當前位置:

首頁 > 新聞資訊 > 技術資料

液壓機械空氣污染的危害及預防

發布日期:2017-03-28 瀏覽次數:
      1、 液壓機械空氣污染的危害及預防杜巧連1,吳小洪(1.金華職業技術學院,浙江金華2.廣東工業大學,廣東廣州510090)對液壓系統來說,空氣和塵粒、水、酸性物一樣是流動的污染物。但是人們往往只重視后三種污染物對液壓系統的危害,而忽視液壓系統中的空氣對液壓系統的污染。事實上,液壓系統中的空氣也會導致液壓機械發生故障1空氣污染對液壓機械的危害(1)產生振動和噪聲液壓系統的工作介質是液壓油。由于液壓機械在大氣壓環境中工作,油液中不可避免地含有空氣,除混入油液中呈氣泡狀態存在的氣體外,油液中還能溶解一些氣體。在常溫常壓下,油液能溶解約6 ~12 的空氣(按體積計),并且油液中溶解的空氣量與油液的絕對壓力成正比。油液在液壓系統中流動時,流速高的區域壓力很低,當壓力低于工作溫度下油液的空氣分離壓時,溶解于油液中的大氣將大量被分離出來,形成氣泡。這些氣泡混雜在液體中,會產生氣穴,使原來充滿在管道或元件中的油液呈不連續狀態。在液壓系統中,容易產生氣穴現象的地方主要有泵的吸油部分、配油盤部位、閥類元件的節流部位。氣穴對液壓系統的危害很大,除會影響液壓系統的工作平穩性外,還會使液壓系統產生強烈的振動和噪聲。例如:液壓泵在工作時,其吸油口處呈現局部真空。若真空度過大,吸油口的壓力降到低于油液的空氣分離壓時,油液內溶解的空氣會大量逸出,產生液壓泵氣穴現象,這將會使液壓泵產生很大的噪聲,成為液壓機械的主要噪聲源。

 (2)加工精度降低液壓系統中混入的空氣以游離的形式存在于液壓油中,使油液的可壓縮性急劇增加。當液壓系統外負載波動時,執行機構中油液壓力會發生脈動,導致氣體膨脹或收縮而引起執行機構供油流量明顯變化,造成液壓機械出現低速爬行的現象。對于要求響應快、定位準的高精度液壓機械,傳動剛度是一項重要的指標。傳動剛度與液體的體積彈性模量有關,液壓系統工作時,實際油液中既含有溶入的氣體,也含有混入的氣體。溶入油液的氣體對液體彈性模量基本不產生影響,而混入油液的氣體會使油液的體積彈性模量急劇下降,使油液中的壓力波傳遞速度減慢。從而導致液壓機械加工精度降低。

(3)加速油液氧化變質液壓系統工作時,混入油液中的氣泡隨著液體機械開發2000年增刊?設備維護?

運動到高壓區時,氣泡在周圍壓力油的沖擊下,其體積迅速縮小直至潰滅。此時在氣泡的中心將產生很高的壓力。實驗結果表明,在潰滅的氣泡中心壓力可高達150~200M Pa.液體質點的動能除轉化為壓力能外,還有一部分要轉化為熱能,使局部油溫升高,局部高溫可達1000℃。氣泡破滅時的瞬時溫度取決于液體局部壓力的變化率和液體及氣體的比熱。當液體的局部溫度達到使氣體中的氧可以與液體分子相化合的程度時,則那一部分液體被氧化,從而使油液變質。此外,這種現象若發生在密封件或支承環的附近,密封件和支承環將會被燒焦。這樣,除了元件產生直接失效外,支承環或密封件燒焦產生的堅硬碎顆粒也將引起液壓系統出現故障。

     2、空氣污染液壓系統的識別空氣對液壓系統造成污染后,往往會附帶有以下一種或幾種附加特征。(1)液壓泵的聲音偶然發生變化或安全閥偶爾發生異常響聲(2)執行機構偶爾出現跳動或爬行(3)油箱內油液的透明度低,回油口處有泡沫出現(4)過濾油液有油液氧化后的黑色殘渣。若有以上一種或幾種現象,即說明液壓系統已受空氣污染。

     3、液壓系統空氣污染的預防液壓系統是一個封閉的系統,早期不易得知系統的污染狀況,往往只能通過液壓系統的噪聲、振動、爬行來判斷是否受污染,因此,控制空氣污染應以預防為主。液壓系統中易發生空氣污染的部位主要有液壓泵吸油口、控制閥閥口附近、液壓缸兩腔處。為此在液壓系統設計和使用中應著重采取相應的預防措施。

(1)液壓泵吸油口空氣污染的預防在設計油箱的容積和確定機械設備的用油量時,應保證在最低油面時有足夠的油量,使液壓泵吸油管口不至于露出油面而吸入空氣。油箱中應設置隔板將吸、回油管隔開,使液流繞行,以利于氣泡從箱中分離?;蛟谟拖渲性O置金屬網消除氣泡。

使用時應經常檢查吸油口管路各接頭處的密封情況,以免密封不嚴吸入空氣。還應經常檢查吸油濾油器的吸油狀況,必要時及時清洗或更換濾芯,以保證液壓泵吸油通暢,避免泵吸入口產生氣穴。

(2)控制閥閥口處空氣污染的預防液壓回路設計不合理,控制閥閥口區域內油液阻力過大,壓降過大或液壓機械在長時間使用后雜質堆積,油液流經狹窄縫隙產生急劇的壓降,都會產生氣穴。尤其在流量控制閥中節流閥處易出現此情況。為防止控制閥閥口附近發生氣穴,設計時應使液壓回路中控制閥閥口的前后壓差滿足性能要求。對于由雜質堆積引起的氣穴現象,可通過清洗控制閥消除。

(3)液壓缸兩腔空氣污染的預防因液壓缸的兩腔屬封閉容腔,缸內原有的空氣和從系統管道中由油液帶來的空氣都將積存在缸的兩腔內。作為液壓系統的執行元件,液壓缸會直接反映出空氣污染的危害,若空氣不及時排出,會造成液壓缸低速爬行,影響正常工作。為了避免這種現象的發生,除采取措施防止空氣進入液壓系統外,為能及時排除積存在缸內的空氣,可在液壓缸上設置放氣閥。對于負載慣性大、運行速度快的液壓缸,液壓缸行程兩端還應設置緩沖裝置,以預防因負載慣性引起氣穴。

4結束語不難看出,液壓系統中的空氣確實是液壓機械的一種污染物。由于大氣氣泡占據一定空間,液壓系統中的空氣會破壞油液的連續性,會導致泵的輸出流量減小。在泵的壓油管中還會造成流量和壓力波動,使液壓機械工作不平穩,加工精度降低。同時還會使液壓機械產生強烈的噪聲,并加速液壓系統中油液氧化變質。為此,我們必須重視液壓系統中的空氣對液壓機械的危害,在實際工作中要采取有效措施控制油液中空氣的含量,以提高液壓機械的工作性能,滿足加工精度的要求。

嵇光國。液壓系統故障診斷與排除[ M ] .北京:海洋出版社, 1998.

雷天覺。液壓工程手冊[ M] .北京:機械工業出版社, 1990.

第一作者簡介:杜巧連,女, 1966年生,講師。研究方向:機電液一體化。已發表論文15篇。

歡迎各類基金資助項目文章投稿???設備維護?

機械開發2000年增刊

中文字幕二区亚洲综合