淺談液壓油的污染與控制

李 智

（蘭州鐵路技師學(xué)院，甘肅 蘭州730050）

0 前言

液壓系統(tǒng)能否正常工作，油的清潔度是一個十分重要的因素。實踐證明，液壓設(shè)備故障的75%以上是由液壓油的污染造成的。了解液壓油在液壓設(shè)備中的作用，重視液壓油的質(zhì)量，增強液壓油的污染與防護意識，能極大限度地降低液壓設(shè)備的故障發(fā)生率，從而降低設(shè)備使用及維護成本。

1 液壓油在液壓系統(tǒng)中的作用

液壓油作為液壓系統(tǒng)的傳遞介質(zhì)，實現(xiàn)能量形式的轉(zhuǎn)換、運動方式的變化，從而達到傳遞和控制作用。液壓油在液壓系統(tǒng)中的具體作用表現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 傳動作用

液壓油具有一定的粘度。液壓油的可壓縮性極小，可近似地認為是不可壓縮液體，液壓油將作用于其上的壓力不變地向各個方向進行傳遞，使執(zhí)行元件產(chǎn)生預(yù)定的運動。

1.2 潤滑作用

在液壓傳動裝置中，形成運動的摩擦偶合面被具有一定強度的液壓油膜隔開，達到改善摩擦偶合面的摩擦性能，降低摩擦系數(shù)，減輕機件磨損，并降低能量損耗等。

1.3 冷卻作用

液壓油具有良好的導(dǎo)熱性，能夠及時帶走摩擦偶合面所產(chǎn)生的摩擦熱量，并及時沖走摩擦偶合面所形成的磨屑和污染物等，從而達到降低摩擦偶合面的溫度和減輕機件的磨損等。

1.4 防腐作用

浸泡在液壓油中，可使金屬表面與水、空氣或其他有害氣體隔開，從而減輕腐蝕。

1.5 阻尼、減振作用

液壓油具有一定的可壓縮性，能將液壓沖擊能量快速轉(zhuǎn)變成液壓能，起阻尼、緩沖或減振的作用，從而確保設(shè)備和操作人員的安全。

2 液壓油污染產(chǎn)生的原因

液壓油被污染指的是液壓油中含有水分、空氣、微小固體顆粒及膠狀生成物等雜質(zhì)。液壓油受到污染常常是系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因。因此，控制液壓油的污染是十分重要的。

液壓油液被污染的原因是很復(fù)雜的，但大體上有以下幾個方面：

2.1 殘留物的污染

主要指液壓元件以及管道、油箱在制造、儲存、運輸、安裝、維修過程中，帶入的砂粒、鐵屑、磨料、焊渣、銹片、油垢、棉紗和灰塵等，雖然經(jīng)過清洗，但未清洗干凈而殘留下來的殘留物所造成的液壓油液污染。

2.2 侵人物的污染

主要指周圍環(huán)境中的污染物，例如空氣、塵埃、水滴等通過一切可能的侵入點把污染物帶入。

2.3 生成物的污染

主要指液壓傳動系統(tǒng)在工作過程中所產(chǎn)生的金屬微粒、密封材料磨損顆粒、涂料剝離片、水分、氣泡及油液變質(zhì)后的膠狀物等所造成的液壓油液污染。這些顆粒污物類似于研磨金屬加工面使用的研磨劑，液壓系統(tǒng)中的污染顆粒隨著液壓油的流動而遍布整個系統(tǒng)。

2.4 液壓油中混入的其它油品

不同品種、不同牌號的液壓油其化學(xué)成分是不相同的，當液壓油中混入其它油品后，就改變了其化學(xué)組成，從而使用其性質(zhì)也發(fā)生變化。

3 液壓油污染的危害

污染是液壓系統(tǒng)的主要危害，污染物混入液壓系統(tǒng)后會加速零件的磨損、研傷燒傷甚至破壞，引起液壓元件性能早期下降，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障。由此可見，污染造成的后果是嚴重的。其危害有：

3.1 對系統(tǒng)工作性能的影響

由于液壓油中的污染物部分或全部堵塞了液壓元件的節(jié)流孔或縫隙，就改變了液壓系統(tǒng)的工作性能，引起動作失調(diào)，甚至系統(tǒng)完全失靈。如壓力閥的壓力產(chǎn)生隨機漂移。當污染物顆粒嵌入閥芯滑動面間，使移動阻力增大，反應(yīng)遲鈍，動態(tài)響應(yīng)速度變慢，嚴重時閥芯被卡牢。

3.2 對液壓元件的影響

液壓元件工作性能的下降與顆粒污染物的數(shù)量、大小、形狀、密度和硬度等有關(guān)。其中數(shù)量、大小、硬度起主要作用。

液壓油中固體顆粒污染物使泵的運動件表面磨損加劇，刮傷、咬死，泵的效率降低，故障頻繁壽命縮短。

液壓油中固體顆粒污染物會加速液壓油缸密封裝置的損壞，使缸運動表面拉傷、磨損、導(dǎo)致內(nèi)外泄漏增加，推力不足或動作不穩(wěn)定，爬行、速度下降，產(chǎn)生異常的響聲與振動等故障。

液壓油污染到一定的程度后，會引起濾油器網(wǎng)眼堵塞，液壓泵吸油困難而產(chǎn)生氣蝕、振動和噪聲。堵塞嚴重時，會因壓力降過大而將濾網(wǎng)擊穿，完全喪失過濾作用，造成惡性循環(huán)。

3.3 液壓油油劣化變質(zhì)對元件的影響

液壓油劣化變質(zhì)后粘度和防銹性能降低，油液乳化，消泡性降低，低溫流動性變差，有效使用時間縮短。引起液壓油變質(zhì)的原因很多，如蒸發(fā)、氧化、污染、混入異種油等。

變質(zhì)后的液壓油對元件的機械效率、容積效率等性能以及壽命等都有很大影響。

4 液壓油污染的控制措施

由于液壓油液被污染的原因比較復(fù)雜，液壓傳動系統(tǒng)在工作過程中液壓油液又在不斷地產(chǎn)生污染物，因此，要徹底地防止污染是很困難的。為了延長液壓元件的使用壽命，保證液壓傳動系統(tǒng)的正常工作，應(yīng)將液壓油液的污染程度控制在一定的范圍內(nèi)。一般常采取如下措施來控制污染：

4.1 消除殘留物污染

液壓系統(tǒng)組裝前后，必須對零件進行嚴格的清洗。

4.2 減少外來的污染

為了減少液壓系統(tǒng)的污染源，改善設(shè)備的運轉(zhuǎn)環(huán)境，加強粉塵治理，減少工作現(xiàn)場的粉塵。油箱通大氣處要加空氣濾清器，向油箱灌油應(yīng)通過過濾器，維修拆卸元件應(yīng)在無塵區(qū)進行。

4.3 濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)

根據(jù)系統(tǒng)和元件的不同要求，分別在泵的吸油口、壓力管路、泵的吸油管路、回油管路、伺服閥或調(diào)速閥的進油口處，按照要求的過濾精度，設(shè)置過濾器，選用過濾器時還要考慮納垢能量。在精度相同的情況下，應(yīng)盡量選用濾油面積大的過濾器。并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。

4.4 控制液壓油液的工作溫度

在沒有特定要求的情況下，可有限考慮選用體積式調(diào)速回路，此種調(diào)速回路溫升小、效率高；用擴大油箱容量和通風(fēng)自然冷卻來緩解油溫的升高；另外還可以采用雙油箱結(jié)構(gòu)方案，以實現(xiàn)不同溫升情況下的油溫調(diào)節(jié)；當系統(tǒng)功率損失較大，發(fā)熱量大而結(jié)構(gòu)又不允許有較大的油箱容量的情況下，可采用冷卻器進行強制冷卻。

4.5 加強液壓系統(tǒng)的維護保養(yǎng)和管理

1）選擇合適的液壓油

要根據(jù)液壓系統(tǒng)的特點和使用環(huán)境，選擇合適的液壓油，要求具備合適的粘度、合適的固體顆粒污染等級。2）加強油品管理

為保證出庫油品的質(zhì)量，必須定期對庫存油料進行取樣化驗。

3）定期清洗濾芯、油箱、管道和元件內(nèi)部的污垢，定期更換濾芯。4）通過檢查油質(zhì)來確定是否該換油

在施工或教學(xué)現(xiàn)場，由于缺少必要的檢測儀器，可采用目測法。目測法就是通過看油的顏色、嗅油的味道、摸油液的光滑度來估測液壓油的污染程度。換油時要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道元件。

5 結(jié)束語

液壓油的污染的防護和正確選用，已成為機械工業(yè)領(lǐng)域普遍關(guān)注的問題。液壓油的污染嚴重地阻礙了液壓傳動系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，不正確地選用液壓油嚴重影響了液壓設(shè)備正常安全的工作。我們應(yīng)從液壓傳動系統(tǒng)的合理設(shè)計與使用以及加強液壓油的質(zhì)量管理等方面來阻止污染物的侵入，同時還應(yīng)增強液壓油的污染與防護意識并加強對液壓油污染的監(jiān)督和監(jiān)測，只有這樣才能最大限度地減少由液壓油污染或選用不當所造成的故障。

［1］雷天覺.新編液壓工程手冊[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,1998.

［2］章宏甲,黃誼.液壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社,1993.