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露天礦山工程機械大多數采用全車液壓驅動,可以說液壓油是整個露天礦山工程機械的血液,起著重要的作用。液壓油對于工程機械來說不僅具有傳遞動力,還具有潤滑性,可以減少元件間的摩擦,同時,液壓油通過自身的循環,還可以帶走液壓系統中的熱量,起到給液壓元器件降溫的作用。但是,液壓油一旦發生污染,會嚴重影響液壓系統的工作性能,還會縮短液壓元件的使用壽命,據不完全統計,液壓系統工作中的故障率80%以上是由于液壓油的污染造成的。露天礦山工作環境惡劣,更容易造成液壓油的污染,因此,露天礦山機械液壓油的污染的控制顯得尤為重要。
1液壓油污染的原因及危害
1.1污染的原因
1)液壓油氧化變質。露天礦山工程機械在工作時,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變質[1]。2)液壓油中混入水分。經常由于使用與維護不當,或者液壓油箱密封不嚴,導致液壓油箱中進入了水分,液壓油中混入水分后,將降低液壓油的黏度,同時液壓油的潤滑性能也降低,并促使液壓油氧化變質[2]。3)液壓油中混入空氣。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[3]。4)液壓油中混入雜質。①液壓元器件安裝過程中混入的雜質;②液壓油氧化后,導致金屬元器件磨損,產生的雜質;③液壓元器件使用過程中脫落的金屬雜質,如當液壓缸長時間使用時,如果發生磨損,在活塞桿與前缸頭接觸的過程中,或活塞與缸筒接觸的過程中,會產生金屬雜質。
1.2污染的危害
1)改變油液的黏度。①如果液壓油黏度增大,造成液壓油運輸的阻力增大[4],導致產生大量的熱量,從而導致液壓油進一步污染;②當液壓油黏度降低時,液壓系統的泄漏量變會增大,從而導致液壓系統的效率大幅下降,產生更多的熱量,液壓油黏度降低,同時液壓油的潤滑性能也會減小,造成液壓元器件的磨損[5]。2)加速液壓元器件的磨損。當油液乳化變質后,會產生有機酸,使液壓元器件產生磨損,從而產生固體污染物,物體污染物會損壞液壓元器件的密封,例如損毀液壓油缸的密封圈,從而導致液壓缸密封效果不好,出現漏油現象,還會有空氣進入液壓系統,導致液壓油進一步污染;固體污染物還會導致卡閥、加速液壓泵、馬達磨損等液壓問題[6]。
2液壓油污染的控制
2.1控制液壓油的工作溫度
液壓油溫度過高或者過低都會加速液壓油的污染。液壓油溫度過低,會導致液壓油的黏度過大,從而導致液壓油的污染,所以在寒冷的季節當液壓油溫度較低時,在啟動設備之前,對液壓油進行預熱處理,當達到合適的溫度后再啟動設備。液壓油溫度過高,對油液的污染會更加嚴重[7],從設計、使用與維護使用方面來看,防止油溫過高,可采取以下措施:1)在液壓系統回油路安裝冷卻器,對液壓油進行降溫處理。2)閉式液壓系統一定在馬達附近安裝有熱溢流閥,從而將系統中的熱油排回油箱,同時通過補油泵補充冷油進入液壓系統。3)注意保持油箱中的液壓油量。一般要求油面高度達到油箱高度的80%[8],以滿足油箱有足夠的散熱面積和油液有足夠的循環冷卻條件。4)根據使用油泵的具體要求和不同季節選用黏度適宜的液壓油。如冬天選用黏度較小32?;蚝娇?#油,夏季使用黏度較大46?;?8#液壓油。5)安裝溫度自動控制系統,當溫度升高時,自動打開冷卻器,當溫度超過設定的最大溫度時,系統自動停機,停止工作。
2.2防止污染物混入液壓系統
1)防塵防水。在液壓系統的油箱上裝有空氣濾清器,從而防止塵土、水分的進入。2)防雜質。液壓系統在裝配過程中,防止焊渣等雜質進入液壓系統,對液壓管路進行清洗后再進行安裝。3)新油過濾。液壓系統在安裝完成后,注入新油準備調試時,新油必須加油小車經過有效的過濾[9]。4)更換濾芯。系統運行時,回油要經過過濾器過濾,等系統運行和沖洗完成后,更換新的液壓過濾器濾芯。5)檢修與更換元件。液壓系統在使用過程中,需要檢修或更壞元件時,一定保證檢修或更換過程中環境的清潔度,防止異物進入液壓系統。
2.3液壓油的過濾和凈化
為了控制油液的污染度,要根據系統和元件的不同要求,分別在吸油口、壓力管路、回油回路等處安裝有過濾器。在泵的吸油口處安裝粗精度的吸油過濾器,保證進入泵的液壓油的清潔度,為了達到更好的過濾精度,常在吸油過濾器附近裝有磁鐵,從而保證金屬性雜質不能進入液壓系統。在泵的出油口常裝有高壓過濾器,保證進入液壓閥和液壓油缸、液壓馬達等油液的清潔度,防止由于液壓油污染導致液壓系統故障的發生。在液壓系統的回油路裝有10μm的回油過濾器,從而保證液壓系統運行過程中產生的雜質不能進入到油箱,防止對液壓系統造成二次污染。為了達到更好的過濾效果,可以選用帶有磁鐵式的回油過濾器,磁鐵式的回油過濾器更容易去除掉液壓系統中的金屬雜質。
2.4定期檢查清洗和更換液壓油
液壓油在使用過程中,定期對液壓系統各密封處、接頭處進行檢查處理,對液壓系統的液壓油進行檢查分析[10]??刂朴鸵何廴镜牧硪粋€有效方法是定期清除濾網、濾芯、油箱、油管及元件內部的污垢。在拆裝元件、油管時也要注意清潔,對所有油口都要加堵頭或塑料布密封,防止臟物侵入系統[11]。如果液壓油污染嚴重,需要對液壓油進行更換,在液壓油更換時,要從根本上解決液壓清潔度的問題,因為即使抽光液壓系統油箱的液壓油,但仍然有30%以上的舊油存在液壓系統中,當新油注入后,必然受到系統里殘留舊油污染[12],從而大大降低液壓油清潔度,因此換油是解決不了提高液壓油清潔度的問題。所以在更換完液壓油后,再進行循環過濾,這樣就可以從根本上提高液壓油的清潔度[13]。
2.5采用液壓油污染度在線監測技術
為了防止由于操作者的疏忽與管理的不到位,導致液壓油污染嚴重,可以在工程機械安裝液壓油污染度監測系統,隨時監測液壓油在使用過程中的污染程度,同時根據液壓油的污染程度,通過控制器來控制液壓系統的工作與否,當液壓系統油液污染嚴重時,或者濾芯堵塞嚴重、損壞時,進行報警處理,如果操作者在報警后仍不做處理,設備進行自動停機處理,從而減少由于操作人員發現后不處理而導致的液壓油污染加劇,進而對液壓系統造成更大的危害[14]。
3應用實例
錫盟項目部全液壓鉆機在使用過程中,多次發生故障,比如行走跑偏、液壓動作聯動、液壓泵輸出流量不平穩等諸多液壓問題,經過現場維修發現,該工程機械的液壓系統油液清潔度不達標,導致換向閥液壓閥閥芯換向不流暢,發生卡頓現象,造成液壓系統的聯動問題。由于液壓油液清潔度不達標,導致多路閥的壓力補償閥產生較大的劃痕,導致流量分配不均,發生行走跑偏現象,液壓泵輸出流量不平穩,也是由于液壓油清潔度不夠,雜質進入到了變量泵的變量機構中,從而導致變量不順暢,發生輸出排量不平穩問題。針對上述諸多問題,需要更換液壓油和濾芯,同時對現場操作人員進行培訓,并在鉆機回油上安裝清潔度檢測系統。經過2年多的使用,錫盟項目部鉆機液壓系統沒有由于油液清潔度不達標而發生液壓系統故障,液壓故障率大幅下降,提高了設備的使用效率。
4結語
簡述了露天礦山機械液壓油的污染與控制。經過實踐證明,提出的油液控制方案對露天礦山機械液壓油污染的控制具有良好的效果,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。
作者:姜鵬 單位:遼寧瀚石機械制造有限公司
工程機械液壓油污染篇2
在工程機械中,比較普遍地采用了液壓技術,目前液壓技術也是工程機械方面的重要技術之一,特別是近年來,隨著機電一體化技術的發展,與微電子、計算機技術相結合,液壓傳動進入了一個新的發展階段。液壓傳動技術已大量應用到產品上。近年來,液壓技術在各個領域中得到了廣泛應用,液壓系統已經成為主機設備中最關鍵的部分之一。特別是工程機械行業中,大多數產品都采用液壓傳動,例如推土機、挖掘機、裝載機、起重機、混凝土泵車等等。據統計,在眾多引起液壓系統故障的原因當中,液壓機械故障的70%~80%是液壓系統造成的,而液壓系統的故障中有70%~85%是由于油液的污染引起的。
一、液壓油污染的危害及原因
在油液使用過程中,最易遭受兩種污染:一種是來自于系統外部的如灰塵、鐵銹、纖維和水垢等的污染;另一種是來自系統內部的污染,即加工制造過程中殘留在系統內的污染物和系統在工作過程中自身生成的污染物,如金屬切屑、焊渣、型砂、塵埃、磨屑、管道內的銹蝕剝落物以及由于油液添加劑變質所形成的的污染物等。油液污染是液壓系統的主要危害,污染物混入液壓系統后會加速零件的磨損、燒傷甚至破壞,引起液壓元件性能早期下降,液壓系統產生故障。由此可見,污染造成的后果是嚴重的。液壓油的污染物一般分為物理污染和化學污染。
1.化學污染:
為混入雜質與液壓油發生化學反應引起液壓油變質。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,氧化后會產生有機酸,有機酸會腐蝕金屬元件,還會產生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2)液壓油中混進水分和空氣: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,空氣中的水氣凝聚成水分子混進油中。液壓油中混進水分后,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,有時還會吸進氣泡??諝饣爝M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。
2.物理污染:
一般為顆粒污染物。液壓系統及元件在加工、裝配、運輸過程中污染物混入液壓系統中;使用重金屬零部件磨損后產生的磨屑;使用中漏氣或漏水后形成不溶物;空氣中灰塵的混進等,這些都易形成液壓油中的顆粒污物。液壓油中混進顆粒污物,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;新油中含有雜質,由于油液流經的油管和儲存油液的油桶含有雜質;野外露天作業環境惡劣,各種飛揚的物質顆粒浸進液壓系統;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進,或加油、換油時使用了不潔的過濾容器帶進的污染物等等。
二、液壓油污染的標準
液壓油的污染程度及能否使用,必須有個標準和檢驗方法。液壓油的污染用污染度等級來表示,它是指單位體積工作介質中固體顆粒污染物的含量,即工作介質中所含固體顆粒的濃度。目前,我國發布油液污染度的國家標準是GB/T14039—2002《液壓傳動油液固體顆粒污染等級代號》,是修改采用國際標準S/O4406:1999(Hydraulicfluidpow-er——Fluids——Methodforcodingthelevelofcontaminationbysolidpar-ticles)。國際上多采用NAS“美國宇航標準分級”和ISO“國際標化組織”發布的污染度標準。國際標準化組織ISO44O6標準中規定工作介質的污染度,用兩組等級代碼及中間一條斜線組成,前面一組代碼代表1毫升工作介質中尺寸不小于5微米的顆粒數等級,后面一組代碼代表1毫升工作介質中尺寸不小于15微米的顆粒數等級。ISO44O6標準中規定的污染度等級,根據顆粒濃度的大小共分為26個等級,顆粒濃度愈大等級代碼數愈大。為了嚴格和有效控制液壓系統國家相關行業制定了典型液壓元件和液壓系統清潔度等級要求,如表1。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??煽康墓ぷ?,必須對液壓油污染進行控制。
三、工程機械液壓油污染控制措施
1.控制液壓油質量的過程
液壓油的選擇很關鍵,要依據環境、工況和使用的設備等實際使用情況進行液壓油選擇。液壓油的類型、質量和粘度等級不符合要求,或不同牌號的液壓油混用,造成液壓油粘度過低或過高。應從源頭控制液壓油污染,則可以購買過濾精度高、生產效率高的進口濾油車對液壓油進行過濾。在補加液壓油時需要對操作人員灌輸“新油不干凈”、“加油工具不干凈”的觀念。加入系統的油必須經過可靠的過濾設備。特別是通過漏斗加油的系統,必須在漏斗上焊裝多目數濾網。建議液壓系統的補油工具(油泵、油桶、軟管等)專油專用,存放時注意防水和防塵。需不需要換油最好由油質化驗結果決定,更換新油時要選擇同牌號的液壓油,加油前必須檢查液壓油箱的清潔度,必要時要進行清洗,換油是要同時更換濾芯,清洗液壓油箱等工作都是必須的。且換液壓油應在當天該臺班剛結束時進行,在油溫未降低前放油,以使灰塵、沉淀物能隨油液一起放出。
2.控制作用過程
元件采用“濕加工,干裝配”法。所有零件裝配前都要進行清洗,然后用壓縮空氣吹干,再進行裝配。裝配過程中禁止野蠻操作,禁止用鐵錘敲打,可以使用木錘、橡膠錘、銅棒等;裝配人員不準戴手套,不準使用易脫落的纖維織品擦拭安裝面,防止纖維類污染物侵入零件。零件運輸過程中應注意防塵,防水,防銹。做好液壓件的包裝,裝箱前及開箱后均應仔細檢查,避免受到污染,必要時應采取補救措施。
3.控制維護保養過程
在實際應用中,液壓油的維護管理相當重要。調查表明,液壓裝置發生故障的原因中有70%是由于液壓油使用管理不當所致。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。拆卸液壓元件時應做好防漏,防塵,清潔工作,組裝時應盡可能的在清潔的室內工作臺上進行,維修人員應穿戴整潔,防止纖維,灰塵等落入液壓系統。嚴格遵守操作規程中對液壓油位的規定。如推土機,工作一段時間后出現液壓油溫度過高故障,檢查液壓油箱,發現油位低于規定值很多,由于液壓系統過度缺油,使液壓油循環過快,未能充分靜置散熱,結果油溫升高,按規定加足液壓油后,液壓油溫度隨即降至正常范圍。對工程機械液壓系統而言,只要能正確選用符合要求的液壓油,并注意在裝配、日常使用、維護中保持液壓系統的清潔,嚴格控制污染液壓油的各種因素。相信工程機械的液壓油污染將得到明顯改善,并提高工程機械使用壽命,故障率會大大降低,工程機械的可靠性也會大大提高。
作者:方月娥 肖雄亮 彭常青 單位:湖南水利水電職業技術學院 湖南三一工業職業技術學院 寧遠縣職業中專學校
工程機械液壓油污染篇3
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??諝饣烊胍簤河椭锌杉涌煲簤河脱趸冑|,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??煽康墓ぷ鳎WC液壓系統正??煽康墓ぷ鳎仨殞σ簤河臀廴具M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%??刂乒こ虣C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。
參考文獻
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3.雷天覺主編.液壓工程手冊.北京:機械工業出版社,1990
4.藏發業,董梅.工程機械液壓系統污染特性分析與控制.建筑機械化.2002,1
作者:歸少雄 馬麗英 單位:重慶交通大學應用技術學院 重慶交通大學機電學院