工程機(jī)械液壓系統(tǒng)固體顆粒污染的分析與控制

qiaoyj2008

工程機(jī)械的工作可靠性和使用壽命與液壓系統(tǒng)的污染狀況有著極為密切的關(guān)系。根據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料,，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的故障大約有70%是由于液壓系統(tǒng)的污染引起的,，其中由固體顆粒污染物引起的液壓系統(tǒng)故障占總污染故障的60%~~70%。 , j, D8 v0 ]* x; ^ 6 y1 B& O% K5 h  s1 K' p* @      液壓系統(tǒng)的污染直接影響著整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作好壞,。液壓系統(tǒng)目前面臨需要克服的難題是如何有效地降低和控制系統(tǒng)的污染,，以確保各種液壓元件及整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。因此,，合理分析和有效控制液壓系統(tǒng)的污染是確保工程機(jī)械液壓系統(tǒng)正常工作并延長使用壽命的關(guān)鍵,。 3 }! g8 Y$ @" P! F7 u

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精密鋼管剖開后內(nèi)壁清潔度圖

1、液壓系統(tǒng)污染物的來源 6 s+ G& k* A: f      液壓系統(tǒng)的污染源主要有潛在污染物,、再生污染物和浸入污染物,。歸納起來，液壓系統(tǒng)中的污染物的類型大致可分為固體顆粒,、空氣,、水,、化學(xué)物質(zhì)和微生物等，其中,，固體顆粒污染造成的危害最大,。 2、固體顆粒的危害與產(chǎn)生的原因 $ h5 I- r4 n- c8 b 0 l  |5 O- I! @      在各類污染物中,，固體顆粒是液壓系統(tǒng)中最普遍且危害性最大的污染物,。在液壓系統(tǒng)污染造成的故障中，20%源于腐蝕,，而50%的機(jī)械性磨損是由于固體顆粒的存在所造成的元件表面損壞所致,。 2.1 、固體顆粒的組成與分布的       固體顆粒主要由剝落物,、膠質(zhì),、金屬粉末、空氣中帶來的粉塵,、砂子,、研磨粉、沉積物和纖維等組成,。其在液壓系統(tǒng)中分布見表所示,。 2.2   固體顆粒的主要來源 " C3 M" s/ C3 O2 Y2 L      固體污染物主要來源于以下幾個(gè)方面： （1）系統(tǒng)硬管管道內(nèi)壁附著的片狀鐵銹，酸洗后殘留在管內(nèi)的化學(xué)藥品類,； , i" [0 `8 W2 n. V  Z( q4 }3 J% H2 C 8 `2 \8 A. [' A& z. k) Y（2）硬管在切割和套絲等加工過程中存留的鐵屑； # c& ~- S6 e0 j（3）密封件,，密封圈殘?jiān)�,。由于結(jié)合部位的銳邊及尺寸予緊等條件限制，可能將密封件部分損壞,，損害部分直接進(jìn)入系統(tǒng),； （4）高壓軟管總成內(nèi)部灰塵及部分接頭部位殘留膠狀碎片； 8 }3 p: [/ d" ]* n   z" O: V. ]9 Z' d2 g（5）液壓系統(tǒng)裝配現(xiàn)場由于環(huán)境因素進(jìn)入管道內(nèi)部的石子,、塵土等,，這種情況并不多見； （6）液壓元件內(nèi)部存留的型砂殘留物,、加工鐵屑,、密封殘?jiān)�等。由于液壓元件出廠前都經(jīng)過必要的清洗和檢驗(yàn),，所以這種情況不多見,。 1 K3 R' G- {/ l5 u4 v9 o7 o2.3  固體顆粒污染的危害 + S4 P# w6 n  [# _0 c# j 8 M7 x; a" ?; o0 D2.3.1  粘著和堵塞過濾器孔眼和各種間隙、通道,，從而使液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)困難,，產(chǎn)生氣蝕和躁聲,。 4 ?9 I: J/ x' ~' [1 N0 l/ r1 ^2.3.2  破壞潤滑油膜，增大機(jī)器的摩擦力和磨損,。固體粒子會(huì)使厚度小于固體粒子尺寸0.6倍的潤滑油膜破壞而失效,，從而使機(jī)器的摩擦力和磨損明顯增大。磨損有五種磨損形式：磨料磨損,、沖蝕磨損,、粘著磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損,。其中最主要的是磨料磨損,。以上每一種磨損都會(huì)產(chǎn)生新的磨損，從而進(jìn)一步加劇元件的磨損,。磨損會(huì)導(dǎo)致液壓元件產(chǎn)生泄露,，效率降低，使用壽命縮短甚至損壞,。 - w  W. b0 E4 Z. j5 z 2.3.3  加速密封材料磨損,，增加外瀉漏量。固體顆粒會(huì)加速液壓缸密封裝置的損壞,，使液壓缸運(yùn)動(dòng)表面拉傷,、磨損，導(dǎo)致液壓缸內(nèi)外泄漏增加,，推力不足或動(dòng)作不穩(wěn)定,，爬行，速度下降,，產(chǎn)生異常響聲與振動(dòng),。 : Q% o) Y& l3 S5 k6 }$ ]# I9 u" [ 2.3.4  部分或全部堵塞液壓元件的孔隙，使控制元件動(dòng)作失靈 2.3.5  固體顆粒中的金屬和金屬化合物粒子會(huì)對(duì)油液的氧化,，變質(zhì)起催化作用,，油液的氧化將劣化油液質(zhì)量，降低潤滑性能,。       當(dāng)元件的間隙被固體顆粒所淤塞,，會(huì)產(chǎn)生磨損的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，磨損鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的產(chǎn)生是因?yàn)橄到y(tǒng)中的磨損污染物不能得到有效的控制,，使得系統(tǒng)元件進(jìn)一步磨損,，產(chǎn)生更多的固體顆粒。從而進(jìn)一步影響整個(gè)液壓系統(tǒng)的性能,。因此,，采取有效措施去除油液污染物，尤其是固體污染物,，是保證工程機(jī)械液壓系統(tǒng)正常工作的前提,。 * S0 l% x) o( @& V5 D 3,、防空措施 ( C8 w& I! @7 i* z: ?$ t5 S6 E      液壓系統(tǒng)的污染控制，貫穿于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),，制造,、裝配、使用和維護(hù)等整個(gè)過程,，解決液壓系統(tǒng)污染不可能完全去除污染物,，而是通過污染控制措施，使系統(tǒng)的污染度保持在系統(tǒng)關(guān)鍵液壓元件的污染承受范圍以內(nèi),，從而達(dá)到合理的平衡,。對(duì)液壓系統(tǒng)污染的控制主要有兩種措施：一是防止污染物侵入系統(tǒng)；二是對(duì)系統(tǒng)油液進(jìn)行過濾凈化,。 3．1  設(shè)計(jì)階段的污染控制 : ^4 a! C6 I# m  A. o: v 0 n' w5 V* f$ O7 l/ y3 K      在設(shè)計(jì)階段,，應(yīng)慎重選用易于產(chǎn)生顆粒雜質(zhì)而污染系統(tǒng)油液的裝置、結(jié)構(gòu)等,。如從控制固體顆粒污染角度,，寧可選凸緣連接結(jié)構(gòu)而少用管接頭，因?yàn)檠b配維修時(shí)管接頭產(chǎn)生大量磨屑,；油箱呼吸口設(shè)計(jì)位置高一些,，并盡量掩蔽些，以防雨水和灰塵侵入,；軟管可選用加襯里的油管等等,。 % V! x4 x1 S( f5 \      在設(shè)計(jì)階段最重要的是濾油器的設(shè)計(jì)和選擇。設(shè)計(jì)時(shí),，可考慮在對(duì)液壓油污染較敏感的液壓元件進(jìn)油處增設(shè)吸油濾油器,，在容易產(chǎn)生磨屑的液壓元件的回油處濾油器，在關(guān)鍵性液壓元件的進(jìn)油口設(shè)置輔助濾油器,，在污染物侵入量大的系統(tǒng)中，安裝旁路過濾以作為在線濾油器的補(bǔ)充,，改善清潔度,，延長濾油器使用壽命等等。 , W0 Y: p3 R$ }/ I, I5 b. X6 Y6 y! z3．2  制造階段的污染控制 9 h+ J9 r$ P( t6 K/ Y( u% T: c2 t9 ~& ] 4 p* V) Z; @% G$ X' x+ ?- N, F      外協(xié)外購件如各種閥,，高壓軟管,，缸等以及液壓油要嚴(yán)格進(jìn)行進(jìn)廠檢驗(yàn)。關(guān)鍵件需進(jìn)行加載,，跑合和清洗,。除外購的液壓元件以及一些軟管外，在現(xiàn)場配制的液壓管道必須經(jīng)過酸洗除銹,。管道按以下工藝流程進(jìn)行：脫脂,、酸洗,、中和、鈍化,、干燥,、涂油、封閉,。酸洗前應(yīng)將經(jīng)過脫脂處理后的管子用凈化壓力水沖去關(guān)內(nèi)外壁的堿性溶液和洗去油污,。所有密封面，絲扣等必須涂油覆蓋以后才能進(jìn)行清洗,。 $ G, ^+ u/ ]" H* M4 l6 ]+ v      酸洗處理后,，必須對(duì)管道進(jìn)行打壓沖洗，打壓沖洗是液壓系統(tǒng)裝配過程中非常重要的環(huán)節(jié),。管道經(jīng)過打壓沖洗以后,，可以將管道中雜質(zhì)沖去。沖洗時(shí)重點(diǎn)對(duì)焊口,、法蘭,、變徑、三通及彎頭部位定時(shí)進(jìn)行均勻敲打,，使這些部位的雜質(zhì)振落隨油一起沖走,。   @' L6 e4 {, s. m# `% ]6 n' s : U' k' S* M. I9 g7 I      應(yīng)注意管道的酸洗與打壓沖洗應(yīng)在裝配前夕進(jìn)行，因?yàn)檫^早進(jìn)行這些處理而長期擱置不用,，管道裝配時(shí)仍有生銹的可能性,。 1 M- l3 n# _) ^) z; N* n# ?! ^5 ?1 ~# @       裝配前，所有需要清洗的液壓元件和輔件都必須清洗干凈且用密封塞閉油口,，裝配時(shí),，首先要防止環(huán)境污染，有條件可使室內(nèi)壓力高于室外,，防止大氣灰塵污染,。其次，采用干裝配,，即各元件清洗后用干燥的壓縮空氣吹干以后裝配,。最后，裝配人員應(yīng)將裝配工具,、濾網(wǎng)以及加油容器保持清潔,，并嚴(yán)格按照有關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行裝配，盡量減少人為因素所造成的污染,。

齊魯大帝

不錯(cuò),，學(xué)習(xí)了，謝謝