挖掘机液压系统污染度的控制

慧聪工程机械网   2004-06-23 13:56   来源:网络  作者:吕超 朱成建

在液压系统中,液压油中的污染物总量等于系统中原有污染物(包含生成污染物)量加上侵入系统的污染物量。因此,液压系统污染度的控制目标,一是防止污染物生成或侵入系统;二是将系统中的污染物清除出去。

在液压系统中,液压油中的污染物总量等于系统中原有污染物(包含生成污染物)量加上侵入系统的污染物量。因此,液压系统污染度的控制目标,一是防止污染物生成或侵入系统;二是将系统中的污染物清除出去。

控制污染物最关键的环节有3个:即控制污染物的生成、减少残留污染物和正确选用与合理使用滤油器。

1.控制污染物的生成


污染物的生成主要有以下3个方面:


(1)液压油中混入了水分和空气。多数液压油中含有微量的水分(小于0.01%),混入液压油中的空气不但使液压油乳浊化,润滑性能下降,并对油液的氧化起媒触作用,加剧污垢的生成。


(2)液压油氧化变质。液压系统工作时,因压力损失而消耗的能量全部转变为热能,使油温升高。当液压油处于高温时,一方面,油中的高压空气与油分子直接接触,空气中的氧分子引起油液氧化,生成有机酸;另一方面,油液氧化会析出黏滞物和浸漆物。


(3)元件磨损产生污染物。液压元件工作时,运动件之间的金属与金属、金属与密封材料之间的磨损颗粒,以及液流;中刷下来的软管材料、过滤材料脱落的颗粒和纤维、剥落的油漆皮等变成了污染物。

控制污染物的生成,主要从两个方面着手:合理设计液压油箱;采用散热或冷却措施来控制液压油的温度。


(1)合理设计液压油箱。油箱的主要功用是贮存液压系统所需要的液压油,起到贮油、散热、沉渣和逸气的作用。油箱设计的好坏直接影响液压系统的工作可靠性,更对泵的寿命有着重要的影响。油箱通常由钢板焊接而成,由半高的隔板将油箱分为回油区和吸油区两个部分。设计时要求:回油管应插入油中且坡口面向箱壁,以避免油中吸入空气、防止;中起沉渣、利于散热;吸油管端应安设粗滤器,且距离箱底不小于20mm(防止吸入杂质,又不至于局部阻力过大);吸油管应有足够大的管径且密封可靠(防止气蚀);油箱具有整体密封性,又能通过空气滤清器进行正常的气压交换;底部设置排污口和放油口;箱体内壁须经磷化处理并涂以耐油、防锈材料。


(2)控制液压油的温度。液压系统工作前,如果油温低于10℃,将因油液黏度较大而不利于液压泵的吸入和启动;另一方面,液压系统以油液作为介质来实现能量的转换,油液通过管路和阀时因相互摩擦产生压力损失,运动件之间的摩擦产生机械损失,这些损失均转化为热能。其中一部分热能散到大气中,大部分热能则传到液压元件和油液中,使液压系统温度升高。当液压油温度过低时,可采取对发动机预热或采用加热器来解决;当液压油温度过高时,可采取散热、冷却等措施来控制油温,即合理设计液压系统,提高效率,降低温升,或加冷却器和滤油器。

2.减少残留污染物


液压元件在制造、采购、贮存、运输、安装、调试和使用等过程中,不可避免地会接触污染物(砂粒、铁屑、焊渣、锈片、灰尘等),污染物一旦进入元件或系统中就会造成污染,为此,必须制定必要的工艺流程和采用质量保证手段来加以防护。

减少残留污染物的主要措施是,仔细地清洗元件、管路和系统。对管路,可采用汽油、煤油进行循环清洗,或空载运行清洗;对系统,可采用重力清洗、工作液循环清洗或空载运行清洗等方法。

通过清洗、磷化等方法去除残留在元件和辅件上的污染物,并对清洁后的零部件采取管孔密封、规定使用期限、适宜的搬运等方法,以避免清洁后的零部件被二次污染。装配时,尤其是元件安装、系统连接、布管过程均要做到清洁、有章、连贯、持续,避免间断性,以提高整机和零部件的装配清洁度。

3.采取适当的滤油手段,正确选用与合理使用滤油器


污染物按其存在状态可分为固态、液态和气体:其中固态污染物所占比例最大,危害最严重。控制液压系统的污染,最重要的是控制固态污染物的产生。


固态污染物常以颗粒状态存在于液压系统中,主要来源是:元件加工和装配过程中残留的金属切屑、焊渣、型砂以及其他机械杂质;元件运转中产生的磨屑和锈蚀剥落物,以及油液氧化和分解产生的沉淀物;外界侵入的尘埃和各种杂质。

滤油器在液压系统中可有效地滤除固体杂质,保持液压油的清洁,延长液压元件的寿命,保证系统工作可靠。因此,为保证挖掘机液压系统的清洁度,采取适当的滤油手段对系统而言是必不可少的措施,具体可采取以下措施:


(1)在液压系统中设置滤油器,以滤除漏入或系统内产生的杂质。系统设计中,主油路吸油口应采用有较大通油能力和较小阻力、过滤精度为100μm的粗滤油器,其主要作用是保护液压泵;主油路回油口采用强度较低、体积和重量稍小、过滤精度为10μm的精滤油器,可对流回油箱的油液起到滤清作用,通常还并联一单向阀,在滤油器堵塞时可起回油旁通的作用;先导油路中,除了在先导泵进油管路中采用滤油器外,在先导泵的出油口设置了有一定强度、过滤精度为10μm的精滤油器,再并联一单向阀,或同时设置堵塞指示装置,这样就可有效地保护除先导泵以外的先导系统中的其他液压元件,提高先导油路的控制精度。


(2)为提高效率,许多厂家生产的挖掘机使用滤油车自动加油的方式进行加油,这样在加油的同时也对油液进行了一次过滤,滤油车是一种可移动的滤油装置,适用于挖掘机新注油时的过滤。


(3)安装单独的过滤系统,例如使用HF-250型过滤装置,即采用单独的液压泵和滤油器形成独立于主系统以外的过滤回路来过滤油箱中的油液,以保护挖掘机的液压系统。

除了把握好上述控制污染的3个最关键的环节外,还须对污染物的侵入、液压油的使用等方面进行控制。

液压系统在工作时,外界污染物通过液压缸的外露活塞杆、油箱的进气孔、注油口等处侵入系统,因此,在机器使用和加注油等过程中,要保持外露点和油口的清洁;要定期检查液压油的质量,油质达不到标准时要及时更换。

在液压油的使用方面,我公司生产的WY系列挖掘机均选用BTE25美孚抗磨液压油,以提高液压油的自身抗污染能力;此外,须按使用说明书中规定的要求定期更换液压油。

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