工程機械液壓油污染的原因及控制


      隨著工業技術的發展和革新，機電液一體化技術在現代工程機械上的應用得到了廣泛的發展，液壓系統工作性能的好壞，直接影響工程機械的作業性能。在液壓系統中，液壓油是傳遞動力和信號的工作介質，同時還起到冷卻、潤滑和防銹的作用。液壓油污染嚴重時，會導致液壓元件磨損加劇出現故障，使液壓系統工作性能變壞。據統計，液壓系統故障中70％以上的故障是由于油液污染而造成，其中75％以上是固體顆粒的污染。 
       1 液壓油污染的原因及危害 
       1.1 液壓油氧化變質 
       工程機械在工作時，液壓系統由于各種壓力損失產生大量的熱量，使系統液壓油溫度上升，系統溫度過高時液壓油容易氧化，氧化后會生成有機酸，有機酸會腐蝕金屬元件，還會生成不溶于油的膠狀沉淀物，使液壓油的粘度增大，抗磨性能變差。 
       1.2 液壓油中混入水分和空氣 
       液壓油新油有吸水性，含有微量水分；液壓系統停止工作時系統溫度降低，空氣中的水氣凝結成水分子混入油中。液壓油中混入水分后，將降低液壓油的粘度，并促使液壓油氧化變質，還會形成水氣泡，使液壓油的潤滑性能變差還會產生氣蝕。 
液壓油能溶解部分空氣，有時還會吸入氣泡。空氣混入液壓油中可加快液壓油氧化變質，還會引起噪聲、氣蝕、振動等。 
       1.3 液壓油中混入顆粒污物 
       液壓系統及元件在加工、裝配、儲運中將污物混入系統中；使用中漏氣或漏水后形成不溶物；使用中金屬零部件磨損后產生的磨屑；空氣中灰塵的混入等，這些都易形成液壓油中的顆粒污物。液壓油中混入顆粒污物，容易形成磨料磨損，降低液壓油的潤滑性能，冷卻性能。固體顆粒污染的原因有以下幾種： 
       (1) 液壓系統本身原有殘留雜質，如制造裝配過程中產生的，又未得到徹底清除； 
       (2) 新油中含有雜質，因為油液流經的油管和儲存油液的油桶含有雜質； 
       (3) 野外露天作業環境惡劣，各種飛揚的物質顆粒浸入液壓系統； 
       (4）液壓系統維護時拆裝元件和管路等過程中造成污染物的侵入，或加油、換油時使用了不潔的過濾容器帶進的污染物等； 
       (5）來自機械摩擦、變形和化學反應等方面的污染。 
       2 液壓油污染的控制 
       為保證工程機械的作業性能，就必須保證液壓系統正常可靠的工作，要保證液壓系統正常可靠的工作，必須對液壓油污染進行控制。 
       2.1 控制液壓油的工作溫度 
       液壓油工作溫度過高對液壓系統的工作元件不利，同時會使液壓油加速氧化。一般機械液壓系統的工作溫度最好控制在65℃以下，工程機械液壓系統工作溫度以控制在80℃以下。控制液壓油的工作溫度主要是對液壓系統的冷卻器性能的控制，整個液壓系統液壓油油量的合理控制，液壓系統元器件負荷及轉速的控制。 
       2.2 元件和系統在加工和裝配過程中進行清潔 
       元件在加工制造中，每一工序都必須對加工中殘留的污染物進行凈化清除；元件裝配前必須進行清潔處理，裝配后必須進行嚴格的清潔和檢驗；油箱和管道在去除毛刺、焊渣等污染物后，需進行酸洗以去除其表面氧化物；對初裝好的液壓系統作循環沖洗，并定時從系統中取樣分析，循環沖洗直至系統清潔達到要求。 
       2.3 防止污染物混入液壓系統 
       油箱要合理密封并裝設高效能的空氣濾清器以防止塵土、水分的進入；注入新油必須經過有效的過濾，系統的回油也應進行有效的過濾；管路接頭等連接處密封嚴密，防止塵土、水分和空氣進入液壓系統；活動件（如液壓缸活塞桿端）必須裝有防塵密封裝置。 
       2.4 液壓油的過濾和凈化 
       液壓油過濾器（濾油器）是液壓系統中控制油液污染的重要元件，濾油器的應用必須保證過濾精度符合系統的使用要求，由流體阻力引起的壓力損失應盡可能小，并應具有足夠的油垢容量；定時對濾油器進行檢查和凈化。液壓系統油液的污染度隨著外界污染顆粒侵入率和系統內各種磨損顆粒數的增加而增大，隨著過濾比的增大而減小，因此合理選擇過濾比可有效地降低系統的污染度。固體顆粒是工程機械液壓系統污染的主要來源，通過合理選擇濾油器的過濾比是控制系統污染的主要措施。 
       2.5 定期檢查和更換液壓油 
       液壓油在使用過程中，污染物的侵入會對液壓系統造成不良的影響，要對液壓油污染進行有效的控制，必須定期對各密封處、接頭處進行檢查處理，對液壓系統的液壓油進行檢查分析，還要定期更換液壓油。更換液壓油時必須將舊液壓油放凈，整個液壓系統必須先清潔后，再注入新的液壓油。 
       2.6 采用液壓油污染度的在線監測技術 
       在工程機械上采用液壓油污染度在線監測，可隨時監測液壓油在使用過程中的品質，而且能及時準確地通過顯示器顯示污染等級及相應的原因，即使在工作人員沒有觀測到顯示器顯示的情況，當污染度達到相應的級別時，報警裝置也會進行分級報警，以確保工程機械在使用中液壓油性能及品質的良好性。 
       3 應用實例及驗證結論 
       重慶智翔集團有一臺ZL50裝載機，液壓系統經常出現問題，經查驗主要是液壓油污染度很高，通過更換有效的濾油器后，故障率下降了80%，同時進行了污染源的有效控制，結果是使用了兩年幾乎液壓系統沒有出現大的故障。在重慶惠工有限公司進行了大量的工程機械液壓方面的維修，幾乎85%的故障是液壓油污染所導致的，經過采用更換濾油器，進行濾油器的有效調整，絕大多數的設備進行跟蹤調查發現，液壓系統故障率直接降低了82%。 
       控制工程機械液壓系統污染的主要措施是合理選擇濾油器的過濾比，并要控制污染源，通過科學控制及及時更換和改造，可使工程機械液壓系統正常工作，提高了機械的壽命和使用價值。