液压系统的污染控制

液压系统的污染控制液压系统的污染控制 在液压技术发展的过程中 始终存在两个难题 一是泄露 一是污染 尤其是液压系 统污染控制问题 几乎每套液压系统都存在 特别是对于精度要求非常高的液压司服控制 系统 污染控制显得更为重要 在液压系统中油液好比人体的血液 一旦血液出了问题 人就会生病乃至死亡 液压润滑油一旦被污染 受影响的不仅仅是油液本身 它将危及机 器设备元件和整台设备的安全运行 甚至造成整条生产线停产 因此 采取确实可行的措 施控制油液污染 是提高设备运行可靠度 降低运行成本的最有效途径之一 一 油液污染对液压元件的危害 研究统计资料表明 液压系统故障约 70 85 是颗粒污染物引起的 油液的颗粒污是 液压系统失效的最主要根源 对于液压系统中各元件 泵 阀 油缸等 是如何因污染而 引起损坏的呢 不同的元件 其受颗粒污染导致的失效方式和部位也不同 元件污染磨损 的过程通常是几种磨损机理同时作用的结果 对于泵类元件 污染颗粒使泵的相对运动部件 如柱塞泵的柱塞和缸孔 叶片泵中的 叶片和叶片曹 齿轮泵中的齿轮端面和侧板等零部件产生磨损或卡死 对于阀类元件 污染颗粒会加速滑动面和控制孔的磨损 堵塞节流孔或阻尼孔 从而 使阀的性能变坏或动作失灵 对于液压缸 污染颗粒会加速密封件的磨损 增大泄漏量 1 油液中的颗粒污染物对溢流阀的影响主要表现为不规则的磨蚀阀的密封面和主阀阀 芯阻尼孔此外污染物往往堵住运行的间隙使摩擦阻力增大 影响零件上力的平衡 使阀的 性能发生变化 开启和关闭压力发生变化 在规定的流量范围内压力流量发生变化 出现滞后现象 2 油液中颗粒污染物引起的滑阀失效形式主要是污染磨损和污染卡紧 颗粒污染物随 泄漏油进入滑阀的环形间隙 对阀芯和阀体相对运动表面产生磨损 从而使阀的內泄增大 此外 颗粒污染物在滑阀间隙内堵塞和淤积 以致引起滑阀的污染卡紧 经验表明 污染 卡紧是滑阀最常见的故障和失效形式 3 电液司服阀和比例控制阀油液污染更为敏感 其危害作用主要有以下几个方面 淤积和堵塞引起阀芯污染卡紧 磨损阀的关键表面和孔口 堵塞阀的控制孔 污染卡紧是司服阀和比例阀的主要失效形式之一 司服阀的滑阀间隙一般为 1 5 m 因而对微小颗粒非常敏感 比例阀滑阀间隙稍大一些 一般为 5 25 m 但对于大小与间 隙尺寸相近的颗粒也很敏感 由于颗粒污染物在间隙内淤积 引起摩擦力增大 因而导致 滞环增大 相应缓慢和工作不稳定 当主阀淤积力大于先导级的驱动力时 则阀不能动作 而使控制失灵 二 液压污染的控制 1 液压系统的主动维护的概念 对油液的污染度进行主动的维护控制 将会大大减少液压系统的故障 而对油液污染 度进行的主动控制就是对液压系统进行主动维护 与事后维修 预防维修和预测维修相比 主动维修是一种新的维修观念 它实际上是通过控制故障的诱发原因 油液污染度来根 除故障的发生 使故障苗头没有产生的因素 液压系统的主动维护实质上可以认为是一种 质量管理程序 从整个系统开始运行到工作寿命的整个生产过程中 始终降低污染物的发 生利率 这样既可以杜绝故障的发生 又可以避免过剩维修和原件失效的发生 一些专门 机构对液压系统的几种不同维修方式所需费用做了大量的分析和比较 认为主动维护所用 的成本是最低的 2 液压系统主动维护的措施 现代液压原件精密程度越来越高 因而运动间隙变小 对超细颗粒越来越敏感 如下 表所示 现代液压原件的间隙小至 0 5 5 m 对 1 5 m 的超细颗粒十分敏感 现代液压原件的动态间隙现代液压原件的动态间隙 原 件 间 隙 m 叶片泵 叶片侧面5 10 叶片泵 顶端0 5 1 柱塞泵 柱塞与缸孔5 40 配油盘与缸体0 5 5 司服阀 1 4 比例阀1 6 方向阀2 8 压力控制阀2 8 随着人们对 磨损控制 的日益重视 对油的清洁度的要求越来越高 下表是现代液 压系统清洁度的要求 现代液压系统清洁度要求现代液压系统清洁度要求 原件种类工作压力 MPa 液压泵 14 014 0 21 0 21 0 定量齿轮泵20 18 1519 17 15 定量叶片泵20 18 1519 17 14 定量柱塞泵19 17 1518 16 1418 16 13 变量叶片泵18 16 1417 15 13 变量柱塞泵18 16 1417 15 13 液压阀 14 014 0 21 0 21 0 方向 电磁 控制阀20 18 1519 17 1519 17 15 压力控制阀19 17 1419 17 1419 17 14 流量控制阀19 17 1419 17 1419 17 14 单向阀20 18 1520 18 1520 18 15 插装阀18 16 1318 15 1317 15 12 比例控制阀17 15 1216 15 1216 14 11 司服阀16 14 1116 13 1116 13 10 执行机构 7 0 14 0 21 0 液压缸20 18 1520 18 1520 18 15 叶片马达20 18 1519 17 1418 16 13 表中清洁度采用 ISO4406 清洁度等级代码 其第一个数字表示的是 2 m 以上颗粒代码 第 二个数字表示 5 m 以上颗粒的代码 第三个数字表示 15 m 以上颗粒的代码 上述两个发展趋势 给过滤技术提出新的更严格要求 绝对过滤精度在 30 m 以上为粗过滤 绝对过滤精度在 10 30 m 之间为精过滤 绝对过滤 精度在 3 5 m 为高精过滤 绝对精度在 3 m 以下为超精过滤 目前超精过滤已是液压系统 的客观要求 改造系统的过滤原件 实施超精过滤可从根本上控制原件磨损的发生和发展 达到系统可靠运行的目的 另外 结合现场维护运行 检修经验 对液压系统要实行全面清洁度控制也尤为重要 1 要使所有技术人员和管理人员都充分认识到全面清洁度控制的重要性 提出全面清洁度目标 制定系统的清洁度等级规范 设计适合本系统的污染控制系统 建立液压油品 原件的质量监督保证体系 制定严格的操作规程和规章制度 加强人员培训 加强油液清洁度等级检测 以便随时发现问题 采取措施 形成闭环控制 2 找出污染源并加以控制 来自元件制造 安装过程中的残余颗粒污染物 这要通过建立完善的安装冲洗验收规 程加以控制 来自初次注油或补油时的颗粒污染物 要通过制定油液储藏管理规范和在加油出油过 程中采取适当的过滤 经油箱通气孔侵入 加装通气孔滤清器 使用过程中由于原件密封不严而侵入 改善密封性能 检修时带入 加强维护检修人员的培训 并在检修后进行冲洗 直至达到设定清洁度 等级 3 合理制定适合本系统的清洁度标准 由于每一个液压系统所使用的环境和重要性都不尽相同 要根据具体情况确定各系统 的清洁度等级 它与许多因素有关 其中包括系统元件对污染的敏感度 关键元件的间隙 尺寸 运行环境以及对系统可靠性和寿命的要求 此外 为实现液压系统的可靠运行 必须针对失效的后果来评估回路并确定哪些重要 的数据 这些数据往往需通过试验或经验来校