液壓油在液壓系統(tǒng)中引起的故障原因及排除方法

陳 亮

(黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司)

隨著施工機械在路橋施工等基本建設(shè)中越來越多的應(yīng)用,施工機械的正常運轉(zhuǎn)就成了項目施工的重要保證。在工程機械中,液壓傳動現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)被廣泛應(yīng)用。液壓系統(tǒng)工作可靠、可操作性好、性能穩(wěn)定、故障率低,但尋找故障的部位要比復(fù)雜程度相同的機械式、電氣式結(jié)構(gòu)相比要困難的多。而液壓油更是工程機械液壓系統(tǒng)工作的主要介質(zhì),許多液壓系統(tǒng)故障的產(chǎn)生都與液壓油息息相關(guān)。本文就液壓油異常引起的系統(tǒng)故障做簡單介紹,主要分析故障產(chǎn)生的原因和故障的消除方法,僅供參考。

1 液壓油溫度過高

工程機械液壓系統(tǒng)在工作過程中由于系統(tǒng)內(nèi)部壓力損失,克服摩擦阻力,補充容積損失等原因要產(chǎn)生能量損耗,這些損耗的能量將轉(zhuǎn)變成熱能使液壓系統(tǒng)溫度升高。適當(dāng)?shù)臏厣龑ο到y(tǒng)影響不大,但油溫過高則會降低液壓系統(tǒng)的工作性能、設(shè)備與元件的壽命,浪費能源。油溫升高的主要原因有以下幾個方面:

(1)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障或液壓油油量不夠,使散熱量不足導(dǎo)致溫度升高。

(2)液壓系統(tǒng)的元件加工精度不夠或裝配質(zhì)量不良,有相對運動元件間的潤滑條件差,密封件質(zhì)量不好或調(diào)整過緊造成機械摩擦損失引起的溫度升高。

(3)液壓系統(tǒng)工作壓力調(diào)整不當(dāng),工作油液粘度太大或品質(zhì)差等造成壓力損失引起的溫度升高。

(4)密封件損壞或液壓系統(tǒng)相配元件的配合間隙過大使工作油泄露量加大而造成液壓系統(tǒng)溶劑損失引起的溫度升高。

(5)違章操作,超負(fù)荷運轉(zhuǎn)引起的溫度升高。

溫度升高的控制方法有以下幾個方面:

(1)嚴(yán)禁超負(fù)荷作業(yè),更換配件要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),嚴(yán)格控制相配件的間隙和改善潤滑條件,采用摩擦系數(shù)小的密封結(jié)構(gòu)和材質(zhì),盡可能減少動不平衡量來降低能量損失。

(2)系統(tǒng)壓力盡可能調(diào)至設(shè)備說明書上規(guī)定的下限值;合理調(diào)整工作部件的啟動、停止和換向性能;限制系統(tǒng)中的液流速度;盡可能減少接頭和彎頭;采用傳動效率高的液壓回路等措施來降低壓力損失所產(chǎn)生的熱量。

(3)改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)或選用密封性能好的密封件,嚴(yán)格控制密封件的間隙或合理增大封油長度來減少液壓系統(tǒng)的泄露,盡量控制系統(tǒng)容積損失所產(chǎn)生的熱量。

(4)采用粘溫性能好的工作油液,即溫度變化后工作油液的粘度變化較小,確保系統(tǒng)處于良好的潤滑狀態(tài)。

(5)改善散熱條件,提高散熱效果

2 液壓油的污染

液壓油是保障液壓系統(tǒng)工作可靠性、壽命和經(jīng)濟效果最重要的因素,絕大部分液壓系統(tǒng)的故障及液壓元件的磨損和損壞都是由于液壓油受污染而產(chǎn)生的后果。液壓油受污染的原因主要有以下幾個方面:

(1)液壓油的品質(zhì)低劣、抗氧化性能差或在生產(chǎn)過程中就含有各種雜質(zhì)。

(2)在使用過程中不同品種的液壓油混合使用產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而使油品下降,并析出各種生成物形成雜質(zhì)。

(3)液壓油儲運以及往油箱中加油時帶入污染物。

(4)液壓元件在工作時由于磨損而產(chǎn)生的粉末,密封件磨損產(chǎn)生的橡膠顆粒:其它液壓管路或腔道的脫落物等形成的污染。

(5)液壓系統(tǒng)及元件在加工、裝配、儲運過程中帶有雜物,與液壓油混合形成污染物。

(6)油缸等元件的活塞桿在工作過程中伸出油缸的部分會帶入系統(tǒng)一些雜物形成液壓油的污染。

(7)液壓油在使用過程中油液氧化變質(zhì)后產(chǎn)生膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、碳渣等雜物形成污染。(8)液壓油溫度過高使液壓油變質(zhì)產(chǎn)生雜物形成污染。(9)液壓系統(tǒng)檢修保養(yǎng)時工作環(huán)境惡劣帶入系統(tǒng)的污染物。

分析完液壓油受污染的原因和途徑,我們就要想辦法解決這些問題來保證系統(tǒng)中液壓油的純凈。一般有以下幾種控制方法:

(1)選擇符合設(shè)備說明書要求的液壓油牌號并嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),杜絕低劣品質(zhì)的液壓油進(jìn)入液壓系統(tǒng)。

(2)根據(jù)不同的工作環(huán)境和溫度及時更換不同粘度的液壓油。

(3)及時清洗液壓油濾清器,更換失效的濾清器濾芯。

(4)液壓油油量要充足,以使液壓油能夠在液壓油箱內(nèi)有較長的逗留時間,有利于空氣和雜質(zhì)從液壓油中分離出來,也能充分利用油箱壁的散熱作用降低油溫。

(5)保持液壓油箱油道口及各元件油管接口清潔。

(6)拆檢液壓系統(tǒng)時工作環(huán)境要清潔,并將所有外露的油路管口封閉好。

(7)拆卸下的元件需要清洗的,要根據(jù)元件的材質(zhì)、污染物種類、顆粒粘附于表面的機理及清洗要求,采用不同的清洗溶劑和清洗方法,清洗后要脫脂、干燥,然后再裝配。

(8)液壓系統(tǒng)拆檢裝配完成后,必須對整個液壓系統(tǒng)進(jìn)行一次清洗,全部液壓油循環(huán)三次左右濾出其中雜質(zhì)即可正常使用。

3 液壓系統(tǒng)漏油及滲油

液壓系統(tǒng)漏油及滲油分為兩種情況,一種是液壓油從液壓系統(tǒng)內(nèi)部流到外部,即外泄露;一種是液壓油在液壓系統(tǒng)內(nèi)部由于元件磨損等原因從高壓腔流到低壓腔,即內(nèi)泄露。這兩種情況都會直接影響液壓系統(tǒng)的性能,使壓力和流量不足,作用力和速度下降,功率損耗,油耗增大,甚至?xí)拐麄€液壓系統(tǒng)癱瘓而無法正常工作。現(xiàn)分析液壓系統(tǒng)泄露的原因如下。

(1)密封件的原因:密封件密封是液壓系統(tǒng)中被廣泛采用的密封手段,其密封效果與密封件材質(zhì)、表面質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、使用時間、使用條件等有關(guān)。

(2)液壓元件的原因:液壓系統(tǒng)中絕大多數(shù)元件廣泛采用間隙密封,其密封性能與間隙大小、壓力差、封油長度、加工質(zhì)量、油的品質(zhì)等有關(guān)。

(3)維修人員裝配不當(dāng)、緊固力不均等引起的泄露。(4)元件的泄油、回油管路不暢引起內(nèi)外泄露嚴(yán)重。(5)油溫過高,油液粘度下降或選用的油液粘度過小使泄露增加。

(6)系統(tǒng)壓力調(diào)的過高,密封件預(yù)壓縮量過小而引的起泄露增加。

(7)系統(tǒng)超負(fù)荷運轉(zhuǎn),元件或密封件損壞形成泄露。

分析了導(dǎo)致系統(tǒng)泄露的原因,那么怎樣才能減少或消除泄露呢?一般情況可采取以下四點措施。

(1)精心操作,細(xì)心觀察,不隨意提高系統(tǒng)壓力。

(2)選用設(shè)備說明書推薦用油并根據(jù)工作條件、環(huán)境、時間、氣候等綜合因素及時更換液壓油。

(3)選配適當(dāng)規(guī)格的密封件,改進(jìn)不合理的液壓系統(tǒng),盡可能簡化液壓回路來減少泄露環(huán)節(jié)。

(4)維修液壓系統(tǒng)時要注意防塵,注意裝配尺寸、裝配間隙和密封件的方向性。

4 液壓沖擊

液壓沖擊是液壓系統(tǒng)快速換向或突然關(guān)閉閥門時,液體流動的慣性和運動部件的慣性使系統(tǒng)壓力瞬時升高而產(chǎn)生的現(xiàn)象。沖擊現(xiàn)象不僅可以影響系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性和工作的可靠性,還會引起振動和噪音、各連接件的松動、液壓管路的破裂、液壓元件和測量儀表的損壞,嚴(yán)重的可能導(dǎo)致機械事故。液壓沖擊產(chǎn)生的根本原因是液壓沖擊波、液壓系統(tǒng)油流的動量、運動部件的慣性力引起的壓力增值。消除液壓沖擊的方法可以從下面這幾個方面來考慮。

(1)在滿足工作所需要的驅(qū)動力情況下,盡可能降低系統(tǒng)的工作壓力,有背壓閥的系統(tǒng)要適當(dāng)提高背壓閥的工作壓力。

(2)液壓管路盡可能采用橡膠軟管來吸收一部分液壓沖擊的能量。

(3)根據(jù)實際情況在經(jīng)常發(fā)生液壓沖擊的附近可考慮安裝蓄能器。

(4)在確保工作周期的前提下,盡可能減慢換向閥關(guān)閉或開啟進(jìn)油口的速度。

(5)在換向閥未完全關(guān)閉前減慢液體的流速。

5 氣穴現(xiàn)象

氣穴就是液壓系統(tǒng)液壓油中混有氣泡,一般是液壓系統(tǒng)中液體的壓力低于相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓時液體加速汽化產(chǎn)生的,另一種是溶解在油液中的空氣分離出來而產(chǎn)生的。氣穴存在于液壓系統(tǒng)中可以腐蝕金屬表面,降低元件的使用壽命,降低液壓泵的容積效率,使系統(tǒng)壓力不平衡,輸出推力有波動,氣穴也是系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲的主要根源之一。氣穴的產(chǎn)生原因主要有幾個方面:

(1)回油管露出液面而使回油飛濺產(chǎn)生氣泡,吸油管口浸入液面過淺,吸油時產(chǎn)生旋渦將空氣吸入,液壓系統(tǒng)的液壓管路、腔道、元件的密封不良等原因?qū)⒖諝饣烊胍簤河椭行纬蓺庋ā?/p>

(2)液壓系統(tǒng)中的節(jié)流孔、閥類等節(jié)油部位、液壓管路的變徑等部位的油液流速突然升高使壓力驟降形成氣穴。

(3)液壓系統(tǒng)中液流的分流與合流、液流方向突然改變而形成的氣穴。

針對氣穴產(chǎn)生的原因,通常采用下面的幾種方法來加以控制:

(1)提高液壓系統(tǒng)的密封性等一系列措施防止空氣直接混入液壓系統(tǒng)。比如減少液壓系統(tǒng)的泄露、改良液壓系統(tǒng)的密封、合理減少液壓系統(tǒng)的液壓油直接與空氣接觸的面積和幾率等

(2)盡量減少液壓系統(tǒng)的變徑,減少液壓油壓力的驟升驟降。

(3)控制系統(tǒng)的油溫。

(4)減少或消除液壓沖擊。