工程机械液压系统污染的危害及控制
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【摘要】本文主要分析了工程机械液压系统液压油污染的原因，以及液压油被污染后对液压传动系统造成的危害，并提出了对液压油污染的控制措施和使用维护方法，以确保工程机械液压系统的正常工作。
关键词 工程机械 ； 液压油；污染的危害；控制方法
中图分类号：TH137文献标识码：A
引言
液压油是液压传动与控制系统中用来传递能量的液体工作介质。除了传递能量外，它还起着液压、润滑、冷却、保护（防锈）、密封、清洁、减振七大作用。液压系统能否可靠有效的工作，在一定程度上取决于液压油的性能。特别是在液压元件已定型的情况下，液压油的性能与正确应用则成为首要问题。
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越来越高的要求，提高工程机械液压系统的工作可靠性和使用寿命俞来俞引起众人们的关注，而工程机械的故障和工作的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的可靠性，重则损坏机件以至系统失灵，导致液压元件或系统不能工作。
要研究液压系统污染的危害，首先就分析污染物的成分，污染的途径及受污染的危害
1.1污染物的种类
侵入液压系统的污染杂质有很多种类，但是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、砂粒、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
液压系统除油箱和大气相通外，基本上是封闭系统，那么杂质是通过什么途径侵入系统内部的呢？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
（1）系统内部产生。a、系统运转过程中不断产生金属和密封材料的磨屑颗粒、过虑材料脱落的颗粒或纤维。b、油箱中剥落的油漆、锈斑。c、气蚀现象产生的剥落的金属碎片。d、液压油因高温变质而生成的焦油、胶质和油渣。
（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。
①、由油箱的气孔侵入，因为换气孔是与大气连通的，粉尘微粒随空气进入箱中。
②、活塞杆在伸缩过程中粘带
③、液压油本身带有杂质
④、设备在维修组装过程中由于没有彻底清除干净，焊碴、铁屑、砂粒等杂技滞留在管道内。
⑤、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，其它液体的污染概率很小，一般是意外事故，这里不做探讨，只对水分的来源进行分析。
（1）空气中的水汽。油箱液面是与大气相接触的，大气中的水汽含量是变化的，随气温、气压的变化而变化，当空气中的水汽达到雾点就会形成水滴，随油液流至液压系统的各个部位。
（2）系统密封不良，水分直接渗入，油箱盖封闭不严雨水漏入，水冷却系统的渗漏或系统结构缺陷，使水分渗入，安装在油箱中的冷却管或挡板由于腐蚀、撞击等原因造成破损时，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，但主要有：
（1）由于油箱内油液面太低，吸油时直接吸入空气。
（2）预留孔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气泡。
1.3污染的危害
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，其余都是在使用和维修过程中，由于污染杂质的侵入而造成的。污染杂质侵入液压系统带来的危害主要表现在以下几个方面：
（1）固体杂质对活塞杆、密封圈等元件造成的磨损和损坏；
（2）固体杂质淤积在管路底部或弯头处，造成管道截面积减小，系统内局部压力增大，容易发生接口渗漏或管道破裂；油液中各种颗粒污物在滑阀间隙内逐渐淤积会还引起滑阀卡阻故障；会使液压元件中的阻尼小孔或节流小孔堵塞造成原件作用失灵等。
（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）气体引起工作机械出现爬行和抖动现象；
（9）气体增多会导致液压泵 容积效率下降，能量损失增大，使液压系统不能发挥应有的效能
（10）气体降低液压系统传动刚度和精度。
2 液压系统污染的控制
分析表明，污染是不可避免的，但可采取一些措施加以防控，降低污染的程度和延缓污染的速度
2.1 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地通过各种渠道侵入系统，对系统产生破坏，影响了液压系统的正常工作。其中主要的渠道是油箱的呼吸孔和液压缸的活塞杆密封处。此外维修和向系统注加（变更）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，应该注意以下几个关键环节：
2.1.1液压油箱污染物的控制措施
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重要环节。
（1）尽可能采用全封闭式油箱，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，如果不能采用全封闭油箱，可在不一箱的通气孔上设置带有干燥器的滤清器，当油箱的液面降低时，空气中的水分和颗粒杂质即将被去除。
（3）在 油口前设置滤网，设置滤网的作用是去除油液里的汽泡，实验研究表明，滤网除气效率与过滤孔大小，油液通过滤网的速度和滤网设置的角度有关系，滤网愈密，流速愈低，除气效率愈高；滤网倾角为20度时除气效率最高。
（4）在油箱底部设排水口和磁塞，涯汪在油箱中静止24小时以上，混在液压油中的水便会下沉至箱底，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。
2.1.2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，普通在活塞杆压力密封外端设置防尘密封以防止外界污染物的侵入。防尘密封的工作性能对可靠地保护液压系统具有重要的作用。一旦防尘密封失效，活塞杆压力密封即暴露于外界，粘附的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）活塞杆的液压密封密封采用活塞压力密封和防尘密封的组合形式，这种组合密封的污染性能为各个单个密封防尘性能综合。
结束语
以上防护措施能延长油液和液压元件的使用寿命、减少液压系统的故障，但不能阻止油液的污染和变质。故对液压油的合理取样、分析并更换液压油，对预防液压故障有着同样重要的意义。
换油应按液压油的换油指标来进行。为此应对在用液压油定期进行取样化验。正常使用条件下，每两个月取样一次；工作频繁、环境恶劣时，每月取样一次。不具备分析条件时，应按设备使用说明书的规定定期换油。在一般条件下，汽车和工程机械在高级维护时更换液压油。在更换新油前，整个系统必须清洗一次。
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