液壓介質(zhì)的清潔度對(duì)液壓機(jī)床保證工作性能，可靠性及壽命有著重要意義。一些資料表明液壓系統(tǒng)70%以上的故障是由于液壓介質(zhì)不符合技術(shù)要求引起的。油液被污染，泄漏及選用不當(dāng)這三項(xiàng)費(fèi)用共占液壓系統(tǒng)維修費(fèi)的80%。而其中以污染為首。因?qū)σ簤簷C(jī)床說，控制油液的污染，保證油液的清潔度是一個(gè)重要工作。
油液污染物的生成除了油液在煉制，制備，運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中受到污染外，還有其他三大途徑。
一．液壓系統(tǒng)在制造和裝配中存在的污染物。
二．使用過程中由外界侵入的污染物。
三．系統(tǒng)內(nèi)部液壓元件磨損和液壓油變質(zhì)產(chǎn)生的污染物。
它們之間在有些地方并無明顯的區(qū)分點(diǎn)，物理，化學(xué)的復(fù)合污染相互影響，形成惡性循環(huán)，從而促使液壓系統(tǒng)的工作性能，可靠性惡化，使用壽命減少。
下面簡(jiǎn)單說一下三大類型污染及對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
一．液壓系統(tǒng)在制造和裝配中存在的污染物。
它主要包括鐵屑，水銹，鑄砂，焊渣，涂料，油漆皮，裝配前使用的液體（清洗劑，防銹油），灰塵，棉紗等。它主要由一些較大的顆粒組成。在系統(tǒng)中它助長(zhǎng)磨損，劃傷重要元件表面，卡住閥芯，從而使元件受到不可恢復(fù)的損壞，使系統(tǒng)部性能惡化，出現(xiàn)間隙特性，不合理特性及不明原因故障，造成機(jī)床短期故障或無法接受的性能。這種污染物顆粒是磨損催化劑，因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生的磨屑在通過泵后被破碎成更小的磨粒，形成“磨損鏈鎖反應(yīng)”。一個(gè)顆粒每通過系統(tǒng)一次，它停留在能引起不可恢復(fù)損壞的概率就會(huì)增加。因此必須迅速有效從系統(tǒng)中清除，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行沖洗的目的是為了消除和減少早期運(yùn)轉(zhuǎn)中的故障。
二．在使用過程中由外界環(huán)境侵入的污染物。
它主要指的是通過油箱通氣孔和加油口，活塞防塵裝置和液壓元件及管道拆卸口進(jìn)入系統(tǒng)的水份和灰塵。它們進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)敏感元件造成加速磨損，影響系統(tǒng)性能的作用。混入的空氣和水，能降低油的潤(rùn)滑性，加速油液的變質(zhì)。
混入系統(tǒng)的空氣量與液體的壓力成正比，它降低了介質(zhì)的容積模量，便系統(tǒng)出現(xiàn)壓力不穩(wěn)定現(xiàn)象及滯后現(xiàn)象，引起工作機(jī)構(gòu)的誤動(dòng)作及不可靠性及不可控性。空氣存在在液體中有二種類型：溶解與懸浮。在室溫及大氣壓力下，石油基液壓油大約能吸收9%體積的空氣。在大氣壓下空氣的飽和的液體在真空中將成為過飽和液體，此時(shí)液體將釋放出空氣，產(chǎn)生噪聲。以氣泡或氣團(tuán)存在的懸浮狀空氣，它們改變了系統(tǒng)特性，引起油泵氣穴，噪聲，潤(rùn)滑性下降和磨損，功率消耗增大，氣體性氧化，溫升和系統(tǒng)剛性不足等。
系統(tǒng)中的水呈現(xiàn)游離狀態(tài)或溶解狀態(tài)。游離的水以分層或油乳化的形式出現(xiàn)，作為液壓油中的污垢水會(huì)產(chǎn)生氧化物顆粒，瀝青質(zhì)和樹脂質(zhì)。水在液體中最明顯的作用是腐蝕和生銹。其生成物進(jìn)一步污染系統(tǒng)，它破壞各種添加劑，最終生成腐蝕金屬表面的酸。當(dāng)系統(tǒng)被水和臟物二者污染產(chǎn)生復(fù)合時(shí)，把被顆粒劃傷的清潔表面腐蝕，結(jié)果連續(xù)地加速了這一過程。水在冰點(diǎn)以下結(jié)冰也會(huì)造成閥門和伺服機(jī)構(gòu)卡住和堵死，濾油器堵塞，使系統(tǒng)動(dòng)作異常。它同砂粒，金屬屑或其它顆粒的影響是一致的。
三．系統(tǒng)內(nèi)部液壓元件磨損和液壓油的變質(zhì)而產(chǎn)生的污染物。
它是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程，有時(shí)還有微生物的復(fù)合作用。它們相輔相成，相互影響，從而形成惡性循環(huán)，惡化系統(tǒng)的工作性能。
1． 磨損。
主要是指在工作過程中由于液壓元件內(nèi)部磨擦面之間不停地產(chǎn)生固體顆粒。其大小一般為0。5-20μm左右不等。這些顆粒進(jìn)入運(yùn)動(dòng)副間隙后相當(dāng)于研磨劑，加速磨損運(yùn)動(dòng)表面。磨損了的閥類元件重要運(yùn)動(dòng)表面會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能變化，甚至工作性能不穩(wěn)定，并且它們很難發(fā)現(xiàn)。
磨損包括工作在工作時(shí)的正常磨損及異常磨損。如粘連，磨料磨損，切消磨損，腐蝕磨損及疲勞磨損等。還有僅在流體中特有的沖蝕和氣蝕。
沖蝕：固體顆粒，液體或氣體以很高的速度撞擊固體表面，便材料產(chǎn)生疲勞而磨損。在彎道處的沖蝕磨損比直道要大幾十倍之多。
氣蝕：由于液體流動(dòng)方式的變化或固體表面的振動(dòng)使液體內(nèi)部壓強(qiáng)發(fā)生變化，當(dāng)壓強(qiáng)下降低于液體的蒸汽壓時(shí)就可能導(dǎo)致溶解于液體中的氣體形成核，并長(zhǎng)大到一穩(wěn)定尺寸，并隨之流動(dòng)。當(dāng)氣泡核到達(dá)高壓區(qū)時(shí)就變得不穩(wěn)定而破裂。由于氣泡破裂而引起壓強(qiáng)猛烈變化并向周圍液體對(duì)稱發(fā)出振動(dòng)波。當(dāng)含有一連串載有氣泡的液體向固體表面撞擊時(shí)，氣泡在撞擊表面發(fā)生破裂，引起固體局部變形和磨損表層，使固體表面粗糙化，損壞元件產(chǎn)生污染。
2． 密封件損壞
由于密封槽不符合規(guī)定和固體表面粗糙度不符合規(guī)定，使運(yùn)動(dòng)部件固體表面層油膜層被破壞，引起磨損和撕裂密封材料。經(jīng)驗(yàn)表明顯示當(dāng)粗糙度為0。4μm時(shí)，此粗糙度下一些微小凹坑內(nèi)積聚潤(rùn)滑油，可備啟動(dòng)時(shí)發(fā)揮作用。粗糙度太高和太低均不太適宜。
當(dāng)油液中混有空氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡型和柴油機(jī)效應(yīng)損壞密封件，使密封材料出現(xiàn)破損，碳化或燒壞。既污染了油液，引起泄漏，又引起了系統(tǒng)不可靠。
3． 液壓油變質(zhì)
由于液壓油變質(zhì)產(chǎn)生的異物，使流體元件之間很小的間隙以及節(jié)流小孔和縫隙卡死或堵塞，它破壞了相對(duì)運(yùn)動(dòng)元件之間的油膜層，引起了系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)特性不穩(wěn)定，工作失靈。它主要有以下幾種。
1） 氧化：油液除了自然氣化外，還會(huì)由于油溫高，水，空氣的混入而加快氧化。
油液中混有空氣有二大危害。一為直接加快氧化，生成酸性化合物沉淀 ，腐蝕金屬。二是高壓時(shí)空氣壓縮發(fā)生高溫壓爆，使局部溫度更高，引塌局部油液碳化。
混入的水使油變質(zhì)，產(chǎn)生淡褐色乳化物，降低油液粘度，增加腐蝕性。油液中少量的活性氯化物，碳化物及低分子溶性有機(jī)酸對(duì)油對(duì)金屬均有腐蝕作用，使油質(zhì)變壞。
2） 油溫太高：油溫太高使油液分子聚化或聚化產(chǎn)生樹脂，瀝青，焦油等黑褐色膠化物。它對(duì)系統(tǒng)各種控制閥危害極大，它堵塞過濾器，閥，泵，馬達(dá)，使節(jié)流口堵塞，閥芯粘著，運(yùn)動(dòng)遲鈍或誤動(dòng)作。并且這種化學(xué)反應(yīng)速度隨溫度的升高而加快。資料表明，每當(dāng)溫度增加8度，油液的壽命減少一半。因此油液的工作溫度限止于65度以下。
3） 可溶性反應(yīng)：主要是同密封材料反應(yīng)。它有二種現(xiàn)象。一是使密封材料產(chǎn)生溶脹，軟化。二是使密封材料硬化。兩者均使液壓油性能變壞，密封材料失效，造成匯漏形成故障。
4） “剪切”：當(dāng)油液通過小孔和縫隙時(shí)，受機(jī)械“剪切”，使高分子聚合物分子鏈斷鏈，它改變了油液的性能，降低了粘溫特性，引起了油液粘度永久性降低，失去了潤(rùn)滑性，并會(huì)導(dǎo)致極化分子產(chǎn)生，引起堵塞現(xiàn)象。
總之，關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)部元件磨損和液壓油變質(zhì)污染，是一個(gè)十分復(fù)雜的機(jī)制，有些地方還不十分明確。但是液壓元件的機(jī)械磨損同液壓油的化學(xué)變質(zhì)，兩者相互影響，產(chǎn)生惡性循環(huán)，從而影響系統(tǒng)的整體可靠性及使用壽命。
因此，為了減少液壓系統(tǒng)的故障率，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性及使用壽命，必須加強(qiáng)對(duì)液壓污染的控制，排除早期污染物，限止污染物的侵入和生成，根據(jù)實(shí)際使用情況合理選用所便用的液壓介質(zhì)及所用密封材料，控制液壓油溫升，嚴(yán)禁兩種油液混用，定期檢查過濾裝置，觀察油液是否變質(zhì)，并按規(guī)定換油和清洗，便系統(tǒng)保證在較佳的工作狀態(tài)，從而獲得必要的工作性能和工作精度，便機(jī)床更好地用于生產(chǎn)服務(wù)中去。
發(fā)表于 2012-5-14 08:03:45
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