机电一体化毕业论文液压系统污染的原因及解决措施

1、江西工业工程职业技术学院毕 业 论 文题 目 液压系统污染的原因及解决措施 学生姓名： xxx 指导教师： xxx 院 系： 机电工程系 专 业： 机电一体化 级 别： 2009级 江西工业工程职业技术学院2012年3月 液压系统污染的原因及解决措施摘 要污染是液压系统故障的一个主要原因。而造成液压系统污染的主要原因有：1、检修过程中造成液压系统的污染；2、系统内部运行时的污染。为了确保检修后的液压系统能够安全、可靠运行，针对液压系统检修提出一系列具体措施，以达到施工过程中的污染控制。关键词：液压系统；污染控制；检修目 录第一章 前言11.1液压系统污染物的种类及危害11.2 固体颗粒的来源及

2、危害11.3 水的来源及危害21.4 气体的危害21.5 化学物质的危害31.6 微生物的危害3第二章 系统污染的原因32.1系统污染的原因很多32.2从内外部进入造成液压系统污染的原因来分析32.3 内部再生造成液压系统污染的原因分析4第三章 液压系统制作、检修中的污染控制43.1 设计阶段的污染控制42.3 制造阶段的污染控制43.3液压元件、零件的清洗43.4液压件装配中的污染控制53.5液压件运输中的污染控制53.6液压系统总装的污染控制53.7油箱加油63.8系统恢复6结 论7参考文献8致 谢9第一章 前言液压传动技术诞生于18世纪，即得到迅猛发展。今天，液压传动设备在各行各业得到广

3、泛的应用，在现代化的大型生产线上体现得尤为充分。马钢热轧H型钢生产线，液压油箱容积54 kL，液压马达38个，各种规格的液压缸多达717个，仅液压管线长达2万多米。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70%80%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。1.1液压系统污染物的种类及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

4、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。 液压系统中的污染物是指液压油中不希望有的并对系统有危害作用的物质，主要有固体颗粒、水、气体、化学物质、微生物等，其中固体颗粒分布最广、危害最大，是液压系统污染的主要根源，也是控制的重点对象。1.2 固体颗粒的来源及危害在各类污染物中，固体颗粒是液压系统中最普遍且危害性最大的污染物。

5、在液压系统污染造成的故障中，20%源于腐蚀，而50%的机械性磨损是由于固体颗粒的存在所造成的元件表面损坏所致。 固体颗粒主要由剥落物、胶质、金属粉末、空气中带来的粉尘、砂子、研磨粉、沉积物和纤维等组成。固体污染物主要来源于以下几个方面： （1）系统硬管管道内壁附着的片状铁锈，酸洗后残留在管内的化学药品类； （2）硬管在切割和套丝等加工过程中存留的铁屑； （3）密封件，密封圈残渣。由于结合部位的锐边及尺寸予紧等条件限制，可能将密封件部分损坏，损害部分直接进入系统； （4）高压软管总成内部灰尘及部分接头部位残留胶状碎片； （5）液压系统装配现场由于环境因素进入管道内部的石子、尘土等，这种情况并不多

6、见； （6）液压元件内部存留的型砂残留物、加工铁屑、密封残渣等。由于液压元件出厂前都经过必要的清洗和检验，所以这种情况不多见。固体颗粒污染的危害如下： （1）.粘着和堵塞过滤器孔眼和各种间隙、通道，从而使液压泵运转困难，产生气蚀和躁声。 （2）.破坏润滑油膜，增大机器的摩擦力和磨损。固体粒子会使厚度小于固体粒子尺寸0.6倍的润滑油膜破坏而失效，从而使机器的摩擦力和磨损明显增大。磨损有五种磨损形式：磨料磨损、冲蚀磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。其中最主要的是磨料磨损。以上每一种磨损都会产生新的磨损，从而进一步加剧元件的磨损。磨损会导致液压元件产生泄露，效率降低，使用寿命缩短甚至损坏。 （3）

7、. 加速密封材料磨损，增加外泻漏量。固体颗粒会加速液压缸密封装置的损坏，使液压缸运动表面拉伤、磨损，导致液压缸内外泄漏增加，推力不足或动作不稳定，爬行，速度下降，产生异常响声与振动。 （4）.部分或全部堵塞液压元件的孔隙，使控制元件动作失灵。 （5）.固体颗粒中的金属和金属化合物粒子会对油液的氧化，变质起催化作用，油液的氧化将劣化油液质量，降低润滑性能。当元件的间隙被固体颗粒所淤塞，会产生磨损的链式反应，磨损链式反应的产生是因为系统中的磨损污染物不能得到有效的控制，使得系统元件进一步磨损，产生更多的固体颗粒。从而进一步影响整个液压系统的性能。因此，采取有效措施去除油液污染物，尤其是固体污染物，

8、是保证工程机械液压系统正常工作的前提。1.3 水的来源及危害液压系统中水的来源主要是：(1)一般开式液压油箱盖上都设有通气孔,大气压力直接作用在油箱内的液面上,以保证油泵能够正常吸油。液压系统工作时正常油温大约在60,停止工作后油温又会慢慢降至环境温度,这种冷热交替使空气中的水分在油箱内凝结成水珠落人油中,环境温度越低,这种现象就越明显。 (2)油液在保存过程中,如果桶盖上的橡胶圈密封不严,雨水就可能渗漏进去。此外昼夜温差过大也可使空气中的水分在油桶内部凝结成水珠落人油中。 (3)液压系统中的水冷式散热器渗水。 2.水进入液压系统的危害 (l)水进人油中会使液压油乳化,变成白浊状态,这种白浊油

9、液会使系统中的液压元件生锈,加剧磨损。 (2)水进人油中使系统中铁质零件生锈之后,剥落的氧化物以及形成的油泥在系统中流动,导致液压元件堵塞、卡滞,也可能造成滤清器堵塞,液压系统失灵。 (3)水进人油中会使油液粘度降低,导致液压系统内漏严重,噪声增大,温度升高,液压执行元件运动速度降低、动作无力等。1.4 气体的危害系统运行时由于气体的存在，油液流动呈紊流状态，不利于散热且增加了压力损失，加速了油液的温升和氧化、缩短了油液的使用周期；影响了系统的刚性和响应特性，使系统压力产生脉动，元件、管路等连接松动，执行器输出达不到额定值并产生爬行、颤动，甚至产生误动作；系统工作压力变化时，由于气泡急剧缩小和

10、放大，即产生气穴与气蚀现象，使系统产生噪声甚至遭到破坏，油气混合到一定程度，使油箱喷油的可能增大。    应当特别引起注意的是对于带载起动的恒压系统，空气的存在对其威胁更大。系统停止工作后油液中含有的气体在常压下全部释放出来，聚集在管路的高处，再次起动时泵出口上的管路内存有的及泵排出的气体受压缩，再窜回吸油侧，造成液压泵干摩擦或处于临界润滑状态运行并产生吸空，给起动带来困难，降低容积效率，严重的甚至会使液压泵烧毁。油气混合亦会造成执行器的干摩擦损伤，如果同时有其他装置(如传动装置)需要液压系统的油液进行润滑，由于油液中气体的存在，起动时此装置不仅得不到及时润滑，而

11、且此时传递的压缩空气还要破坏原有的油膜，有产生研烧报废的危险。1.5 化学物质的危害液压油中的化学物质主要是氧化过程中产生的酸类物质，化学物质的存在将会腐蚀液压元件，使油液变质。化学污染物在油液中的溶剂、表面活性化合物和油液氧化分解产物等。有的化合物与水反应生成酸类会腐蚀元件，并使元件表面的污物分散到油液中而难以清除，还降低过滤网附着污物的能力。化学污染物主要来源于油液中的混合空气、水及其他化学物。如管道酸洗、钝化过程中处理不当而残留的化学成分。1.6 微生物的危害液压油中的微生物主要是霉腐微生物。霉腐微生物在液压油中生长后会因产生大量菌体阻塞机件；其代谢产物还会腐蚀液压元件；使油液变质、退色

12、、缩短使用寿命；产生难闻气味。另外，静电、磁场、热能和放射线等能量性物质也会污染系统，导致液压系统元件腐蚀、附件磨损、系统温升、泄漏增大、油液变质、密封老化等危害。第二章 系统污染的原因2.1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、检修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、检修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，确保检修后的液压系统能够安全可靠地运行。2.2从内外部进入造成液压系统污染的原因来分析外部进入是指在使用、维修过程中残留或

13、带入系统内的污染物，如残留在液压附件内部的金属屑、焊渣、型砂、清洗剂及尘埃等；液压维修人员加油或更换液压附件时带入的污染物；液压附件外伸部分往复运动带入的污染物等。外部污染物进入液压系统内部的原因分析：（1）认识不足，缺乏专业防控知识在使用、维修、保养的过程中不能主动做好防污工作，比如TBM液压油箱为开启式加油，加油口无防水，防尘装置，加油或检查时灰尘、水分很容易进入；液压维修人员加油前对加油口清洁不彻底，加油后没有及时盖好加油口盖；维修人员不按规定清洗附件。 （2）落实标准不力虽然已经形成了一套协调一致的液压污染控制标准，但是由于软硬件条件的限制，还是不能有效控制TBM液压系统污染。比如：缺

14、乏可靠、实用的清洗设备和油液监控设备；液压附件设备在拆卸，分解和装配过程中不按规定进行保护，动作粗猛，造成划伤、碰伤，致使污染物进入TBM液压系统。2.3 内部再生造成液压系统污染的原因分析内部再生是指系统自身在工作中产生的污染，如磨损、镀层脱落、油液氧化、胶圈磨损等。内部再生造成液压系统污染与设备本身及其工作方式有关，用户可通过规范操作来尽可能的减少内部再生污染物的产生。第三章 液压系统制作、检修中的污染控制3.1 设计阶段的污染控制 在设计阶段，应慎重选用易于产生颗粒杂质而污染系统油液的装置、结构等。如从控制固体颗粒污染角度，宁可选凸缘连接结构而少用管接头，因为装配维修时管接头产生大量磨屑

15、；油箱呼吸口设计位置高一些，并尽量掩蔽些，以防雨水和灰尘侵入；软管可选用加衬里的油管等等。 在设计阶段最重要的是滤油器的设计和选择。设计时，可考虑在对液压油污染较敏感的液压元件进油处增设吸油滤油器，在容易产生磨屑的液压元件的回油处增设滤油器，在关键性液压元件的进油口设置辅助滤油器，在污染物侵入量大的系统中，安装旁路过滤以作为在线滤油器的补充，改善清洁度，延长滤油器使用寿命等等。2.3 制造阶段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。外协外购件如各种阀，高压软管，缸等以及液压油要严格进行进厂检验。关键件需进行加载，跑合和清洗。除

16、外购的液压元件以及一些软管外，在现场配制的液压管道必须经过酸洗除锈。管道按以下工艺流程进行：脱脂、酸洗、中和、钝化、干燥、涂油、封闭。酸洗前应将经过脱脂处理后的管子用净化压力水冲去关内外壁的碱性溶液和洗去油污。所有密封面，丝扣等必须涂油覆盖以后才能进行清洗。 酸洗处理后，必须对管道进行打压冲洗，打压冲洗是液压系统装配过程中非常重要的环节。管道经过打压冲洗以后，可以将管道中杂质冲去。冲洗时重点对焊口、法兰、变径、三通及弯头部位定时进行均匀敲打，使这些部位的杂质振落随油一起冲走。应注意管道的酸洗与打压冲洗应在装配前夕进行，因为过早进行这些处理而长期搁置不用，管道装配时仍有生锈的可能性。3.3液压元

17、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

18、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。3.4液压件装配中的污染控制（1） 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。（2）液压件装配时，

19、如需打击，禁止使用铁制锤头敲打，可以使用木锤、橡皮锤、铜锤。（3） 装配时不准带手套，不准用纤维织品擦拭检修面，防止纤维类脏物侵入阀内。（4） 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。3.5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。3.6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

20、到执行器上，检修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） 接头体检修前用煤油清洗干净，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） 液压管道检修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，马钢热轧H型钢液压管线长达2万多米，而管道检修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。管道检修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。管道检修过程中若有较长时间的中断

21、，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。管道检修完毕后，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。管道酸洗分为槽式酸洗和循环酸洗2种，酸洗技术和配方在业内同时使用的有很多种，其中由我单位在引进技术的基础上加以改进的在线循环酸洗技术，在马钢工程中酸洗了液压、润滑管道(DN200DN10)近6万米，取得了良好的效果，很值得推广。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

22、进行。首先将现场检修的管道连成回路，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。3.7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。3.8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。在分析了液压系统污染的原因以及知道解决污染的措施之后我们就应该积极预防液压系统出现出现被污染的情况，和在可能出现被污染的情况下及时的解决出现的污染情况，以

23、防止系统出现故障耽误了各种生产。结 论液压系统污染控制贯穿于整个施工过程，要求操作者每一步都要考虑到保洁措施，最大限度降低系统污染，确保施工后的液压系统能够安全、可靠地运行。液压系统污染控制是贯彻“以可靠性为中心”的维修思想，主动预防故障，保证施工安全的有效手段，必须全方位、多角度、有针对性的落实控制措施，为安全提供可靠的保证。参考文献1液压技术与应用/邱国庆编著，-2版，-北京：人民邮电出版社，2008.92刘延俊主编 液压与气压传动第2版 北京：机械工业出版社.2008.3王懋瑶 液压传动与控制教程1 天津大学出版社,1987.4封艳秋；液压污染控制技术的现状和发展；煤矿机械；2011年01期5贾瑞清，王炉平，杨振鹏；液压污染控制技术；液压气动与密