浅谈液压系统污染物的防与治

本文通过对液压系统液压介质造成污染的途径和原因分析及液压介质污染能够导致的液压系统故障诊断，结合自己的工作经验和理论学习，介绍几点控制液压介质污染的方法和措施，从而来保证液压传动的正常工作。
一、概述：
液压传动技术在18世纪诞生后即得到迅猛发展。今天，液压传动设备在各行各业得到广泛的应用，在现代化的大型生产线和作业设备上体现得尤为充分。各种油管繁多，液压油在使用、更换中也存在一些问题。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。如何正确使用与维护液压系统，保证油液的清洁，是设备日常维护和使用中的一项重要工作。
二、造成液压介质污染的原因及污染导致液压系统的故障：
（一）、液压介质污染的原因：
1、残留污染物：
制作、安装过程中潜伏在系统内部的污染物。显然，系统制作、安装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，确保安装后的液压系统能够安全可靠地运行。
2、生成污染物：
（1）、液压油氧化变质析出物。设备在运转过程中，液压传动中零件自身的摩擦，元件与液压油的摩擦以及液压油的内摩擦，造成油品的失效变质，引起油温升高。在实际生产过程中，润滑油发生乳化变质，乳化的油品含有空气，经运动压缩产生大量的热量，液压系统引起局部过热，使油液温度升高。润滑油在使用一段时间后，因添加剂等原因，粘度会发生变化，粘度过高，增加了油液流动时能量损耗，也使油温升高；粘度过低，泄漏就会增多，同样会使油温升高。泵的过滤网如果堵塞会使吸油阻力变大，以致吸油管路中压力过低，油泵的吸油腔中油液不能全部充满空间，出现空穴现象，从而使温度急剧升高，造成油温上升。液压系统的散热装置是在液压油箱的散热面积不够时添加的冷却油液装置，如长期使用保养不当，冷却散热的表面存在许多油泥和灰尘，使散热功能减退，从而使油温上升。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，对金属表面起腐蚀作用；另一方面，油液氧化析出粘滞物和浸漆物。
（2）、液压油中混入水分和空气。多数液压油中含有微量（小于0.1%）的水分，过多的含水量会使液压油乳浊化，使其润滑性能下降，对液压油的氧化起初没作用，但是能加剧污垢集积。同时，混入液压油中的空气还会增加油液的氧化作用，并引起液压系统的振动、爬行和气蚀。
（3）、元件磨损、损坏生成污染物。液压元件工作时，运动组件之间的金属与金属、金属与密封材料的磨损颗粒以及液流冲刷下的软管胶料、过滤材料脱落的颗粒和纤维、剥落的油漆皮等。
3、侵入污染物
液压系统在工作时，周围环境中的污染物通过一切可能的侵入点，如外露的往复运动的活塞杆、油箱的进气孔、注油孔等侵入系统。
4、生物污染物
微生物也可能像其它微小颗粒一样侵入液压介质，如果不加以阻止，微生物将繁殖生长并表现为粘质物，污染介质。一般加杀菌剂或去除微生物繁殖的条件——水或营养物，以阻止生物污染的增长。
5、逃脱污染物
逃脱污染物来自过滤器附近的潜在的液流通道(如不密封的溢流阀或旁通及滤材的裂口等)，以及使被截留颗粒上的拖曳力大于过滤器纤维表面的吸附力的流量脉动。这两类逃脱污染物应加以控制。
（二）、油液污染导致液压系统的故障主要表现在以下几个方面:
1、污染颗粒侵入配合间隙,配合零件的相对运动不灵活、灵敏度降低或动作循环错乱。在实际工作中发现, 若污染颗粒进入叶片泵转子槽与叶片之间,就会产生卡住现象; 若进入齿轮泵的轮齿间与端盖间, 就会加速齿面和端面的磨损, 使容积效率随之下降;对于液压马达, 当污物侵入时, 也能产生类似泵的不良后果。对于方向阀, 当污染颗粒侵入滑阀之间隙时, 会使阀芯移动不灵活甚至卡住。对于流量阀, 当污染颗粒结集在节流口, 会使通流面积发生变化, 影响速度的稳定性。对于压力阀, 当污染物粘附在阀座处, 会影响阀座的密封性。而这种污染物粘附在阀座上是经常处于变化状态, 时而存在, 时而被油液冲走, 故引起对设备故障的判断发生偏差。
2、污染颗粒堵塞阻尼孔,使元件失灵,造成各种故障。
3、油液污染后, 油的粘度发生变化, 防锈性、抗乳化性、消泡性、润滑性等物理化学性能降低, 从而引起液压系统的各种故障。
通过以上几点，油液污染是液压设备发生各种故障的祸根。有时只需要清洗系统中某些元件, 故障即可消除。
三、控制液压介质污染的方法和措施：
液压介质的污染一般用污染浓度来评价，为了将液压介质的污染危害降低至最小的限度，应减小其污染浓度，通常采用防和治的结合方法。1 以下是防的几点方法;
（1）、防止污染杂质混入液压油
A 、液压用油，油桶要设置在干净安全的地方，加强管理。所用的油桶、滤油器、油漏斗、油管等都应保持干净。装运液压油的油桶必须事先清洗干净，油桶需专用，不要与其他油桶混杂。
B、液压机械应经常保持清洁，为防止灰尘杂物落入油液中，油箱应加盖密封。
C、油箱中的油液应根据工作情况定期更换。在换油时应将油箱底部积存的杂质去掉，将油箱清洗干净。
(2)、防止空气进入液压系统
为防止空气进入液压系统，在使用和维护时应注意以下几点：
A、经常检查油箱中的油面高度，保持有足够的油量。
B、在工作过程中，油液会损耗，必须及时补充新的同规格的油液。
C、即使在最低油面时，吸油管1：3和回油管口也应保持在油面以下。
D、使用必须良好的密封件，失效的密封装置应及时更换，管接头及各接合面处的螺钉都要拧紧。
E、在使用中尽量防止系统中各处的压力低于大气压力或形成局部真空。
F、液压系统中进入空气是不可避免的，为了排除空气，有的油缸在最大行程范围内往复运动几次，以排除系统中的空气。
G、在更换油箱中的油液后，应开动机器循环运转几次，以排除系统中的空气。
(3)、防止水分混入液压系统
A、存放液压油的油桶底部有水，尤其是油桶露天放置时，更应特别注意。
B、混入系统中的空气含有的水汽冷凝成水。
根据以上原因，采取相应措施。并要注意从油桶的放油塞处将水排除（水的密度比油大，水会沉在油箱底部）。
(4) 防止油温过高
从维护使用方面来看，可采取以下措施：
A、经常注意保持油箱中的设计油量。一般要求油面高度达到油箱高度的80%，以满足油箱有足够的散热面积和油液有足够的循环冷却条件。新机第一次装油时，应将油箱装满，在起动运转几分钟后，油液进入管道和油缸，油布会下降。因此，要再补充一部分油。
B、经常保持液压的机械清洁，及时清除油箱、管路外部的污秽，以利于散热冷却。
C、在保证液压机械正常工作下，油泵压力应调到最低工作压力，以减少能量损耗。
D、正确选择液压系统中所用润滑油的粘度，特别时添加润滑油时，注意油液的牌号以保证其粘度，经常保持油液的干净，并及时更换油液。因此，造成液压系统油温升高的原因有多种多样，由油温升高引发的故障现象也各不相同，只要仔细分析故障发生的原因并加以防范、解决，设备一定能恢复正常运行。
(5)、防止液压系统泄漏
A、铸件的焊件要保证质量，有条件时，液压件在装配前要进行耐压试验。
B、安装各接头时，一定要使紧固螺母与接头上的螺纹配合适当。
C、选用粘度合适的液压油，有较好的粘温性能。
D、液压系统中许多元件广泛采用间隙密封, 而间隙密封的密封性与间隙大小( 泄漏量与间隙的立方成正) 、压力差( 泄漏量与压力差成正比) 、油封长度 ( 泄漏量与长度成反比)、加工质量及油的粘度等有关。
E、要保证油封和密封件的质量，材质，几何形状和精度要符合设计要求。
F、各种液压元件中广泛采用密封件密封, 其密封件的密封效果与密封件材、密封件的表面质量、结构等有关。如密封件材料低劣、物化性不稳定、机械强度低、弹性和耐磨性低等,则都因密封效果不良而泄漏; 安装密封件的沟槽尺寸设计不合理, 尺寸精度及粗糙度差, 预压缩量小而密封不好也会引起泄漏。
G、各种密封圈特别是O型密封圈很多，而且相邻尺寸的直径差别不大，凭助较难分辨。因此，各种规格的密封圈应标明尺寸，分别储存，避免大小的混杂。
2.以下是治的几点方法
（1）、合理设计液压油箱，保证油箱既能起溶液杂质，分享油中气泡的作用，又可防止外界尘埃和空气混入液压介质。
（2）、合理设计液压系统，采取必要的散热，冷却措施，保证液压介质的温度处于正常工作范围。
（3）、在液压系统中装设适当的滤油器，滤除液压介质中各种污染物。
因液压传动介质除传递能量外，还起着润滑摩擦副的作用，因此液压介质的清洁度对液压元件和系统的工作可靠性和使用寿命有很大的影响。所以液压介质的污染控制不容忽视
四、结论：
经过多年对设备进行维护保养特别是其液压系统的维护修理说明：液压系统污染控制贯穿于整个日常维护、保养过程，要求操作者和修理人员在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。综合分析系统配置的失效与损坏、系统泄漏、系统原设计上存在的不足。只要仔细分析故障发生的原因并加以防范、解决，设备一定能恢复正常运行。

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