连铸小方坯液压剪切机液压系统设计【包含CAD高清图纸及说明书】
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E N T E R T A I N M E N T T E C H N O L O G Y演 艺 设 备 与 科 技59演出场馆建设B舞台工艺与设备u i l d i n g o f E n t e r t a i n m e n t S t a d i u m前言对于液压或油润滑机械来讲， 确定一个清洁度水平，且要达到计划目标，如同选择泵、 阀、 调节器或轴承等一样,是系统设计的一部分。不幸的是当一些系统设计者选择一个过滤器时, 他们只是看到了过滤器供应商的产品目录, 却很少关注这种特殊系统的整体要求。为了达到预期的清洁度，就需要选择和配置适当的污染控制设备, 以期消除（根除）高达8 0 %的液压系统的故障。工程中液压系统的污染控制编译/ 兰州理工大学舞台设备研究所 魏发孔【摘 要】 液压传动是最可靠的并具有可重复性的动力及运动控制形式之一，为实现上述目的就要求对系统进行精妙的设计和有效的污染控制。实践证明，液压系统运行中出现的问题8 0 是与污染控制不充分有关。了解本文的内容将在很大程度上有助于设计和维护工程师获得稳定的系统清洁度，而这正是液压传动可靠运行的基础。【关键词】 污染 磨损 过滤 清洁度 系统【A b s t r a c t 】F l u i d P o w e r i s o n e o f t h e m o s t r e l i a b l e a n d r e p e a t a b l e f o r m s o f p o w e r a n d m o t i o n c o n t r o l . A l l t h a t i sr e q u i r e d i s c o m p r e h e n s i v e s t a t e - o f - t h e - a r t s y s t e m d e s i g n a n d m o d e r n s y s t e m i c c o n t a m i n a t i o n c o n t r o l .W h e n p r o b l e m s a r e e n c o u n t e r e d , 8 0 % o f t h e t i m e t h e y a r e r e l a t e d t o i n a d e q u a t e c o n t a m i n a t i o n c o n t r o lp r a c t i c e s . U n d e r s t a n d i n g t h i s h a n d b o o k w i l l g r e a t l y a s s i s t t h e d e s i g n o r m a i n t e n a n c e e n g i n e e r i n a c h i e v i n gt h e b a l a n c e d s y s t e m c l e a n l i n e s s t h a t i s t h e c o r n e r s t o n e o f f l u i d p o w e r r e l i a b i l i t y .【K e y W o r d s 】 c o n t a m i n a t i o n a b r a s i o n f i l t r a t i o n c l e a n l i n e s s l e v e l s y s t e m .编者按：美国V I C K E R S 公司曾几十年致力于液压系统及元件的设计研究，还结合生产实践并借助设备精良的实验室，对液压系统的污染控制进行了专题研究。这篇文稿是该项研究的原始资料，也是液压系统的污染控制专业指导书，研究首先指出了原版国际标准I S O 4 4 0 6 的不足。新版国际标准I S O 4 4 0 6 - 1 9 9 9 及新版我国机械设计手册均采用了其中的部分研究成果，正说明它在专业上的权威性，比较有参考价值。本文根据这份资料编译而成，拟分为三期刊发，供中小企业及设计、维护中小剧场液压系统的专业人员参考。另外, 用户的液压系统有效成本接近于污染控制所允许的过滤器和元件的价格, 通过改进服务性能使其很快地恢复、增加元件寿命，增加油液寿命，延长运行时间和减少维修。为了重点强调元件设计、系统设计、过滤器性能和过滤器布置之间的相互影响，这里推荐了指定的过滤器并指出了系统污染控制的途径。本文专门定义质量、 有效成本内系统污染控制的理论和实践。1 污染控制的系统途径为了达到有效性和经济性相一致，必须首先确定目标，系统污染控制的目标总是一致的：清洁油液使其达到在系统的有效使用期内，污染不再是任何元件失效的一个因素。实现这个目标的第一步是建立考虑系统特殊需要的清洁度指标。一旦目标已经建立，下一步是选择过滤器和设置其在系统中的合理位置，使其能够在有效成本内达到这个E N T E R T A I N M E N T T E C H N O L O G Y演 艺 设 备 与 科 技60E N T E R T A I N M E N T T E C H N O L O G YNo. 4, 2007 Accumulated No. 23目标。这就需要懂得过滤器的性能、循环动力学和过滤器布置。这三个因素都是重要的， 但最后两个因素循环动力学和过滤器布置，往往没有得到足够的重视。我们现在能看到一些最初保持液压油或润滑油清洁的高效过滤器的资料。大多数系统都存在污染问题，其产生原因有：缺乏对流体动力学的了解而忽视了对过滤器的布置；系统中的过滤器在整个服务寿命期间没有能力维护其性能指标。本文提出了需要处理过滤器布置和系统动力学的指导方针。机器运转之后， 最终及正在进行的步骤是确定维持中的目标清洁度。最经常完成的是送一些油液样品到颗粒计数实验室给出已确定标准的清洁度（或污染度）代码数。如果目标正在满足，系统只是需要维护过滤器并且周期性地重测油液。如果清洁度目标不能达到，就需要采取纠正措施。有时需要改变维护习惯，而有时可能需要提高过滤器等级或附加过滤器。污染控制的明智之举是在设计阶段就考虑好如何避免短期和长期问题的最佳措施，保证使液压或油润滑机械获得长期可靠的运行。2 量化油液清洁度建立目标清洁度的第一步是了解“清洁”不是一个一般的术语而是一个专门的定量值。液压油或润滑油清洁度的当前国际标准由I S O 4 4 0 6 （注：I S O4 4 0 6 - 1 9 9 9 液压传动油液固体颗粒污染等级代号法）定义。使用被认可的实验室颗粒计数程序， 即确定在1 m l 油液里固体颗粒的数量及大小（见图1 ） 。表1 为用自动粒子计数器计算出液压油样本中的典型数据。一旦获得结果， 这些点被绘在清洁度图表上（见图2 ） 。这个图表有给出定量的范围代码（最左边） ，0 2 5 与颗粒的详细数量相符合。取得范围代码为大于等于5 m 的颗粒的数量和代码范围为大于等于1 5 m 的颗粒的数量并且用斜杠连在一起所表示I S O 油液清洁度代码。对于样品中的颗粒计数，大于等于5 m 的颗粒数是8 9 个， 其代码为1 4 ， 而大于等于1 5 m 的颗粒数是2 2 个其代码为1 2 ，I S O 4 4 0 6 在1 9 9 9 前的版本中描述该油液清洁度为1 4 / 1 2 。 由于它不提供内部形成的小于5 m 的残渣微小颗粒的数量而掩盖了重要的情况。为了弥补这一部分， I S O 4 4 0 6 - 1 9 9 9 已经采纳了扩大代码到相互关联的三个范围，即2 m ，5 m 和1 5 m 。举例来说，清洁度代码变成了2 0 / 1 4 / 1 2 。 整个这份文件我们将用带有三个范围的代码表达清洁度。图1 自动颗粒计数装置图2 清洁度代码图表图3 污染的新油表1 用自动粒子计数器计算出的液压油样本数据以微米计的颗粒大小“X ”在一毫升试验油液中大于“X ”的颗粒的数量2 m5 1 2 05 m8 91 0 m4 31 5 m2 22 5 m35 0 m4注：颗粒计算通常试验1 0 m l 1 0 0 m l的油液，然后折算成一毫升。这将使结果更具有代表性。E N T E R T A I N M E N T T E C H N O L O G Y演 艺 设 备 与 科 技61演出场馆建设B舞台工艺与设备u i l d i n g o f E n t e r t a i n m e n t S t a d i u m3 污染源进入油液的固体污染源有四种基本的渠道。它们是：新添加油的污染，内置的污染，入口污染和内部产生的污染。其中每种污染在重点考虑布置过滤器的时候都需要了解。3 . 1 新添加油的污染虽然液压油和润滑油是在可靠的清洁条件下精炼的，但是油液运输到用户常用的储藏油桶或油罐时要通过许多管路。由于运转过程中时常卷入金属和橡胶颗粒以及油桶内剥落的金属和碎片，油液不再清洁。储藏罐是一个确实存在的问题, 因为水分浓缩在里面产生锈蚀颗粒，来自大气的污染也可以找到进入油罐的途径，除非安装了良好的换气装置。如果油液在合理的条件下储藏， 传输到机器里的主要污染将是金属、硅土和纤维（见图3 ） 。来自著名供应商提供的样品已经表明典型的清洁度为1 7 / 1 6 /1 4 或更差。 使用一个方便移动的装有高效过滤器的滤油车, 在污染进入并损害系统元件之前将污染物去除，将是一种有效可取的措施。3 . 2 内置的污染新的机器总是含有一定量的内置污染。在系统中仔细装配并冲洗新的元件可以减少污染，但不可能根除。典型的内置污染是磨石、碎片、电镀层、污垢、灰尘、纤维、沙砾、湿气、管子密封胶、焊疤、油漆及洗涤液等等。系统冲洗期间去除污染的量不仅取决于所使用过滤器的效力，而且取决于冲洗油液的温度、粘度、速度和“振荡”的程度。除非达到高速度和高频繁的振荡，否则直到系统运行时多数污染物也不可能被清除， 因而会导致惨重的元件故障。不管机械施工人员执行冲洗的标准如何, 任何新油、 再生油或润滑油系统在空载运行期间的情况都应该得到重视。3 . 3 入口污染直接来自环境的污染有可能进入液压动力或润滑系统，但这种情况比较容易监控，如同在钢厂或汽车制造厂内的大型装配，虽然其变化相当大，但相对地容易了解环境条件。例如焦碳炉运行条件大大地不同于冷压加工的类似系统。对于可移动的设备, 其应用的环境条件、 场地甚至气候条件 （即高气流） 都有很大的变化。关键是严格地限制环境污染系统的通路。灰尘进入系统有四种主要的途径： 油箱通气口、泵站系统盖板、维修期间元件打开时以及油缸的密封处等（见图4 ） 。3 . 4 入口污染源（1 ）油箱通风口。允许空气进出油箱进行交换，以补偿主要由油缸往复和油液热胀冷缩引起的油液变化。所有交换空气的通风口都需要安装屏障式空气滤清器。其他可接受的选择是使用球胆或柔性橡胶屏障，预防交换空气接触系统油液的表面或防止油箱真空引起的负压。（2 ）油箱口盖板。在一些设备上，油箱口盖板通常是不可或缺的设计。污染控制好的系统要求油箱的设计在运行期间保持密封，而在维护保养时要很容易地打开，在这方面的污染控制需要对维护保养及维修人员进行适当的培训。（3 ）维护期间的侵入。无论何时一个系统正在打开维护的时候，就有可能使环境污染进入系统。要采取措施尽可能地保证打开的部件被隔离或保护，重新制作或装配的零部件一定要在防止额外的空气灰尘及污染的环境中进行。应该用棉纱或吸油的抹布将装配后的部件擦拭干净，并将周围清理清洁。（4 ）油缸密封口侵入。活塞杆滑动密封处在除去薄薄的油膜和来自杆部的轻微污染方面几乎不能设计得1 0 0 % 有效。沾在伸出部分的环境灰尘在缩回时被带入缸内冲刷到系统油液中。在设计过程中要重点对伸出部分认真考虑。当此处的污染不可避免时，应考虑设置容量足够的过滤器。3 . 5 系统污染的产生对于系统来说最危险的污染是由系统自身产生的。那些“硬化的”颗粒的硬度要比产生颗粒的本体表面更硬，并且进一步地对系统引起更严重的损害。虽然所有的部件（尤其是泵）在日常运行期间会产生少量的颗粒，但系统运行在有适当清洁度油液下时产生的颗粒极少。在不能很快除去颗粒的系统里，污染级别的提高将会引起额外产生颗粒的数量迅速增加。防止系统内部产生污染的最好方法是以一个清洁（充分冲洗）的系统为起点，并在运行中持续保持系统的油液干净。 （未完待续）注：本文编译自V I C K E R S ：T H ES Y S T E M I C A P P R O A C H T O C O N T A M I -N A T I O N C O N T R O L A C o m p l e t e G u i d ef o r M a x i m u m S y s t e m P e r f o r m a n c e 。 本文在编译过程中删减了涉及商业广告的部分内容，只将技术内容纳入，以供专业人员参考。（责任编辑 张 淼）图4 污染源建材与装饰 2 0 0 8 年 2 月下旬刊工程机械液压系统污染的危害及控制周春华（深圳市长筑路桥工程有限公司）随着液压传动和液力传动技术在工程机械上的广泛应用，对液压系统的性能提出了愈来愈高的要求。提高工程机械液压系统的工作可靠性和使用寿命愈来愈引起人们的关注。大量事实表明， 工程机械的故障和工作可靠性与液压系统污染状况有着极为密切的关系。1液压系统污染的危害液压系统受到污染，轻则影响系统的性能和工作可靠性，重则损坏机件以至系统失灵， 导致液压元件或液压系统不能工作。研究液压系统污染的危害，首先应分析污染物的成分， 污染的途径以及受污染后的危害。1 . 1污染物的成分侵入液压系统的污染杂质有很多种类。检测结果表明， 对液压系统危害较大的主要有三种类型的杂质。（1 ） 固体颗粒状杂质。如金属碎屑， 沙粒， 焊渣， 密封材料碎渣， 油漆， 包装材料碎片等。（2 ） 液体状杂质。主要是水分和其它不符合使用要求的油液。（3 ） 气体杂质。主要是空气和油液本身受到冲击而产生的气泡。1 . 2污染杂质的来源液压系统除油箱与大气连通外， 基本上是闭环系统。那么，污染杂质是通过什么途径侵入到系统内部的呢？下面对三种类型的杂质分别进行分析。1 . 2 . 1固体颗粒状杂质的来源系统内的颗粒杂质来源有两条途径：（1 ） 系统内部产生。系统运转过程中不断产生金属和密封材料的磨屑颗粒、 过滤材料脱落的颗粒或纤维。油箱中剥落的油漆， 锈斑。 气蚀现象剥落的金属碎片。 液压油因高温变质而生成的焦油， 胶质和油渣等。（2 ） 系统外部侵入。一般而言， 系统内部产生的杂质相对较少， 大部分都是由外部侵入的。从油箱的换气孔侵入。因为换气孔与大气连通， 粉尘微粒随空气进入油箱中。预留孔口和元件连接处密封不严， 微粒随空气一起被吸入。活塞杆在伸缩过程中粘带。液压油本身带有杂质。设备在制造装配过程和维修组装过程中， 由于没有彻底清除干净， 焊渣， 铁屑， 沙粒等杂质滞留在管道内。在换油时， 加注工具没有经过清洁处理， 污染物随油液一起进入系统。1 . 2 . 2液体杂质的来源液体杂质主要是水分， 其它液体污染的概率很小， 一般是意外事故， 这里不作探讨。只对水分的来源进行分析。（1 ） 空气中的水汽。 油箱液面与大气接触， 大气中的水汽含量是动态的， 随气温， 气压的变化而变化。当空气中的水蒸气达到雾点， 形成水滴， 随液压油流至液压系统的各个部位。（2 ） 系统密封不良， 水分直接渗入。油箱盖密封不严， 雨水漏入； 水冷系统的渗漏或系统结构欠缺， 易使水分渗入； 安装在油箱中的冷却盘管或挡板由于腐蚀， 碰撞等原因造成破损时， 水可直接进入液压油箱。1 . 2 . 3气体杂质的来源气体主要指空气。 空气混入液压系统的途径有很多。 其中主要有：（1 ） 由于油箱液面过低， 吸油口直接吸入空气。（2 ） 预留孔口和元件连接处密封不严。空气容易进入。（3 ） 回油管路带入。（4 ） 油液受到冲击时产生的气泡。1 . 3污染的危害研究污染杂质对液压系统元件的磨损， 损坏状况， 是掌握液压系统产生故障原因的关键所在。液压系统除了由于设计， 制造， 安装， 调试不当而产生的故障外， 其余基本上是在使用和维修过程中， 由于污染杂质侵入而造成的。随着液压技术的发展和加工工艺的不断提高， 前者引发故障的概率愈来愈低， 而后者由于人们的认识不足和使用单位管理水平跟不上，由此引起的故障愈来愈多。污染杂质侵入液压系统带来的危害主要表现在如下几方面：（1 ） 固体杂质对活塞杆， 密封圈等元件的磨损和损坏。（2 ） 固体杂质淤积在管路底部或弯头处， 造成管道截面积减少， 系统内局部压力增大， 容易发生接口渗漏或管道破裂。（3 ） 固体杂质淤积在密封圈唇部， 引起密封不良， 降低密封性质。（4 ） 空气和水分使液压油的润滑性能和防锈性能降低。（5 ） 空气和水分加速液压油的氧化变质， 使液压油的粘度降低。（6 ） 气体使液压泵工作时发出异常噪声。（7 ） 气体产生气蚀作用， 使元件受到破坏。（8 ） 气体引起工作机构出现爬行和抖动现象。（9 ） 气体增多， 会导致液压泵的容积效率下降， 能量损失增多， 使液压系统不能发挥应有的效能。（1 0 ） 气体降低液压系统的传动刚度和精度。2液压系统污染的控制分析表明， 污染是不可避免的， 但可采取一些预防控制措施，工艺与设备 1 4 7 建材与装饰 2 0 0 8 年 2 月下旬刊降低污染的程度和延缓污染的速度。2 . 1液压系统污染控制的必要性据有关工程机械故障分析显示：液压设备故障占整个设备总故障的 3 0 %，而液压系统污染引起的故障占液压系统故障的7 0 % 8 0 %。由此可见， 液压系统污染问题还没有得到有效控制。我国机械行业虽然以 2 0 世纪 8 0 年代逐步采取了各项控制液压系统污染的措施，但液压系统污染控制技术与国外发达国家相比仍有相当大的差距。因此，分析研究液压系统污染产生的原因， 寻求解决和控制的方法， 对确保工程机械的正常运转， 提高工作可靠性， 延长使用寿命具有重大意义。2 . 2简易测定液压油污染变质的方法在科研单位或实验室里， 检测油液污染变质有很多科学的，可靠的方法。例如定性、 定量分析法； 过滤称重法； 颗粒计数法等。但是施工单位不具备这样的检测条件，只能凭经验目测评定， 或采用一些简易方法测评油液的污染程度， 并据此决定是否更换液压油。（1 ） 对固体和液体污染物的测定。常采用如下简易方法：类比法。 取系统中的油液与纯净新油作比较， 通过 “一看，二闻， 三摸” 来估测油液的污染程度。一看， 即看液压油的颜色变化。凡变淡或变成乳白色， 说明液压油已混入了空气， 水或其它液体； 变黑色， 说明油液已反应变质， 生成沥青类杂质； 有沉淀物， 且沉淀物中有小黑点或亮点，说明混入了金属磨屑或粉尘等固体颗粒。二闻， 即闻油液的气味。如有异味， 说明油液已氧化变质。三摸， 即用手指沾油液摩擦， 感觉粘性差， 润滑感差， 可能混入了水或液压油已变质失效。滤纸测定法。取系统中油液少许， 滴在 2 4 0 目的滤纸上， 数分钟后观察滤纸上的痕迹。凡油滴有分布均匀的暗色中心， 外圈清晰， 说明油液污染严重， 应换油。（2 ） 对空气污染的测定。 一般采用经验识别法来估测空气含量是否过量。当机械出现如下现象时， 应视为空气含量过量：液压泵出现不正常的噪声。当外载变化时， 液压泵或安全阀偶尔发生异响， 同时工作机构出现爬行或抖动。油液透明度降低， 回油管口处有大量气泡。油液乳化变色。2 . 3控制液压系统污染的措施在液压系统工作过程中，外界环境中的污染物不断地通过各种渠道侵入系统， 对液压系统产生破坏， 影响了液压系统的正常工作。 以实际工作经验得出， 液压油箱的呼吸孔和液压缸的活塞杆密封处是污染物侵入的主要渠道， 此外， 维修和向系统加注（更换） 液压油时往往将污染物带入系统。 因此， 要控制污染物进入液压系统， 就应该把握住如下几个关键环节：2 . 3 . 1液压油箱污染的控制措施目前普遍采用的液压油箱都是通过呼吸孔与外界大气相通， 当油箱液面下降时， 大气中的尘埃和水分随外界空气被吸入油箱， 使系统油液受到污染。尘埃， 空气和水是液压系统的三大主要污染源， 因此， 解决油箱的污染问题， 是解决液压系统污染问题的最重要环节。（1 ） 尽可能采用全密封式油箱。 这种油箱通过弹性气囊或隔膜将系统油液与外界完全隔离。彻底解决了气液界面污染的问题， 是防止油箱污染最有效的措施。（2 ） 在通气孔上设置滤清器。如不能采用全密封式油箱， 可在油箱的通气孔上设置带有干燥器的空气滤清器。当油箱液面降低时， 空气通过滤清器进入油箱， 空气中的水分和颗粒杂质即被去除。（3 ） 在吸油管口前设置滤网。 设置滤网的作用是去除油液中的气泡。实验研究表明： 滤网除气效率与滤网孔大小， 油液通过滤网的速度和滤网设置角度有关系， 滤网愈密， 流速愈低， 除气效率愈高； 滤网倾角为 2 0 时除气效率最高。（4 ） 在油箱底部设置排水口和磁塞。液压油在油箱中静置2 4 h 以上，混在液压油中的水便下沉至箱底，可通过排水口排除。 磁塞可吸附铁质碎屑， 防止其随液压油流向液压系统的其它部位。2 . 3 . 2液压缸污染的控制措施液压缸的活塞杆伸出端是污染物侵入液压系统的主要部位之一。 目前， 普遍在活塞杆压力密封外端设置防尘密封以防止外界污染物侵入。防尘密封的工作性能对可靠地保护液压系统具有重要作用。一旦防尘密封失效，活塞杆压力密封即暴露于外界， 粘附污染物而迅速磨损失效， 从而导致活塞密封的磨损和失效。另外， 活塞杆表面损伤或弯曲变形， 也会使防尘密封和活塞密封迅速失效。（1 ） 定期检查活塞杆， 发现损伤或变形， 马上修复或更换。（2 ） 使用高性能的防尘密封圈。（3 ） 活塞杆的液压密封面采用活塞压力密封和防尘密封的组合形式。这种组合密封的防污性能为各单个密封防污性能的综合。组合密封的污染侵入比为各个密封侵入比的乘积。 （密封侵入比= 密封外部污染颗粒浓度与密封内部污染颗粒浓度的比值）2 . 3 . 3设计、 使用与维修过程中的控制措施（1 ） 合理设计系统的结构。例如： 在液压系统最高处应设置排气塞或排气阀； 油箱的出、 回油口应设在油箱液面以下； 回油口断面应做成斜面以减少回油涡流和搅动；液压泵吸油管口径应尽可能大一点， 尽可能减少管路的弯曲； 避免或减少使用节流阀； 选择合理的密封件及密封结构； 提高液压泵的吸入压力； 降低工作机构的运动惯性； 提高系统的整体密封性能。（2 ） 经常保持油箱中规定的液面高度。（3 ） 定期清洗过滤器和散热装置， 避免液压泵因吸油不畅和油温过高而形成系统的局部真空。（4 ） 液压系统出现压力低， 温度高， 工作无力等非正常现象时应及时排查。（5 ） 避免工作载荷的急剧变化。（6 ） 避免利用机械的惯性来完成某项动作。（7 ） 及时更换老化或失效的密封件。（8 ） 加注液压油时， 加注用具要彻底清洁干净。（9 ） 清洗。（1 0 ） 高压空气吹。工艺与设备 1 4 8 7 7 科技资讯 S C I E N C E & T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N2 0 0 7 N O . 1 4S C I E N C E & T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N工 程 技 术科技资讯1 简述 液压传动技术在 1 8世纪诞生后即得到迅猛发展。 今天， 液压传动设备在各行各业得到广泛的应用， 除了大型的设备外， 在农机上也得到了广泛的应用，液压传动技术有其不可比拟的优点，这是它得以迅猛发展的主要原因， 与此同时， 液压传动设备又有其脆弱的一面， 其中抗污染能力低是突出的弱点。 据有关资料记载，液压故障有7 0 % 8 0 % 是由油液污染导致的。 要保证液压系统正常、 可靠的运行，必须要保持系统的清洁。2 液压系统污染问题的危害污染物混入系统后会加速液压零件的磨损、研损、烧伤甚至破坏或者引起阀的动作失灵或者引起噪声。污染物会堵塞液压元件的节流孔或节流缝隙，改变液压系统的工作性能，引起动作失调甚至完全失灵，产生误动作造成事故。灰尘颗粒在液压缸内会加速密封件的损坏，缸筒内表面的拉伤，使泄漏增大，推力不足或者动作不稳定、爬行、速度下降，产生异常的声响与振动。还可能引起滤网堵塞，液压泵吸油困难，回油不畅而产生气蚀、振动和噪声，堵塞严重时会因阻力过大而将滤网击穿，完全丧失过滤作用，造成液压系统的恶性循环。3 液压系统污染的原因系统污染的原因很多，从污染产生机理来看，分为 2种： ( 1 ) 制作、安装过程中潜伏在系统内部的污染物。 ( 2 ) 系统工作过程中产生的污染。显然，系统制作、安装过程中潜伏的污染物多为切屑、 毛刺、 型砂、 涂料、 磨料、焊渣、 锈片和灰尘等固体颗粒， 它们对系统的危害比较大， 必须在这一阶段加强管理， 控制污染，确保安装后的液压系统能够安全可靠地运行。4 液压系统生产、维护中的污染问题4 . 1 液压零件加工的污染控制液压零件的加工一般要求采用“湿加工”法，即所有加工工序都要滴加润滑液或清洗液，以确保表面加工质量。4 . 2 液压元件、零件的清洗新的液压件组装前，旧的液压件受到污染后都必须经过清洗方可使用，清洗过程中应做到以下几点:( 1 ) 液压件拆装、清洗应在符合国家标准的净化室中进行，如有条件操作室最好能充压，使室内压力高于室外，防止大气灰尘污染。若受条件限制，也应将操作间单独隔离，一般不允许液压件的装配间和机械加工间或钳工间处于同一室内，绝对禁止在露浅谈液压系统的污染问题范明（邹城高级职业技术学校 山东邹城 2 7 3 5 0 0 ）摘要：液压系统的污染问题是很重要的问题，因为液压系统的很多故障都是由于污染造成的，为了确保液压系统能够安全、可靠运行，针对液压系统提出了一系列具体措施，以达到减少液压系统的污染。关键词: 液压系统污染问题控制污染 维护安装中图分类号: T H 1 3 7文献标识码: A文章编号: 1 6 7 2 - 3 7 9 1 ( 2 0 0 7 ) 0 5 ( b ) - 0 0 7 7 - 0 1天、棚子、杂物间或仓库中分解和装配液压件 。拆装液压件时，操作人员应穿戴纤维不易脱落的工作服、工作帽，以防纤维、灰尘、头发、皮屑等散落入液压系统造成人为污染。严禁在操作间内吸烟、进食。( 2 ) 液压件清洗应在专用清洗台上进行，若受条件限制，也要确保临时工作台的清洁度。( 3 ) 清洗液允许使用煤油、汽油以及和液压系统工作用油牌号相同的液压油。( 4 ) 清洗后的零件不准用棉、麻、丝和化纤织品擦拭，防止脱落的纤维污染系统。也不准用皮老虎向零件鼓风( 皮老虎内部带有灰尘颗粒) ，必要时可以用洁净干燥的压缩空气吹干零件。( 5 ) 清洗后的零件不准直接放在土地、水泥地、地板、钳工台和装配工作台上，而应该放入带盖子的容器内，并注入液压油。( 6 ) 已清洗过但暂不装配的零件应放入防锈油中保存，潮湿的地区和季节尤其要注意防锈。4 . 3 液压件装配中的污染控制液压件装配应采用“干装配”法，即清洗后的零件，为了不使清洗液留在零件表面而影响装配质量，应在零件表面干燥后再进行装配。液压件装配时，如需打击，禁止使用铁制头敲打，可以使用木锤、橡皮锤、铜锤和铜棒。装配时不准带手套，不准用纤维织品擦拭安装面，防止纤维类脏物侵入阀内。已装配完的液压元件、组件暂不进行组装时，应将它们的所有油口用塑料塞子堵住。4 . 4 液压件运输中的污染控制液压元件、组件运输中，应注意防尘、防雨，对长途运输特别是海上运输的液压件一定要用防雨纸或塑料包装纸打好包装，放入适量的干燥剂，不允许雨水、海水接触液压件。装箱前和开箱后，应仔细检查所有油口是否用塞子堵住、堵牢，对受到轻度污染的油口及时采取补救措施，对污染严重的液压件必须再次分解、清洗。4 . 5 液压系统总装的污染控制( 1 ) 软管必须在管道酸洗、冲洗后方可接到执行器上，安装前要用洁净的压缩空气吹净。中途若拆卸软管，要及时包扎好软管接头 。( 2 ) 接头体安装前用煤油清洗干净，并用洁净压缩空气吹干。对需要生料带密封的接头体，缠生料带时要注意 2点。a . 顺螺纹方向缠绕；b . 生料带不宜超过螺纹端部，否则，超出部分在拧紧过程中会被螺纹切断进入系统。( 3 ) 液压管道安装的污染控制。液压管道是液压系统的重要组成部分，也是工作量较大的现场施工项目, 而管道安装又是较易受到污染的工作， 因此， 液压管道污染控制是液压系统保洁的一个重要内容。管道安装前要清理出内部大的颗粒杂质、绝对禁止管内留有石块，破布等杂物。管道安装过程中若有较长时间的中断，须及时封好管口防止杂物侵入。 为防止焊渣、 氧化铁皮侵入系统，建议管道焊接采用气体保护焊如氩弧焊。管道安装完毕后，必须经过管道酸洗、系统冲洗后方可作为系统的一部分并入系统。绝对禁止管道在处理前就将系统连成回路，以防管内污染物侵入执行器、控制件。系统冲洗在酸洗工作结束后进行，是液压系统投入使用前的最后一项保洁措施，必须确保所有管道和控制元件冲洗达到要求精度。系统冲洗应分2 步进行。首先将现场安装的管道连成回路， 冲洗达到要求精度后， 再将阀台、 分流器等控制部件接入冲洗回路， 达到要求精度后方为冲洗合格。4 . 6 油箱加油油箱注油前必须检查其内部的清洁度，不合格的要进行清理；油液加入前要检验它的清洁度；注油时必须经过过滤，不允许将油直接注入油箱。4 . 7 系统恢复系统酸洗、冲洗后，即可将所有元件、管道按要求连成工作回路。此过程要特别注意管接头保洁，连接完毕后，尽量避免拆卸，必要时要注意用干净的布包扎好，确保管接头、管口不受污染。5 结语液压系统污染问题是很重要的问题，这就要求我们加工、 维护、 安装以及使用人员在任何一个环节都要尽量减少污染，以确保液压系统安全、可靠的运行。液压系统振动噪声产生原因分析Analysis for the Reason of Producing Vibration Noise of Hydraulic System摘 要:对液压系统产生振动噪声原因分析 ,提出衰减、 阻尼及消除方法。关键词:液压系统; 振动噪声; 消除方法液压系统的振动与噪声是一个相当普遍的问题。机器设备愈向高速、 高压和大功率的方向发展 ,相应的技术跟不上 ,振动与噪声也相应增大 ,长期处于异常振动的液压设备必然会出现各种故障 ,造成振动与液压装置难以正常工作 ,影响设备的性能和液压元件的寿命 ,也影响人的身心健康。因此分析振动噪声产生原因有助于采取有效的消除方法。1 振动与噪声噪声是一种振动波 ,它通过不同的传播媒体 ,可分为流体噪声、 结构噪声和电磁噪声。在液压传动或自动控制系统中 ,上述 3 种噪声同时存在 ,其产生的成因和组成是多方面的。1) 液压泵的噪声在液压系统中主要的噪声源是液压泵。即使它不辐射出大量的声功率 ,其压力波动和结构振动也能间接地引起机器设备的噪声。液压泵的噪声随液压功率的增加而加大。液压功率是由液压泵的输出压力 p、 每转的排量 q 和转速 n这 3 个参数决定的。这 3 个参数对液压泵的噪声影响程度是不同的。转速的提高使泵的噪声增大比输出压力提高的作用要大得多;每转排量对噪声的影响基本与输出的压力相同。为了使噪声最低 ,一般在选用液压泵时 ,在保证所需的功率和流量的前提下 ,尽量选择转速低的液压泵(10001200 r/ min) ,在实际应用中也可使用复合泵(并联和串联液压泵)和卸荷回路来降低噪声。(1)液压泵的流量脉动 ,由此引起的出口及管路压力脉动。这种固有的流量与压力脉动必然产生流体噪声。(2) 液压泵困油区的压力冲击及倒灌流量产生噪声。如斜盘式轴向柱塞泵 ,其缸体在旋转过程中位于上死点时 ,柱塞腔内的液体压力在与排油腔接通的瞬间 ,吸油压力突然上升到排油压力产生了较高压力冲击。同理 ,位于下死点时 ,柱塞腔内的液体压力在与吸油腔接通的瞬间突然由排油压力下降到吸油压力 ,同样也产生压力冲击。与此同时 ,在上死点排油腔内的液体向柱塞腔内倒灌 ,便产生了所谓 “倒灌流量”,使液压泵原来固有的流量脉动更加剧烈。由此产生较大的流体噪声 ,它是液压泵的主要声源。(3) 液压泵的困油现象也是产生振动和噪声的重要原因。如齿轮泵在实际使用中因困油产生较大的噪声时 ,应检查其卸荷槽的尺寸是否与设计图纸相符。在修磨端盖时要保证原卸荷槽的尺寸不变。(4) 由于泄漏的原因 ,增加了液压泵的压力和流量脉动也是产生噪声的原因之一。因此 ,在维修中消除液压装置的外泄漏 ,是降低噪声的有效措施。2) 控制阀的噪声控制阀是液压系统中的另一个噪声源。(1) 控制阀的气穴作用发出的嘘嘘声(高速喷流声) 。这是由于油液通过阀口时产生的节流作用 ,在节流口处产生很高的流速 ,有时可达 100150 m/ s (通常称喷流现象) 。在节流口下游通道截面处流速极不均匀的情况下 ,当压力低于大气压时 ,溶解于油中的空气便分离出来产生大量的气泡。这些气泡由于油流压力回升而消失 ,此时的振动频率将达到 200 Hz 以上。另外 ,在喷流状态下 ,油流速度不均匀而发生涡流或由于液流被剪切也产生噪声。解决这类噪声的办法是提高节流口下游背压 ,使其高于空气分离压力的临界值。可用二级或三级减压的办法 ,以防止气穴现象的发生。一般油液通过控制阀的节流口时 ,要求上游压力 p1 与下游压力 p2 之比 ,不大于 36 (锐边阀口取小值 ,圆弧阀口取大值) 。(2) 控制阀的自激振动产生的噪声。如溢流阀一类的控制阀 ,其阀芯是支承在弹簧(包括油液的弹性)上 ,与质量 ,阻尼系统与管路以及与负载相匹配的有关参数超过临界值时 ,阀芯就会因其他部位的扰动(如压力脉动或其他振源)产生持续的自激振动和异常噪声。又如滑阀、 转阀和伺服阀等由液动力引起的自激振动也发生一种呈 “嗡嗡叫” 的高频声响。在一般情况下 ,压力、 温度愈高 ,这种现象就愈容易发生。(3) 液压泵压力脉动的激励作用 ,使阀件产生共振 ,因而增大噪声;控制阀中特别是节流阀 ,其节流开口小 ,流速高易产生涡流 ,有时将会引起阀芯拍击阀座 ,产生很大的蜂鸣声。发生这种现象时 ,可选用小规格的控制阀来替换或将节流口开大。(4) 在液压系统中 ,由于方向控制阀突然关闭或突然打开造成液压冲击而引起振动和噪声。如电磁换向阀快速切换时 ,油路突然关闭或使油流突然改向以及电磁阀突然打开使液压泵卸载都会产生液压冲击。一般电磁阀的动作时间为 0. 080. 12 s ,由于快速切换引起管内压力剧烈波动 ,并以声速沿着管道方向传播 ,当传至液压缸、 液压泵或其他较大的容腔时 ,就会引起这些环节产生撞击振动和噪声。如磨床工作台在换向过程中(换向阀未调好) ,就会产生冲击而使管道发出 “嗡嗡” 的噪声;又如液压机的液压缸 ,在承压状态时 ,若控制阀突然打开而液压缸急速卸载 ,则液压缸和其连接的机构也会由于冲击而发出噪声。这种噪声可以通过阀的合理设置(如设置缓冲机构等)或采用分级卸载的办法 ,使液压冲击尽可能的减小。(5) 控制阀的工作部位磨损、 滑阀与阀体孔配合间隙过大、 高低压油互通、 调压弹簧永久变形或损坏等原因、 而发出一种 “哨” 声或 “尖叫” 声。这种噪声的消除方法是更换阀座、 阀芯或弹簧。3) 液压泵吸入系统的气穴现象产生振动和噪声此处略。4) 液压泵的吸空现象产生的噪声液压泵的吸空 ,是指液压泵吸进的油液中混有空气。这种现象的产生不仅容易发生气蚀、 增高噪声 ,而且还影响液压泵的容积效率、 油液变质等不良后果。因此 ,在液压传动与控制系统中 ,这种现象是不允许存在的。出现这类问题的主要原因是油箱和油管设置、安装不合理(如油箱内液面剧烈地搅动 ,空气便混入油内) ;吸油管吸进带有气泡的油液(吸油管接头密封不严、 吸入空气) 。油液中的空气泡在低压处膨胀 ,进入高压区后被压缩 ,产生上述的气穴现象 ,因而使噪声增大。产生吸空现象的其他原因还有:因泄漏等原因造成油箱中油液不足;吸油管浸入油液液面部分太少;液压泵吸油位置太高;油液的黏度大;液压泵吸油口通流截面过小;过滤器表面被污染物堵塞;回油管没有浸入油池等而造成大量空气进入系统。防止液压泵吸进空气可采取以下措施:(1) 液压泵吸油管和有关部分(如泵出轴端)要严格密封 ,防止泵内短时低压而吸入空气。(2) 油箱设计要合理 ,可采用设有隔板的长油箱 ,使油液中的气泡上浮后不会很快进入吸油管附近。油箱是液压系统中消除油液里气泡的最好地方。一般油液回到油箱时往往带有气泡 ,只要到一定的时间 ,气泡就会自动分离出来并上浮消失。为此 ,液压系统的油箱容积应足够大。油箱的容积随设备不同、 使用场所的不同而有差异。通常可设计成等于系统两分钟最大流量即可。当不能提供具有隔板的油箱时 ,可采用具有去除气泡装置的油箱。试验表明 ,采用 60 目的金属网 ,安装倾斜角 30 效果最佳 ,它能去除 90 %混入油液中的气泡。(3) 油箱中的油液应加至油标线的规定;吸油管一定要浸入油池的 2/ 3 深度处;油液的黏度要符合使用说明书的规定;过滤器要定期清洗 ,防止被污物堵塞。(4) 液压系统的回油管要插入油箱液面以下 ,并要制成 45 的斜切口面朝箱壁 ,距箱壁 100 mm左右为宜。回油管径要适宜(足够大) ,防止回油流速过高冲入油箱搅动液面而混入空气。(5) 采用消泡性能好的工作油液 ,或在油液内加入消泡添加剂 ,使气泡很快的上浮消失。5) 液压系统中机械零件的振动
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