发生，经常检查密封装置是否损坏、管接头及各接合处螺钉是否拧紧。防止系统内出现1个大气压以下的低压（真空）现象，避免密封失效时空气的混入。对液压系统可能产生压力损失而导致气穴的部位，应尽量较少该部位的压力损失，避免出现油气分离压。在液压缸上部等处要设置排气阀。
3防止固体杂质的混入
在各类污染物中，固体颗粒是危害最大而且最普遍的污染物，主要有空气中的灰尘、沙子，液压部件的剥落物、胶质、金属粉末、纤维，液压油箱中的沉积物、沙子等。液压油被固体杂质污染后，其结果是：1）破坏润滑油膜，增加机体磨损。机器的故障中，约有70%是由于液压油中固体粒子对机体磨损所造成的。而且这种磨损程度随着粒子浓度、粒子硬度及粒子的粒度增大而增加。机体滑动面磨损后，间隙怎大，泄露增加，机器功率下降、元件寿命缩短，甚至损坏。2）粘着和堵塞节流小孔、过滤器孔、各种间隙、通道，从而使阀失灵，使泵运转困难，产生气蚀或噪声。例如，任何一个液压系统缺少不了溢流阀，其主阀芯上的细长节流小孔一般在0.8mm左右，极易被固体颗粒物粘结合堵塞，造成溢流阀失灵，使整个液压系统建立不起压力，这是许多操作者所忽视的。又如油泵因磨损，吸不进油，就会形成局部真空，产生气蚀，使液压系统产生一系列的严重问题。3）使密封材料磨损，增加外泄量。4）固体杂质中的金属和金属化合物粒子会对油的氧化、变质起催化作用。油变质后产生的腐蚀物质又会增加对机器的腐蚀和磨损。过滤和密封是防止固体杂质进入液压油最常用的方法。
工程机械设计时应在关键性液压元件的进油口设置进油精滤清器；对液压油污染敏感处增设吸油滤油器；在容易产生磨屑的液压元件回油处增加回油滤清器；在污染物侵入量大的系统中安装旁路滤油器，作为在线滤油器的补充。一个液压系统要同时在吸油管端设有粗滤油器，在压力管、回油管路上设精滤油器。过滤精度要求：一般7~14Mpa为50~10μm，14~21Mpa为10~5μm。滤油器要根据液压系统的技术要求，按过滤精度、流通能力、工作压力、油液粘度、工作温度等条件来选定其型号。液压油购买后，最好静置数天。使用前，注入的液压油要通过高精度滤油器进行过滤。液压系统装配时，所有元件都必须清洗干净而且用密封塞封闭油口。使用的加油工具、滤清器以及装配工具都应保持清洁，并严格按操作规程进行装配，减少人为因素带来的污染。系统组装后，最好用系统工作时使用的油液进行清洗，不可用煤油。清洗时除油箱的通气孔（加防尘罩）外全部密封。清洗时尽可能加大流量，有可能时采用热油冲洗。液压油在80℃的粘度是25℃时的18，因此80℃的热液压油能冲掉许多25℃的液压油冲不掉的污染物。系统冲洗时须装设高效滤清器，同时使元件动作，并用铜锤敲打各翰口和连接管件。在机械维修、保养过程中也极易造成污染，因此，维修场所应做到干净、无灰尘；维修工具、工作台都应保持整洁；维修工程中应仔细清洗新换零部件的内外加工残留物；拆卸下来待用的元件应进行清洗并用压缩空气吹干，然后用塑料袋或胶布堵住各油口，以防外界污染物侵入，杜绝维修中带来的污染。加强机械使用过程中的维护保养对减少液压油污染至关重要。液压系统的各滤清器应严格按照保养规范进行维护和更换。对液压油，每隔一定时间，要进行抽样检测，分析其污染程度是否在容许的限制范围之内。如果已经超标，必须立刻更换。再换新油液前，必须先清洗一次液压系统，更换全部液压滤芯。决不能再油液脏到系统元件出现故障后再更换。
总而言之，工程机械液压油污染的原因很复杂，液压油也在工作中又在不断产生污染物，要彻底解决液压油的污染问题是困难的。但只要我们通过从液压系统的合理设计、规范制造，到设备的正确使用、管理、维护和保养，就能将液压油的污染控制在某一限度之内，提高设备系统可靠性和延长元件使用寿命。
作者:郭永刚 单位:石家庄市市政建设总公司