液壓系統油液污染對系統的影響

　　摘要：液壓系統中液壓油油液的污染是液壓系統發生故障和工作壽命降低的主要原因。液壓油的污染，會導致液壓設備在運行過程中產生異常和磨損，因而危及整個設備系統安全運行。本文分析了造成液壓系統液壓油污染的主要原因，并對液壓油污染的危害進行了分析。
　　關鍵詞：液壓系統 油液的污染 危害
　　中圖分類號：TH137文獻編碼：A文章編號：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　液壓油是液壓機械的血液，具有傳遞動力、減少元件間的摩擦、隔離磨損表面、虛浮污染物、控制元件表面氧化、冷卻液壓元件等功能，液壓油是否清潔，不僅影響液壓系統的工作性能和液壓元件的使用壽命，而且直接關系機械能否正常工作，液壓機械的故障直接與液壓的污染度有關，因而了解液壓油污染的類型和掌握控制液壓油污染是液壓系統正常工作的保障之一。
　　1油液污染的原因
　　液壓油的污染主要是由外部原因和內部原因造成的。外部原因是固體雜質、水分、其他油類及空氣等進入系統；內部原因除了原有新油液帶來的污染物外，在使用過程中相對運動零件的磨損和液壓油理化性能的變化。由于導致污染雜質侵入的各種因素的影響，液壓油可能受到不同程度的污染。根據雜質的侵入方式不同，污染可分為三種類型。
　　1.1潛在污染
　　零部件在加工、裝配、試驗、儲存、運輸等過程中，鑄造型砂、切屑、磨料、焊渣、銹片、涂料細片、橡膠碎塊及灰塵等有害物質在液壓系統開始工作之前，就已潛伏在系統中，造成液壓油的先天性污染。
　　1.2侵入污染
　　1.2.1 裝配、使用過程侵入污染物
　　液壓系統工作過程中，風沙、灰塵、潮氣、異種油等外來污染物，均可通過油箱透氣孔和加油口侵入系統：通過液壓缸往復伸縮的活塞桿及管路連接處、注入系統中的油液、濺落或凝結的水滴、流回油箱等各種渠道侵入液壓系統，使液壓油污染。應當注意油箱加油方式。如手工加油，將會使系統污染增加4-7倍。潮氣進入油箱，在環境和系統存在溫差的情況下，凝結成水，沿箱壁流入油中。
　　1.2.2液壓油帶入污染物
　　一般認為，新油是清潔的。其實這種看法不正確，因為即使是新買來的液壓油，也不可避免的含有污染物，如盛液壓油容器的涂料和鍍層、注油軟管的橡膠以及大氣中的灰塵等可能進入油液。
　　1.2.3修理時侵入污染物
　　液壓系統在檢修過程中，由于工作環境、工作人員操作不當及工作人員疏忽等原因，不可避免的使灰塵、棉絨等污染物侵入液壓系統。
　　1.3 再生污染
　　零件磨損產生的殘銹、剝落的漆片、磨損顆粒、過濾材料脫落的顆粒或纖維，液壓油發生物理、化學、生物變化的生成物，使金屬腐蝕，出現顆粒、銹片等均可造成再生污染。
　　2油液污染的危害
　　油液污染直接影響液壓系統的工作可靠性和元件的使用壽命。國內外資料表明，液壓系統的故障大約有70%是由于油液污染引起的。液壓油的污染主要應控制固體顆粒污染物、水分和空氣的混入。
　　2.1固體顆粒污染物對液壓元件的影響
　　液壓元件的性能下降與固體顆粒污染物的數量、尺寸、形狀、密度和硬度有關。其中污染物的數量和尺寸起主要作用。
　　2.1.1對液壓泵影響
　　液壓油中的固體污染顆粒使液壓泵相對運動零件的表面磨損加劇。使零件表而刮傷、咬死、泵的效率降低，致使泵很快出現故障，壽命縮短。
　　2.1.2對液壓閥的影響
　　(1)顆粒雜質對溢流閥的影響。因為油液中顆粒污染物對溢流閥的影響主要表現為不規則磨蝕閥的密封面和主閥閥芯阻尼孔。此外污染物往往還堵住相互運動的配合間隙，使摩擦阻力增大，結果影響到零件上力的平衡，從而使閥的性能發生變化。油液對溢流閥靜特性的影響主要有以下幾方面：a.開啟和關閉壓力發生變化；b.在規定的流量范圍內壓力發生變化；c.出現滯后現象。油液中的固體顆粒以高速連續沖擊零件表而，從而產生沖蝕磨損。隨著閥芯和閥座密封面的磨損，閥芯在彈簧力作用下移進閥座以保持與閥座接觸。這樣，由于在閥芯上的液壓總力增大(磨損后受力面積增大)和彈簧力變小，從而溢流閥的開啟壓力降低，改變了溢流閥的工作特性。
　　(2)顆粒雜質對滑閥的影響。油液中的顆粒污染物引起滑閥失效的形式主要是污染磨損和污染卡緊。顆粒污染物隨泄漏油進入滑閥的環形間隙，對閥芯和閥體相對運動表面產生磨損，從而使閥的泄漏增大。此外，顆粒污染物在滑閥間隙內堵塞和淤積，以致引起滑閥的污染卡緊。經驗表明，污染卡緊是滑閥最常見的故障和失效形式。
　　(3)油液污染對電液伺服閥和比例控制閥的影響。電液伺服閥是液壓伺服系統中的重要元件之一，由于這類閥非常精密，因此它比其它液壓元件對污染都更為敏感。油液污染對伺服閥和比例閥的危害作用主要有以下幾方面：a.淤積和堵塞引起閥芯卡緊；b.磨損閥的關鍵表面和孔口；c.堵塞閥的控制孔。污染卡緊是伺服閥和比例閥的主要失效形式之一。由于顆粒污染物在間隙內淤積，引起摩擦力增大，因而導致滯環增大，響應緩慢和工作不穩定。當主閥淤積力大于先導級的驅動力時，則閥不能動作而使控制失靈。
　　2.1.3對液壓缸影響
　　灰塵顆粒在液壓缸內會加速密封的損壞，缸內表面拉傷，泄漏增大，推力不足或動作不穩定、爬行、速度下降、產生異常的聲響與振動等故障。
　　2.1.4對濾油器的影響
　　液壓油污染達到一定程度后，會引起濾網堵塞，液壓泵吸油困難，回油不暢而產生氣蝕振動和噪聲。若堵塞嚴重時，會因阻力過大而將濾網擊穿，完全喪失過濾作用，造成液壓系統的惡性循環。
　　2.2水分對液壓元件的危害影響
　　液壓系統中的水分雖然是液體，但混入油中后危害性很大，它會使油乳化潤滑性能降低，是元件及管道生銹，磨損加劇。同時水分在高溫下蒸發而產生氣蝕，使元件及液壓油的壽命受到嚴重影響，水在油箱中分離出來沉淀到油箱底部，下次開車時又被泵吸入，造成液壓泵燒傷。
　　2.3空氣對液壓元件的影響
　　液壓油中存在的以氣泡形式混入的空氣，對元件將產生極壞的影響。主要有以下幾方面：(1)使泵馬達類元件產生氣蝕、異常噪聲，使元件壽命及效率降低；(2)使閥類元件的高流速部位產生氣蝕，使金屬腐蝕、元件振動；(3)使執行元件的控制位置不準確，響應性降低、產生爬行等。
　　3結束語
　　液壓油的潔凈程度對液壓系統的工作性能和液壓元件的使用壽命有著重要的影響，并直接關系到機械的正常工作，了解液壓油污染的類型和掌握控制液壓油的污染程度是液壓系統正常工作的重要保障。本文通過分析液壓油污染的主要類型及危害，對進一步研究液壓系統污染控制具有一定指導意義。